DE3505551C2

DE3505551C2 - Coke oven door with a ceramic stopper

Info

Publication number: DE3505551C2
Application number: DE19853505551
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr Rer Nat Holz; Felix Dr Ing Schoenmuth
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1985-02-18
Filing date: 1985-02-18
Publication date: 1994-05-26
Anticipated expiration: 2005-02-19
Also published as: DE3505551A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Koksofentür mit einem aus feuerfesten Steinen zusammengesetzten keramischen Stopfen, der im Abstand an der Koksofen tür gehalten wird und auf einem unteren Steinhalterfuß aufsitzt. Im Betriebszustand ragt der Stopfen dann in die Ofenkammer hinein und hält die Ofenfüllung in einem bestimmten Abstand vom Türkörper, wobei der Türkörper während des Verkokungsvorganges mit einer Verriegelungseinrichtung gegen den Türrahmen des Ofens gedrückt wird.The invention relates to a coke oven door with a composed of refractory stones ceramic stopper that is spaced at the coke oven door is held and on a lower stone holder foot sits on. The plug protrudes in the operating state then into the oven chamber and hold the oven filling at a certain distance from the door body, the Door body during the coking process with a Locking device against the door frame of the Oven is pressed.

Anfang dieses Jahrhunderts gab es sowohl metallische Tür stopfen, als auch keramische Türstopfen. Beispielhaft für die metallischen Türstopfen steht der aus der deutschen Patentschrift 2 38 363 bekannte Türstopfen. Dieser Tür stopfen wird durch einen an der Rückwand der Koksofentür angebrachten, verstellbaren Schutzschild gebildet, der über gelenkige Zwischenglieder mit der Rückseite der Tür ver bunden ist und sich gegenüber der Tür bewegen kann.At the beginning of this century there were both metallic doors stopper, as well as ceramic door stopper. Exemplary for The metallic door stopper is the one from the German Patent 2 38 363 known door plugs. That door is stuffed by one on the back wall of the coke oven door attached, adjustable protective shield that forms over articulated intermediate links ver with the back of the door is bound and can move towards the door.

Die metallischen Türstopfen konnten sich jedoch nicht durch setzen. 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 Ent lastung der Türdichtungen, indem das Gas zum Gassammel raum abgeführt wurde. Dieser Türstopfen ist in der deutschen Patentschrift 4 89 249 veröffentlicht.The metallic door plugs, however, could not get through put. Rather, this was the case with the ceramic door plugs Case. Only in the late 1920s was there an attempt Use of steel on the door plug, in the form of a Coat. The task of the coat was a., heat build-up on Prevent door plugs and a large gas duct too form. The large gas channel was advantageous for the Ent load the door seals by adding the gas to the gas collector space was removed. This door plug is in the German Patent 4 89 249 published.

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 Stahlstopfen 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 bestimmten Bedingungen brauchbare Weiterent wicklung angeregt. Im Rahmen dieser Entwicklung sind Tür stopfen in Form von metallischen Schutzschilden 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 auf weisen müssen. Sonst würden sie sich nach der Abkühlung beim Koksdrücken im Ofen infolge ihrer durch die Wärme dehnung verursachten Volumenvergrößerung festsetzen. Beim Füllen der Koksöfen ist die Temperatur der Schutzschilde noch relativ gering. Das hat bei dem erläuterten großen Spiel zur Folge, 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 Gassammelkanal oder in der Ofenkammer als auch zu Leckagen. Die Leckagen entstehen durch ungünstige Tempe raturverhältnisse und Freiwerden von Gasen bzw. Nieder schlagen von Gasen an den Dichtflächen der Koksofentür. Nach dem Ausheben der Ofentür müssen die Gaskanäle dann mühsam von Hand gereinigt werden.At the end of the 1970s it was in the Federal Republic Germany and USA the thought of using steel picked up again for door plugs. Stand as an example for that from the German laid-open specification 29 45 017 known steel plugs or those from the US patent 40 86 145 known protective shields made of steel. This first attempts at using steel plugs have been made again not proven in operation, but one under Further usable under certain conditions winding stimulated. In the course of this development are doors plug in the form of metallic protective shields, which are formed in one or more parts. I.e. either the protective shields extend over the entire length of the Coke oven door in one piece or are made from several shots composed. A major problem with the metallic Protective shields are thermal expansion. The thermal expansion of Metal versus ceramic material requires that the Door plugs a relatively large game in the oven chamber have to point. Otherwise they would look cool after when pressing coke in the oven as a result of heat Determine the volume increase caused by elongation. At the Filling the coke ovens is the temperature of the protective shields still relatively low. That has the big explained Game that fine-grained and in particular dry goods past the protective shield in the Raw gas channel penetrates between the protective shield and the door. The both leads to blockage of the channel and prevents a sufficient removal of the resulting raw gas in the gas collection duct or in the furnace chamber as well Leaks. The leaks are caused by an unfavorable temperature conditions and release of gases or low beat gases on the sealing surfaces of the coke oven door. After the furnace door has been lifted out, the gas ducts must then laboriously cleaned by hand.

