DE3446541A1

DE3446541A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung von mauerungen, insbesondere zur reinigung heisser koksoefen

Info

Publication number: DE3446541A1
Application number: DE19843446541
Authority: DE
Inventors: Horst 4600 Dortmund Bertulies
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-12-20
Filing date: 1984-12-20
Publication date: 1986-06-26

Description

- t - Ber/84/2

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Mauerungen, insbesondere zum Lösen von Graphit- und Torkretmasse von ji£r Feuerfest-Ausmauerung heißer Koksöfen.

In großtechnischen Prozessen v/erden häufig ausgemauerte Gefäße verwandt, deren Mauerungen intervallweise gereinigt werden und ggf. auch ausgebessert v/erden. Die Feuerfest-Ausmauerung von Koksöfen muß z. B. nach jeder Reise von annafjtender Graphit- und beschädigter Torkretmasse gereinigt werden, bevor sie durch Aufspritzen neuer Torkretmasse ausgebessert werden kann.

Bei Koksöfen erfolgt bisher die Reinigung der Feuerfest-Ausmauerung von anhaftenden Graphit- und Torkretmassen im noch warmen Zustand der Feuerfest-Ausmauerung durch Bearbeitung der Mauerungsoberfläche mittels schlagender Werkzeuge. Diese, nach einem Preßlufthammer-Prinzip arbeitenden Werkzeuge sind auf einer Lafette montiert und werden von dieser entlang der Oberfläche der Feuerfest-Ausmauerung geführt.

Nachteilig an dem bekannten Reinigungsverfahren ist, daß durch die periodisch eingeleiteten Schläge des Werkzeugs die P'euerf est-Ausrnauerung ermüdet. Das Werkzeug arbeitet nur punktuell, so daß keine flächige Reinigung möglich ist. Entsprechend schlecht haftet auch nach der Reinigung die neu aufgebrachte Torkretmasse. Ein hoher Verbrauch an Torkretmasse zur Ausbesserung der Ausmauerung ist die Folge. Darüber hinaus sind die Reinigungs- und Ausbesserungszeiten nachteilig lang, und der warme Ofen kühlt sich während der etwa 8 Std. dauernden Reinigungs- und Ausbesserungsarbeiten stark ab. Die hohe Temperaturbeanspruchung des schlagenden Werkzeugs führt zu häufigen Betriebsstörungen, z. B. durch Klemmen des Schlagkolbens.

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Reinigung ,,von Mauerungen, insbesondere zur Reinigung der Feuerfest-Ausmauerung heißer Koksöfen, anzugeben, mit dem es möglich ist, die Mauerung in kürzerer Zeit zu reinigen und dabei eine gereinigte Oberfläche zu schaffen, die einen guten Haftgrund für später aufzubringende Mörtelmassen, z. B. Torkretraasse, bietet. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens soll leicht und betriebssicher zu handhaben sein und hohen Temperaturen durch strahlende, noch heiße Feuerfest-Ausnauerung gewachsen sein. Insbesondere sollen die Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen vermieden v/erden. ■ -

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Reinigung durch Strahlen mit einem abrasiven Mittel erfolgt. Bisher war man der Auffassung, daß sich unter Druck auf Feuerfest-Material geblasene Mittel an der Feuerfest-Wandung anhaften und selbst zu unerwünschten Verschmutzungen führen, da im Prinzip genau auf diese V/eise torkretiert wird, überraschenderweise ist dies jedoch nicht der Fall. Das erfindungsgemäfö überraschend mögliche Strahlen verzichtet vorteilhaft auf geometrisch bestimmte Werkzeuge. Die zu reinigende Oberfläche kommt lediglich mit dem abrasiven Strahlmittel in Kontakt, das vorteilhaft flächig und nicht punktuell wirkt. Die Oberfläche der Ausmauerung wird flächig gesäubert sowie aufgerauht und bietet einen vorteilhaft sicheren Haftgrund für später aufzubringende Torkretmasse. Anhaftende Graphit- und alte Torkretmasse wird in wesentlich kürzerer Zeit als bisher von der Mauerung gelöst. Da der Ofen nicht mehr in dem bisher Icewohnten Maße auskühlt, werden Heizkosten gespart. Außerdem erhöht sich die Standzeit der Feuerfest-Ausrnauerung, da sie bei der Reinigung keiner mechanischen Beanspruchung ausgesetzt ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung 1st vorgesehen, daß als abrasives Mittel Quarzsand verwendet wird. Quarzsand in der Korngröße zwischen 0 und 3 mm, insbesondere von 0 bis

