DE3447187A1

DE3447187A1 - Tuerstopfen fuer koksofentueren

Info

Publication number: DE3447187A1
Application number: DE3447187A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr.rer.nat. 4650 Gelsenkirchen Holz; Lothar Dipl.-Ing. Metzler (TH), 4250 Bottrop; Felix Dr.-Ing. 4390 Gladbeck Schönmuth
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1984-12-22
Filing date: 1984-12-22
Publication date: 1986-07-03
Also published as: DE3565853D1; EP0186774B1; AU5134685A; JPS61155489A; CA1270460A; AU579911B2; EP0186774A2; EP0186774A3; SU1616521A3; BR8506418A; JP2641094B2

Description

fur Koksofentürer.

Die Erfindung betrifft Türstopfen für K^k'-oi>ptüren. r·^ iu> keramischem Material bestehen und im Abstand an der Koksofentü» gehalten werden. Im Betriebszustand ragen die Stopfen dann in die Ofenkammer hinein und halten die Ofenfüllung in einem bestimmten Abstand vom Türkörper, wobei der Türkörper während des Verkokungsvorganges mit einer Verriegelungseinrichtung gegen den Türrahmen des Ofens gedrückt wird.

Anfang dieses Jahrhunderts gab es sowohl metallische Türstopfen, als auch keramische Türstopfen. Beispielhaft für die metallischen Türstopfen steht der aus der Deutschen Patentschrift 23 83 63 bekannte Türstopfen. Dieser Türstopfen wird durch einen an der Rückwand der Koksofentür angebrachten, verstellbaren Schutzschild gebildet, der über gelenkige Zwischenglieder mit der Rückseite der Tür verbunden ist und sich gegenüber der Tür bewegen kann.

Die metallischen Türstopfen konnten sich jedoch nicht durchsetzen. Dies war vielmehr bei den keramischen Türstopfen der Fall. Lediglich Ende der 20er Jahre gab es den Versuch einer Verwendung von Stahl am Türstopfen, und zwar in Form eines Mantels. Aufgabe des Mantels war u.a., Wärmestauungen am Türstopfen zu verhindern und einen \ großen Gaskanal zu bilden. Der große Gaskanal war vorteilhaft für die Entlastung der Türdichtungen, indem das Gas zum Gassammei raum abgeführt wurde. Dieser Türstopfen ist in der Deutschen Patentschrift 48 92 49 veröffentlicht.

Ende der 70er Jahre wurde dann in der Bundesrepublik Deutschland und USA der Gedanke der Verwendung von Stahl für Türstopfen erneut aufgegriffen. Beispielhaft stehen dafür die aus der Deutschen Offenlegungsschrift 29 45 017 bekannten Stahl stopfen bzw. die aus der US-Patentschrift 40 86 145 bekannten Schutzschilde aus Stahl. Diese ersten Versuche der Verwendung von Stahlstopfen haben sich im Betrieb wiederum nicht bewährt, jedoch eine unter besH^Mei. Bedingungen brauchbare Weiterentwicklung angeregt. Im Rahmen dieser Ent-

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wicklung sind Türstopfen in Form von metallischen Schutzschi!den entstanden, die ein- oder mehrteilig ausgebildet sind. D.h. entweder erstrecken sich die Schutzschilde über die ganze Länge der Koksofentür einteilig oder sind sie^aus mehreren Schüssen zusammengesetzt. Ein wesentliches Problem der metallischen Schutzschilde ist die Wärmedehnung. Die Wärmedehnung von Metall gegenüber keramischem Material bedingt, daß die Türstopfen ein relativ großes Spiel in der Ofenkammer aufweisen müssen. Sonst wurden sie sich nach der Abkühlung beim Koksdrücken im Ofen infolge ihrer durch die Wärmedehnung verursachten Vo.lumenvergrößerung festsetze Beim Füllen der Koksöfen ist die Temperatur der Schutzschilde noc relativ gering. Das hat bei dem erläuterten großen Spiel zur Folgt daß feinkörniges und insbesondere trockenes Einsatzgut an dem Schutzschild vorbei in den Rohgaskanal zwischen Schutzschild und Tür dringt. Das führt sowohl zu Verstopfungen des Kanals und verhindert eine ausreichende Abführung des entstehenden Rohgases in den Gassammei kanal oben in der Ofenkammer als auch zu Leckagen. Die Leckagen entstehen durch ungünstige Temperaturverhältnisse und Freiwerden von Gasen bzw. Niederschlagen von Gasen an den Dichtflächen der Koksofentür. Nach dem Ausheben der Ofentür müssen die Gaskanäle dann mühsam von Hand gereinigt werden

Ein weiteres Problem der metallischen Stopfen ist die Verformung. Je nach Ausbildung der metallischen Stopfen entsteht eine starke Einwärts- oder Auswärtswölbung. Hinzukommt, daß alle Stahlsorten bei der extremen Wärmewechsel belastung bleibende Verformungen zeig Als Stahl kann nur hoch hitzebeständiger Stahl verwertet werden, dessen spezielle Legierungsbestandteile die Verarbeitung sehr schwierig gestalten.