Ein weiteres Problem der metallischen Stopfen ist die Ver formung. Je nach Ausbildung der metallischen Stopfen ent steht eine starke Einwärts- oder Auswärtswölbung. Hinzu kommt, daß alle Stahlsorten bei der extremen Wärmewechsel belastung bleibende Verformungen zeigen. Als Stahl kann nur hoch hitzebeständiger Stahl verwertet werden, dessen spezielle Legierungsbestandteile die Verarbeitung sehr schwierig gestalten.Another problem with metallic plugs is the Ver shaping. Depending on the design of the metallic plug stands for a strong inward or outward curvature. In addition comes that all types of steel in the extreme heat change permanent deformation. As steel can only highly heat-resistant steel, whose special alloy components processing very make difficult.

Ein Vorteil der metallischen Türstopfen ist die in der deutschen Offenlegungsschrift 29 45 017 bereits be schriebene Vergrößerung des Ofenraumes. Außerdem zeigt sich, daß ein stark erweiterter Gaskanal, wie er beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 2 38 363 erkennbar ist, Betriebsvorteile durch Entlastung der Dichtflächen zeigt.One advantage of metallic door plugs is that in the German Offenlegungsschrift 29 45 017 already be written enlargement of the furnace room. Also shows is that a greatly expanded gas channel, as for example from the German patent 2 38 363 can be seen, shows operational advantages by relieving the sealing surfaces.

Nach einem älteren Vorschlag werden die Betriebsschwierigkeiten derzeitiger metallischer Türstopfen dadurch vermieden, daß auf keramisches Material zurückgegriffen wird, indem 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 Aluminiumoxid (Al₂O₃) 40-55%, der Anteil an Siliziumoxid (SiO₂) zwischen 40 und 50%, der Anteil an Eisenoxid (Fe₂O₃) zwischen 0,5 und 1,5%.According to an older proposal, the operating difficulties of current metallic door plugs are avoided by using ceramic material by using ceramic plates with a thickness between 50 and 100 mm. However, not every ceramic material is suitable. Rather, a hydraulically binding refractory concrete is provided. The main components of this refractory concrete are aluminum oxide, silicon oxide and iron oxide. The proportion of aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) is preferably 40-55%, the proportion of silicon oxide (SiO ₂ ) between 40 and 50%, the proportion of iron oxide (Fe ₂ O ₃ ) between 0.5 and 1.5% .