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1,*J pirn, hat sich als besonders wirksam zur Reinigung der Feuerfest-Ausnauerung erwiesen, überraschenderweise haftet er trotz der hohen Temperaturen nicht an der heißen Peuerfest-Ausmauerung an, sondern hinterläßt sogar eine saubere Oberfläche. Vorteilhaft ist auch, daß er nicht nit den Verunreinigungen oder mit dem spätejc&n Endprodukt reagiert. Der größ-te -Teil des Quarzsandes wird durch den vorhandenen Kaminzug beim Reinigen direkt ausgetragen, so daß nur geringe Mengen nach dem Reinigen im Ofen verbleiben. Das Produkt, wie z. B. der in den Koksöfen erzeugte Koks, weist weniger Verunreinigungen auf. Die Qualität ist somit vorteilhaft gesteigert.

In v/eiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Strahlen bei einer Temperatur zwischen 600° C und 1000° C, insbesondere zwischen 700° C und 800° C, erfolgt, überraschenderweise läßt sich anhaftende Graphit- und Torkretmasse gut in dem genannten Temperaturbereich von der Ausmauerung lösen. Eine besonders wirtschaftliche Arbeitsweise ergiot sich für Koksöfen im Bereich zwischen 700° C und 800° C.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Transport des Strahlmittels durch getrocknete Luft, insbesondere bei einem Druck von 4 bis 5 bar, erfolgt. Die Reinigung läßt sich dadurch auch bei sehr hohen Temperaturen des noch warmen Feuerfest-Materials sicher durchführen. Das Feuerfest-Material kühlt weniger aus, und gefürchtete Knallgas-Explosionen, die durch Dissoziation von V/asser bei hohen Feuerfest-Temperaturen entstehen können, treten nicht auf. Die getrocknete Luft unterdrückt jede Anbackneiung des Strahlmittels.

Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Vorrichtung mit einer handgeführten Lanze mit Düse geeignet, deren Lanze lang ausgebildet ist. Die große Länge der Lanze erlaubt es, das Strahlmittel vorteilhaft nah an die dem Feuerfest-l"a-

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teriaL-anhaftenden Verunreinigungen heranzubringen. Durch ^die Länge von über 6 η kann die Lanze, von außen geführt, ' - alle Bereich des etwa-4—rn—hohen Ofens erreichen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Düse gebogen ausgebildet ist. "Diese Ausbildung ermöglicht, daß trotz angenähert paralleler Anordnung der Lanze zur Feuerfest-Ausmauerung das Strahlmittel vorteilhaft steil auf die Ausmauerung gerichtet werden kann. Durch Drehung der Lanze sind auch Ecken erreichbar und anhaftende Verunreinigungen von der Seite zu behandeln. Die Richtung des Strahlmittels kann dadurch von außen in einem großen V/inkelbereich willkürlich beeinflußt werden.

In v/eiterer Ausgestaltung der Erfindung, ist vorgesehen, daß die Düse demontabel als Verschleißteil ausgebildet ist. Die Düse läßt sich leicht austauschen und ggf. durch mehr oder weniger stark gekrümmte Düsen ersetzen, ohne die Arbeit nachteilig lange unterbrechen zu müssen. Das gleiche nilt," wenn die Düse verschlissen ist. Durch die Umlenkung des Strahlmittels in der Düse ist sie einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt. Durch die getrennte Ausführung braucht lediglich die verschlissene Düse und nicht die gesamte Lanze ausgetauscht werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Düse außen hoch hitzebeständiges Material und innen eine abriebfeste Panzerung aufweist. Die Standzeit der Düse wird weiter vorteilhaft durch die erfindungsgemäße Maßnahmen erhöht. Das hoch hitzebeständige Material, vorzugsweise Stahl von Kesselblechqualität, beugt den Erliegen der Düse durch äußere Strahlungseinwirkungen vor, während die innen angeordnete abriebfeste Panzerung, vornehmlich keramisch, einem Verschleiß von innen entgegenwirkt.