Ein Vorteil der metallischen Türstopfen ist die in der Deutschen Offen!egungsschrift 29 45 017 bereits beschriebene Vergrößerung de Ofenraumes. Außerdem zeigt sich, daß ein stark erweiterter Gaskanal, wie er beispielsweise aus der Deutschen Patentschrift . 23 83 63 erkennbar ist.Betriebsvorteile durch Entlastung der Dichtflächen zeigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ,die ßetriebsschvneriqkeiten derzeitiger metallischer Türstopfen zu vermeiden. Dazu greift die Erfindung wieder auf keramisches Material zurück, in dem keramische Platten mit einer Dicke zwischen 50 und 100 mm verwendet werden. Es ist jedoch nicht jedes keramische Material geeignet. Vielmehr ist ein hydraulisch bindender Feuerbeton vorgesehen. Wesentliche Bestandteile dieses Feuerbetons sind Aluminiumoxid, Siliziumoxid und Eisenoxid. Vorzugsweise beträgt der Anteil an Eisenoxid (Al₂O₃) 40 - 55 S, der Anteil an Siliciumoxid (SeO₂) zwischen 40 und 50 %, der Anteil an Eisenoxid (Fe₂Q₃) zwischen 0,5 und 1,5 %.

In weiterer Ausbildung der Erfindung besteht die keramische Platte aus austauschbaren Elementen. Die austauschbaren Elemente sind wahlweise übereinander angeordnet und werden jeweils in Metallrahmen gehalten. Die Metallrahmen sind einzeln befestigt, z. B. mit angeschweißten Trageisen. Das erlaubt ein einfaches und leichtes Auswechseln der keramischen Elemente im Falle einer Beschädigung.

Vorzugsweise sind die Metall tragrahmen verstellbar an der Türe befestigt. Das geschieht mittels geeigneter Trageisen bzw. Kontertrageisen ,die miteinander verschraubt ader verkeilt sind. Im Falle der Verschraubung sind zur Verstellung Langlöcher vorgesehen.

Das Türblatt der Koksofentür wird zweckmäßigerweise mit einer Isolierschicht versehen, die eine Aufwärmung der Tür und eine damit verknüpfte hohe Wärmeabstrahlung» d. h. Wärmeverlust und Wärmebelastung der Bedienungsleute, verhindert. Die Isolierschicht ist 50 - 100 mm dick.

Die Keramikplatte ragt wahlweise soweit in die Ofenkammer hinein, daß die Ofenfüllung genausoweit wie mit herkömmlichen keramischen Stopfen zurückgehalten wird. Die Verstellbarkeit ermöglicht jedoch auch eine Rücknahme der keramischen Platten und eine damit verbundene Vergrößerung des Ofenraumes. Die jeweilige Stellung der

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keramischen Platte kann sich jedoch auch aus einer optimierten
Anordnung in Bezug auf den letzten Heizzug in den Koksofenwänden ergeben.

Der angestrebte große Gassammei raum entsteht bei der erfindungsgemäßen keramischen Platte hinter dem metallischen Tragrahmen,
d. h. zwischen der keramischen Platte und der Isolierschicht.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausfiihrungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Türstopfen mit Koksofentür. Darin ist mit 1 eine keramische Platte bezeichnet, die keramische Platte ist in einem hitzbeständigen Stahlrahmen 2 mit drei angeschweißten Trageisen 3 verstellbar gehalten. Dabei sind in die keramische Frontplatte Halteanker 4 als Verbindur elemente zu dem Metallrahmen 2 eingeformt. Die Halteanker 4 sind
strichpunktiert dargestellt. Im Ausführungsbeispiel ist als keramis Material entweder vorgesehen :

Materialgruppe

hydraulisch bindender Feuerbeton mit hoher Festigkeit, verarbeitungsfertig für Wasserzusatz

2. Thermische Werte

Maximale Anwendungstemperatur ................	M	..„„„..„....	1480	" C
Wärmeleitfähigkeit 500° C J		i 1000· C	... 1,54	W/ml
800· C ₍		Fe₂O,	... 1,55	W/mt
U00°C ,	0,8 %	... 1,63	W/mt
Segerkegelfallpunkt SK 31	1695'	• c
Reversible Wärmedehnung bei	... 0,63	%
AIjO, SiOj
50,0 % 43,0 %

4. Physikalische Werte Materialbedarf 2,30 to/nV

Rohdichte nach Brand 1100° C 2,26 g/cm

Schwindung nach Brand 1100° C . ............. 0,55 %

Kaltdruckfestigkeit nach Brand 1100° C ...— 90 N/mm²

oder:

1. Materialgruppe

hydraulisch bindender Feuerbeton, eisenarm, tonerdereich, verarbeitungsfertig für Wasserzusatz

2. Thermische Werte

Maximale Anwendungstemperatur 1320 ° C

Wärmeleitfähigkeit 500° C \ _M 0,40 W/mK Reversible Wärmedehnung bei 1000° C 0,65 %

3. Analyse

Al₂O₃ 46,0 %

SiO₂ 47,0 %

Fe₂O₃ 1,1 %

if.. Physikalische Werte Materialbedarf « 1,47 t/m³

Rohdichte nach Brand 1100° C 1,45 g/cm³ Schwindung nach Brand 1100° C 0,6 %

Kaltdruckfestigkeit nach Brand 1100° C. 16 N/mm'

Körnung 0-8 mm

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Die Trageisen sind an Kontertrageisen 5 gehalten, die ihrerseits mit der Koksofentür verschraubt sind. Die Kontertrageisen 5 besitze zur Verstellung der keramischen Frontplatte I Langlöcher 9. Die Befestigung der Trageisen 3 an den Kontertrageisen 5 erfolgt mittel Schrauben oder Keilen.

Wie aus Figur 1 und 2 ersichtlich ist, ist die Koksofentür 8 mit einer Isolierschicht 7 vor übermäßiger Wärmebelastung geschützt. Di Isolierschicht 7 besteht wahlweise wieder aus keramischem Material. Bei Verwendung von keramischem Material wird dieses angeformt und ν zugsweise durch Halteanker 10 gesichert. Die Halteanker 10 sind wiederum strichpunktiert dargestellt.

Zwischen der keramischen Frontplätte 1 und der Isolierschicht 7 besteht ein Gaskanal, durch den die beim Verkokungsvorgang freiwerden Gase, die zwischen der nicht dargestellten Koksofenwandung und der keramischen Frontplatte 1 durchtreten, in den Gassammei raum abziehe

Nach Figur 2 und 3 setzt sich ein Türstopfen aus mehreren übereinand angeordneten Frontplatten 1 zusammen. Die Trageisen 3 und Kontertra eisen 5 befinden sich jeweils oben und unten an dem zu den keramisc Frontplatten 1 gehörenden Metallrahmen. Vorteilhafterweise erlaubt das die Verwendung eines Kontertrageisens 5 zugleich für zwei einan der gegenüberliegende Trageisen 3. Ferner ist von Vorteil, für jed Frontplatte 1 bzw. mit Stahl rahmen 2 jeweils drei Befestigungstelle mit Trageisen 3 und Kontertrageisen 5 vorzusehen. Dadurch entstehen statisch bestimmte Systeme mit besonders günstigem Verhalten unter Wärmebelastung. Von den drei Befestigungsstellen ist jeweils eine auf der Mittellinie der Koksofentür angeordnet. Die beiden anderen liegen jeweils beiderseits der Mittellinie. Dies ist in Figur 3 dar gestellt.

Figur 4 zeigt einen Schnitt durch eine Befestigungsstelle mit zwei einander gegenüberliegenden Trageisen 3 und einem Kontertrageisen 5

Claims

Patentansprüche

(1) Türstopften für Koksofentüren, die aus keramischem Material bestehen und im Abstand von der Koksofentür gehalten werden, wobei der Türstopfen im Betriebszustand in die Ofenkammer hineinragt und die Ofenfüllung in einem bestimmten Abstand vom Türkörper hält und der Türkörper während des Verkokungsvorganges mit einer Regelungseinrichtung gegen den Türrahmen des Ofens gedrückt wird, gekennzeichnet durch die Verwendung von keramischen Platten (1) mit einer Dicke zwischen 5o und loo mm.

(2) Türstopfen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch austauschbare Platten (.1).

(3) Türstopfen nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (1) in Stahlrahmen (2) gehalten sind.

(4) Türstopfen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß jeder Türstopfen aus mehreren

übereinander angeordneten Platten (1) zusammengesetzt ist.

(5) Türstopfen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder

Stahl rahmen (2) an drei Stellen mit der Koksofentür verbunden ist.

(6) Türstopfen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 gekennzeichnet durch Trageisen (3) und Kontertrageisen (5) zur Befestigung der Platten (1) an der Koksofentür.

(7) Türstopfen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageisen (3) jeweils oben und unten an den Stahl rahmen (2) angeordnet sind und für jeweils zwei einander gegenüberliegender Trageisen (3) ein Kontertrageisen (5) vorgesehen ist. . -

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(8) Türstopfen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,

gekennzeichnet durch eine Isolierschicht aus keramischem * Material an der Koksofentür.