Aus der DE-PS 6 30 822 ist eine Koksofentür bekannt, die aus einer als durchlaufende elasti sche Platte ausgebildeten äußeren Tür und einer aus feuerfesten Steinen gebildeten Feuer schutztür, dem sogenannten Stopfen besteht. Zeichen äußerer Türplatte und innerem Stopfen ist ein schmaler Spalt vorgesehen, damit etwaige Durchbiegungen der elastischen Türplatte aufgenommen werden können. Dieser schmale Spalt wird dadurch erreicht, daß sowohl an der unteren Tragplatte für den ff-Stopfen als auch um mit der Türplatte verbundene Haken, die zum Halten des Stopfens in diesen hineinragen, wulstartige Vorsprünge vorgesehen sind, die sich gegen die Türplatte anlegen. Ein derart gebildeter schmaler Spalt ist nicht geeignet, einen ausreichend dimensionierten Rohgaskanal zwischen Stopfen und Türplatte zu bilden.From DE-PS 6 30 822 a coke oven door is known, which consists of a continuous elasti plate formed outer door and a fire made of refractory stones protective door, the so-called plug. Sign of outer door panel and inner stopper a narrow gap is provided so that any bending of the elastic door panel can be included. This narrow gap is achieved in that both on the lower support plate for the ff-plug as well as around hooks connected to the door plate protrude into the plug to hold it, bead-like projections are provided which lay down against the door panel. A narrow gap formed in this way is not suitable for one to form a sufficiently dimensioned raw gas duct between the stopper and the door panel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders einfachen Weg zur Herstellung keramischer Stopfen zu finden, die zur Bildung eines groß dimensionierten Rohgaskanals im Abstand von der Tür gehalten werden.The invention has for its object a particularly simple way to manufacture ceramic plug to find, which to form a large-sized raw gas channel in the Be kept away from the door.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stopfen aus Ofenbausteinen (5) besteht, die in U-förmigen Schienen (3) im wesentlichen parallel zur Tür (1) gehalten sind, wobei die U-förmigen Schienen (3) durch Halter (2) an der Tür (1) befestigt sind, deren Länge den Abstand des Stopfens von der Tür (1) bestimmt.This problem is solved according to the invention in that the stopper consists of furnace components ( 5 ) which are held in U-shaped rails ( 3 ) essentially parallel to the door ( 1 ), the U-shaped rails ( 3 ) being held by holders ( 2 ) are attached to the door ( 1 ), the length of which determines the distance of the plug from the door ( 1 ).

Alternativ sieht die Lösung vor, daß der Stopfen aus Formsteinen (10) besteht, die türseitig mit einer hinterschnittenen Nut versehen sind, in die Hammerkopf-Halter (12, 13) ragen, deren Hammerkopf-Ende (13) mit der hinterschnittenen Ausnehmung (11) der Nut derart zusammenwirkt, daß die Formsteine (10) im wesentlichen parallel zur Tür (1) ausgerichtet sind, wobei die Länge des an der Tür (1) befestigten Halter-Steges (12) den Abstand des Stopfens von der Tür (1) bestimmt. Alternatively, the solution provides that the stopper consists of shaped stones ( 10 ), which are provided on the door side with an undercut groove, protrude into the hammer head holder ( 12 , 13 ), the hammer head end ( 13 ) of which has the undercut recess ( 11 ) of the groove cooperates in such a way that the shaped blocks ( 10 ) are aligned essentially parallel to the door ( 1 ), the length of the holder web ( 12 ) attached to the door ( 1 ) the distance of the plug from the door ( 1 ) certainly.

Vorzugsweise besteht die keramische Platte aus austauschbaren Elementen. Die austausch baren Elemente sind 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.The ceramic plate preferably consists of interchangeable elements. The exchange baren elements are arranged one above the other and are each held in metal frames. The metal frames are attached individually, e.g. B. with welded carrying iron. That allows one simple and easy replacement of the ceramic elements in the event of damage.

Die Metalltragrahmen sind verstellbar an der Türe befestigt. Das geschieht mittels geeigneter Trageisen bzw. Kontertrageisen, die miteinander verschraubt oder verkeilt sind. Im Falle der Verschraubung sind zur Verstellung Langlöcher vorgesehen.The metal support frames are adjustably attached to the door. This is done using suitable Carrying iron or counter carrier, which are screwed or wedged together. In case of Screw connections are provided for adjusting elongated holes.

Das Türblatt der Koksofentür wird zweckmäßigerweise mit einer Isolierschicht versehen, die eine Aufwärmung der Tür und eine damit verknüpfte hohe Wärmeabstrahlung, d. h. Wärme verlust und Wärmebelastung der Bedienungsleute, verhindert. Die Isolierschicht ist 50-100 mm dick.The door leaf of the coke oven door is expediently provided with an insulating layer a warming up of the door and an associated high heat radiation, d. H. Warmth loss and heat stress on the operators, prevented. The insulation layer is 50-100 mm thick.