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- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Lanze aus einzelnen rohrförmigen Teilstücken zusammensetzbar ausgebildet ist. Die Länge der Lanze kann dadurch

- an unterschiedlichste Ofengrößen und -formen angepaßt werden. Die-Lanze bleibt bequem handhabbar. Der Lanzenverbrauch wird vorteilhaft gering^gehalten.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Teilstücke der Lanze innen eine abriebfeste, insbesondere keramische, Panzerung aufweisen. Dadurch ist auch die Lanze gegen einen Verschleißangriff von innen geschützt. Die Lanzen weisen eine vorteilhaft hohe Standzeit auf. Die Reinigung braucht nur selten zum Zwecke des Lanzenwechsels unterbrochen v/erden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die rohrförmigen Teilstücke eine Verbindung aufweisen, die als Verschraubung ausgebildet ist. Die Verbindung der Teilstücke ist unter erhöhten Temperaturen besonders kritisch,___

) zunal sie sicher dein inneren Treibmitteldruck von ca. 4-5 bar standzuhalten hat und auch bei erhöhter Temperatur dichten soll. Hier hat sich überraschenderweise als bevorzugte Verbindung eine einfache Rohrverschraubung erwiesen. Sie läßt sich auch nach längerem Einsatz leicht lösen, ist ebenso schnell und einfach herzustellen und bietet ausreichende Sicherheit gegenüber dem Treibnitteldruck.

In v/eiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sie zur Erleichterung einer manuellen Führung in einem C-förinigen Ring gestützt ausgebildet ist. Die Handhabung; der Lanze wird dadurch vorteilhaft vereinfacht. Der Hauptteil des Lanzengewichtes wird durch den C-föririigen Ring aufgenommen. Der Bedienungsmann führt lediglich die Lanze. Der Ring weist soviel Spiel auf, daß die Lanze in

!5 diesem Ring als Fixpunkt in allen Richtungen geschwenkt und gedreht werden kann. Durch seine C-förmige Ausbildung laßt sich die Lanze leicht einlegen oder entnehmen und auch axial verschieben.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß .--der C-förrnige Hing eine Verbindung zu einer höhenverstellbarenj varzugsweise als Dreibein ausgebildeten, Stütze aufweist. Auch diese Kafinahme dient der erleichterten Handhabung. Je nach den, welche Stelle im Ofen zu erreichen ist, kann die Höhenlage des stützenden Rings verändert werden. Insgesamt trägt auch dies . vorteilhaft zur Verkürzung der Reinigungszeiten bei.

In v/eiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,- daß die Stütze in der Höhe kraftverstellbar, insbesondere von einem Zylinder pneumatisch verstellbar, ausgebildet ist. Das Bedienungspersonal wird durch die kraftbetätigte Verstellung von schwerer-körperlicher Arbeit befreit. Es kann sich ausschließlich auf eine schnelle und sachgerechte Reinigung des Ofens konzentrieren. Die Verwendung eines pnexmatischen Stellgliedes trügt zum störungsfreien Betrieb bei und erfordert keine Sicherheitsmaßnahmen gegen Brandgefahr, z. B. durch auslaufendes Hydrauliköl.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daft die Stütze Rollen aufweist, insbesondere feststellbare Rollen, aufweist. Die Stütze läßt sich leicht manuell von einem Ofen der Koksbatterie zun nächsten rollen und dort wieder in die Arbeitsposition bringen. Die Feststellmöglichkeit verhindert ein unbeabsichtigtes Verschieben der Stütze.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Stütze ein Schutzschild mit Scheiben aufweist. Das Bedienungspersonal wird gegen Zurückspritzen des heißen Materials geschützt. Durch die Scheiben läßt sich der Arbeitsbereich der Lanze ungestört beobachten und die Reinigungsarbeiten können sicher, schnell und ungestört durchgeführt werden.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß an der Stütze ein Schalter, insbesondere ein Handventil,