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 keramischen Platte kann sich jedoch auch aus einer optimierten Anordnung in Bezug auf den letzten Heizzug in den Koksofenwänden ergeben.The ceramic plate optionally protrudes into the furnace chamber until the furnace filling just as much as with conventional ceramic stoppers. The However, adjustability also allows the ceramic plates to be taken back and one associated enlargement of the furnace space. The respective position of the ceramic However, plate can also result from an optimized arrangement with respect to the last one Heating draft in the coke oven walls result.

Der angestrebte große Gassammelraum entsteht bei der erfindungsgemäßen keramischen Platte hinter dem metallischen Tragrahmen, d. h. zwischen der keramischen Platte und der Isolier schicht.The desired large gas collecting space arises in the ceramic plate according to the invention behind the metallic support frame, d. H. between the ceramic plate and the insulation layer.

Die erfindungsgemäßen Ofenbausteine sitzen unten auf einem Steinhalterfuß auf. Vorteilhaft können bei Verwendung mehrerer Ofenbausteine zum Aufbau einer Stopfenbreite die zwischen den äußeren U-Schienen angeordneten Halte-Schienen als I-Schienen ausgebildet werden.The furnace modules according to the invention sit on a stone holder base at the bottom. Advantageous can use the between the outer U-rails arranged holding rails are designed as I-rails.

Die erfindungsgemäßen besonderen Formsteine sind türseitig mit einer Nut versehen, in die eine Halterung ragt, welche vorzugsweise als Hammerkopf ausgebildet ist. Auch die beson deren Formsteine sitzen unten auf einem Steinhalterfuß auf.The special shaped blocks according to the invention are provided on the door side with a groove into which a bracket protrudes, which is preferably designed as a hammer head. Even the particular one their shaped stones sit on a stone holder base.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Fig. 1 und 2 zei gen eine Koksofentür mit erfindungsgemäßen Türstopfen aus Ofenstein, Fig. 3 und 4 zeigen eine Koksofentür mit erfindungsgemäßen Formsteinen. Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. Fig. 1 and 2 zei gen a coke oven door with a door plug according to the invention from furnace brick, Fig. 3 and 4 show a coke oven door with inventive shaped bricks.

Nach Fig. 1 und 2 ist eine Koksofentür 1 mit Guß konstruktion koksseitig mit einer Stopfenhalterung 2 versehen. Die Stopfenhalterung 2 besitzt seitlich U-förmige Profile 3 und mittig, frontseitig ein Doppel-T-Profil. Die Profile 3 und 4 bilden zwei Führungen, in denen sich handelsübliche Ofenbausteine aufeinander stapeln lassen. Dabei stützen sich die Ofenbausteine 5 auf einen Steinhalterfuß 6 ab. Die Ofenbausteine 5 bilden frontseitig an der Koksofentür einen keramischen Hitzeschild. Zur Verringerung der Wärmebelastung der Koksofentür ist diese hinter dem keramischen Hitzeschild zusätzlich mit einer Isolier schicht 7 versehen.According to Fig. 1 and 2, a coke oven door 1 is provided with cast construction koksseitig provided with a stopper mount 2. The stopper holder 2 has U-shaped profiles 3 on the side and a double T profile in the center and on the front. Profiles 3 and 4 form two guides in which standard furnace blocks can be stacked on top of each other. The furnace modules 5 are supported on a stone holder base 6 . The furnace modules 5 form a ceramic heat shield on the front of the coke oven door. To reduce the thermal load on the coke oven door, it is additionally provided with an insulating layer 7 behind the ceramic heat shield.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 und 2 durch Verwendung be sonderer Formsteine 10 anstelle der Ofenbausteine 5. Die Formsteine 10 benötigen keine U-förmige seitliche Halterung. Sie sind vielmehr mit nutförmigen Aus nehmungen 11 versehen, in die Halterungen 12 mit einem Kopf 13 ragen. Die Formsteine 10 stehen wie die Ofenbausteine 5 auf einem Steinhalterfuß 6 auf.The embodiment of FIGS. 3 and 4 differs from that of FIGS . 1 and 2 by using special stones 10 instead of the furnace blocks 5th The shaped blocks 10 do not require a U-shaped side bracket. Rather, they are provided with groove-shaped recesses 11 , into which holders 12 project with a head 13 . Like the furnace blocks 5, the shaped stones 10 stand on a stone holder base 6 .