""" angeordnet ist, durch dessen Betätigung die Stütze in der Höhe verstellbar ist. Die Anzahl der Bedienungsleute kann vorteilhaft klein gehalten werden, da der Lanzenführer beim Arbeiten die Höhenlage der Lanze direkt an der Stütze verstellen.kann. Zur Reinigung reicht als Personal der Lanzenführer und eine weitere Person zur Bedienung eines Sandstrahldruckgerätes und seiner Versorgung mit Strahlmitteln aus. Es ist möglich, die Reingigung eines Ofens mit zwei Mann in 3 Std. durchzuführen, wozu an diesem hoch- belasteten Arbeitslatz zuvor 3 Mann eine ganze Schicht benötigten.

In v/eiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Stütze als Halterung zu-n Einhängen in die Ofentür ausgebildet ist. Alternativ läßt sich die Lanze auch durch eine in die Ofentür gehängte Halterung stützen. Die Ofenbühne bleibt dadurch frei.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die einhängbare Halterung mehrere in unterschiedlichen Höhen angeordnete C-förmige Ringe aufweist. Eine derartige Halterung ist einfach und robust. Dies ist besonders unter

!5 den erschwerten Arbeitsbedingungen im Bereich von Koksöfen ein nicht zu unterschätzender Vorteil. Nimmt man in Kauf, daß zur Höhenverstellung die Lanze manuell versetzt werden muß, so reichen mehrere übereinander angeordnete C-förmige Ringe aus, um die notwendige Bewegungsraöglichkeit der Lanze

sicherzustellen. _

Die Erfindung wird in einer Zeichnung in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt, wobei aus der Zeichnung weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehrnbar sind. 35

Die Zeichnung Fig. 1 zeigt im einzelnen den schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Lanze.

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In Pier, χ bedeutet. 1 die handgeführte Lanze, die an ihrem dem Ofen_ zugewandten Ende eine Düse 2 aufweist mit einer abgewinkelten öffnung 3*—Die Lanze ist aus einzelnen Teilstücken 4 aufgebaut, die eine Länge zwischen 0,5 und 1 in besitzen. Die Teilstücke sind untereinander durch die Rohrkupplung 5 verbunden, die auch-unter den hohen Temperaturen von ca.-800° C die Rohre sicher zusammenhält.

Die Lanze wird gestützt von dem C-förinigen Aufnahinering 6, der drehbar mit der als Stütze dienenden Kolbenstange 7 des Pneumatik-Zylinders 8 verbunden ist. Der Pneumatik-Zylinder läßt sich von einem an der Stütze angebrachten Kandventil aus steuern, das, da bekannt, nicht gezeichnet 1st. Der Pneumatik-Zylinder 8 v/eist ein Dreibein 13 mit feststellbaren Rollen 18 auf.

Der C-förrnige Aufnahmering 6 hat genügend Spiel, damit die Lanze in der vertikalen Richtung 10 geschwenkt werden kann. V/eitere Freiheitsgrade der Lanze sind durch eine horizontale Schwenkmöglichkeit in Richtung der Pfeile 12 sowie durch die axiale Verschiebbarkeit entsprechend der Pfeile 9 gegeben. Außerdem ist die Lanze noch axial drehbar entsprechend der Pfeile 11.

Auf der Stütze ist der Schutzschild 14 befestigt, der durch seine klaren, hitzebeständigen Scheiben 15 eine sichere Beobachtung der Reinigungarbeiten zuläßt.