Der Steinhalterfuß hat den Vorteil, daß er das gesamte Gewicht der Ofenbausteine 5 bzw. Formsteine 10 auf nimmt. Infolgedessen müssen die Ofenbausteine 5 und die Formsteine 10 lediglich der relativ geringen Be lastung aus dem Schüttbetrieb des Koksofens bzw. dem Treiben der Einsatzkohle und dem austretenden Gas druck standhalten. Das entlastet den keramischen Hitze schild außerordentlich.The stone holder foot has the advantage that it takes the entire weight of the furnace blocks 5 or 10 stones. As a result, the furnace modules 5 and the shaped blocks 10 only have to withstand the relatively low load from the bulk operation of the coke oven or the driving of the coal and the escaping gas pressure. This greatly relieves the ceramic heat shield.

Sowohl die Verwendung der U-förmigen Führung, als auch die Verwendung von Formsteinen mit senkrecht verlaufender Nut und in diese Nut greifende, beispiels weise hammerkopfartigen Halterung ermöglichen eine sehr zeit- und aufwandsparende Instandsetzung des keramischen Hitzeschildes im Falle einer Beschädigung. Die beschädigten Ofenbausteine 5 oder Formsteine 10 werden einfach herausgeschlagen. Die noch gebrauchs fähigen Ofenbausteine 5 und Formsteine 10 rutschen dann nach unten. Oben werden neue Ofenbausteine 5 oder Formsteine 10 eingeschoben.Both the use of the U-shaped guide, as well as the use of shaped stones with a vertical groove and in this groove, for example hammer head-like holder allow a very time and effort-saving repair of the ceramic heat shield in the event of damage. The damaged furnace blocks 5 or shaped blocks 10 are simply knocked out. The still usable furnace blocks 5 and 10 shaped blocks then slide down. New furnace modules 5 or shaped blocks 10 are inserted at the top.

Die nach der Erfindung vorgesehene Stahlkonstruktion mit U-förmigen Schienen bzw. Halterungen 11 und 12 weist solche Dehnfugen auf, daß ein Verbiegen der Konstruktion unter der Wärmebelastung des Ofenbe triebes vermieden wird.The provided according to the invention steel structure with U-shaped rails or brackets 11 and 12 has such expansion joints that bending of the structure under the heat load of the Ofenbe drive is avoided.

Claims

1. coke oven door with a stopper composed of refractory bricks, which is held at a distance from the door and is seated on a lower stone holder base, characterized in that the stopper consists of furnace blocks ( 5 ) which are essentially in U-shaped rails ( 3 ) are held parallel to the door ( 1 ), the U-shaped rails ( 3 ) being fastened to the door ( 1 ) by holders ( 2 ), the length of which determines the distance of the plug from the door ( 1 ).

2. coke oven door with a stopper composed of refractory bricks, which is held at a distance from the door and is seated on a lower stone holding foot, characterized in that the stopper consists of shaped stones ( 10 ) which are provided on the door side with an undercut groove into which Hammer head holder ( 12 , 13 ) protrude, the hammer head end ( 13 ) cooperating with the undercut recess ( 11 ) of the groove such that the shaped stones ( 10 ) are aligned substantially parallel to the door ( 1 ), the length the fixed to the door (1) holder bar (12) determines the distance of the stopper of the door (1).

3. Coke oven door according to claim 1, characterized in that between the outer U-rails ( 3 ) arranged holding rails are designed as I-rails ( 4 ).

4. coke oven door according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the door ( 1 ) has an insulating layer ( 7 ), a thickness of 50-100 mm, is attached such that it between the door ( 1 ) and the ceramic plug ( 5 , 10 ).

5. coke oven door according to one of claims 1 to 4, characterized in that the holder ( 2 ) or the holder webs ( 12 ) are releasably and adjustably attached to the door ( 1 ) that the distance of the stopper ( 5 , 10th ) from the door ( 1 ) is changeable.

5. Coke oven door according to one of claims 1 to 5, characterized in that the furnace blocks ( 5 ) or the shaped blocks ( 10 ) sit on a stone holder base ( 6 ) below.