Das Kupplungstück 16 verbindet den Schlauch 17 mit der Lanze, die einen Durchmesser von 3/4" aufweist. Der Durchmesser reduziert sich in der Düse 2 auf einen Austrittsdurchmesser der Düsenöffnung 3 von 8 mm.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich bequem alle Stellen des ca. 6 π hohen Koksofens erreichen, wobei die Lanze auch durch weitere Teilstücke 4, die vorteilhaft eine Länge zwischen 0,5 m und 1 m aufweisen, auf andere Ofengrößen einstellbar ist.

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Claims

Anlage zum Patentgesuch Ber/84/2

von Horst Bertulies
Dortmund

Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Mauerungen, insbesondere zur Reinigung heißer Koksöfen

Patentansprüche

1. Verfahren zur Reinigung von Mauerungen, insbesondere zum Lösen von Graphit- und Torkretmasse von der Feuerfest-Ausmauerung heißer Koksöfen, dadurch ge kennzeichne t, daß die Reinigung durch Strahlen mit einem abrasiven Mittel erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kenn zeichnet, daß als abrasives Mittel Quarzsand verwendet wird.

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3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn-'„.-■"zeichnet, daß der Quarzsand eine Korngröße von ■-"'""' bis 3 mm, insbesondere eine Körnung von 0 bis 1,4 mm,

aufweist.
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H. Verfahren nach Anspruch 1,„2 oder 3, ä a d u r c h ge-kennzeichnet, daß das Strahlen bei einer Temperatur zwischen 600° C und 1000° C, insbesondere zwischen 700° C und 800° C, erfolgt. ·

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch g e k e η η ζ e lehne t, daß ein Transport des Strahlmittels durch getrocknete Luft, insbesondere bei einem Druck von 4 bis 5 bar, erfolgt.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5 mit einer handgeführten Lanze mit Düse, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze (1) lang ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) gebogen ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) dernontabel als Verschleißteil ausgebildet ist.

9· Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichne t, daß die Düse (2) außen hochhitzebeständiges Material und innen eine abriebfeste Panzerung aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, d a durch gekennzeichnet, daß die Lanze (1) aus einzelnen rohrförmigen Teilstücken (4) zusammensetzbar ausgebildet ist.

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- 11. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7, 8, 9 oder 10, d a „durch gekennzeichnet, daß die Teilstücke (4) der Lanze (1) innen eine abriebfeste, insbesondere keramische, Panzerung aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6^7-j—8, 9, 10 oder 11, d a du-rch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Teilstücke (4) eine Verbindung aufweisen, die als Verschraubung (5) ausgebildet ist.

13· Vorrichtung "nach Anspruch 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Erleichterung einer manuellen Führung in einem C-förmigen Ring (6) gestützt ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der C-förmige Ring (6) eine Verbindung zu einer höhenverstellbaren, vorzugsweise ι· als Dreibein (13) ausgebildeten, Stütze (7) aufweist.

15· Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 14, dad. urch gekennzeichnet, daß die Stütze (7) in der Höhe > kraftverstellbar, insbesondere von einem Zylinder (8) pneumatisch verstellbar, ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden

Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekenn-) zeichnet, daß die Stütze (7) Rollen (18)

aufweist, insbesondere feststellbare Rollen, aufweist.

17· Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden

Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (7) einen Schutzschild mit Scheiben (15) aufweist.

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^: .. · - J - ■ Ber/8V2.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden ^"' Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, da&—an~-der- Stütze (7) ein Schalter, insbesondere ein Handventil, "angeordnet ist, durch dessen Betätigung die Stütze (7) in der Höhe verstellbar ist. ___ -^"

19· Vorrichtung nach e-l-ne-m—oder-mehreren der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 18, dadurch geken'nzeichnet, daf· die Stütze (7) als Halterung zum Einhängen in eine Koksofentür ausgebildet ist.

20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekenn- ^ zeichnet, daß die einhängbare Halterung mehrere in unterschiedlichen Höhen angeordnete C-förnige Ringe aufweist.

- Beschreibung -

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