DE3544713A1 - Koksofentuer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Koksofentür mit einer Membrandichtung, deren Dichtleiste mittels Andruckelemente am Kammerrahmen zur Anlage kommt.

Koksofentüren erfahren durch das Temperaturgefälle vom Ofeninnern zur Ofenumgebung eine thermische Durchbiegung. Das Maß der thermischen Durchbiegung unterliegt zeitlichen Schwankungen infolge der zeitlichen Änderungen der thermischen Randbedingungen. Diese sind z. B. Änderungen der Witterungsverhältnisse und Änderungen in der Fahrweise der Ofenbatterie.

Ebenso weist erfahrungsgemäß der Kammerrahmen eine Durchbiegung auf, die im wesentlichen durch thermische Einflüsse, das Ofenwachstum sowie durch ungenügende Verankerung der Öfen verursacht wird. Auch diese Durchbiegung unterliegt zeitlichen Schwankungen.

Im allgemeinen weichen die Durchbiegungen von Türkörper und Kammerrahmen erheblich voneinander ab, so daß ein Spalt zwischen beiden entsteht, der durch Dichtungen überdeckt werden muß. Da sich sowohl die Durchbiegung des Türkörpers als auch die des Kammerrahmens zeitlich verändern, ist die Spaltbreite nicht kontant, sondern unterliegt zeitlichen Schwankungen.

Es ist bekannt, zur Abdichtung der Spalte die Koksofentüren mit unterschiedlichen Dichtungen, wie Membrandichtungen oder Keildichtleisten, zu versehen. Alle diee Dichtungen müssen jedoch, auch wenn sie über einen gewissen Bereich elastisch sind und durch Andruckelemente zur Anlage gebracht werden, von Zeit zu Zeit nachgestellt und der aktuellen Biegung des Türkörpers und des Kammerrahmens nachgeführt werden. Bei den Keildichtleisten ist dies durch die fehlende Elastizität sehr häufig erforderlich und aus konstruktiven Gründen nur in begrenztem Maße möglich. Bei Membrandichtungen besteht mit zunehmendem Abstand von Türkörper und Kammerrahmen zusätzlich die Gefahr der Materialüberlastung.

Zur Verringerung des Wartungsaufwandes, zur Reduzierung der Spaltbreite und damit zur Entlastung der Dichtungen ist aus der DE-PS 25 36 291 bereits eine Koksofentür bekannt, deren Türkörper durch örtliche Querschnittsverringerung biegeelastisch ausgeführt ist und dessen Durchbiegung unter Zuhilfenahme von Anschlagstücken an die Durchbiegung des Kammerrahmens angepaßt werden kann. Die Biegeelastizität des dort vorgeschlagenen Türkörpers ist jedoch vergleichsweise gering, da die Querschnittsverringerung des Türkörpers örtlich sehr begrenzt ist. Weiterhin wird ein erheblicher Teil der Biegeelastizität des Türkörpers für die Kompensation der kaum vermeidbaren thermischen Durchbiegung des Türkörpers benötigt. Mit dieser bekannten Maßnahme ist daher nur eine Angleichung des Türkörpers an Kammerrahmen mit vergleichsweise geringer Durchbiegung möglich.

Aus der DE-OS 33 07 844 ist ferner eine Koksofentür bekannt, deren Türkörper ebenfalls biegeelastisch gestaltet ist. Hier ist bereits der Türkörper über nahezu die gesamte Türlänge im Querschnitt reduziert, so daß die Biegeelastizität wesentlich größer als bei der in der DE-PS 25 36 291 vorgeschlagenen Tür ist. Aber auch hier wird die Elastizität des Türkörpers in großem Maße zur Kompensation der thermischen Durchbiegung des Türkörpers herangezogen, wodurch das Maß für die tatsächlich zu bewältigenden Kammerrahmendurchbiegungen verringert wird.

Es hat sich gezeigt, daß die bekannten Türkonstruktionen nicht immer ausreichende Elastizität besitzen, um die thermische Durchbiegung des Türkörpers auszugleichen und darüber hinaus noch den teilweise erheblichen Durchbiegungen des Kammerrahmens angepaßt zu werden. Dies gilt in besonderem Maße, wenn bestehende, oft ältere Koksofenbatterien mit diesen bekannten Koksofentüren nachgerüstet werden sollen. Durch veraltete Verankerungssysteme und das Ofenwachstum weisen die Kammerrahmen älterer Koksofenbatterien besonders große Durchbiegungen auf. Gleichzeitig wird aber die maximal erzielbare Durchbiegung des Türkörpers durch kaum veränderbare Randbedingungen, wie z. B. die Anzahl und Verteilung der Verriegelungen über die Türlänge, ungünstig beeinflußt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Koksofentür derart auszubilden, daß die beherrschbaren Durchbiegungen der Kammerrahmen, d. h. der Arbeitsbereich der Tür, gegenüber den bereits vorgeschlagenen Koksofentüren wesentlich vergrößert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der Türkörper im unbelasteten Zustand in seiner Längsrichtung eine Vorverformung aufweist, die der sich im Betrieb einstellenden thermischen Durchbiegung entgegengerichtet ist und diese im Betrieb im wesentlichen kompensiert.

Die Vorverformung des Türkörpers kann auf unterschiedlichste Art und Weise erzielt werden. Eine bevorzugte Ausführung der Vorverformung ist die durch spanabhebende Bearbeitung des Türkörpers.

Häufig ist es ausreichend, die Vorverformung nur am Türrücken, im unmittelbaren Bereich der Befestigung der Membrane vorzunehmen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der Türkörper im wesentlichen über seine gesamte Länge biegeelastisch ausgeführt ist. Dies kann durch Reduzierung der Steghöhe des Türkörpers und durch Öffnungen im Türrücken, die im wesentlichen über die gesamte Länge der Tür verteilt angeordnet sind, erfolgen.

Schließlich sieht die Erfindung noch vor, daß in an sich bekannter Weise mehrere über den Umfang des Türkörpers verteilte, am Kammerrahmen zur Anlage kommende Anschlagstücke angeordnet sind.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen, die beispielsweise Ausführungen darstellen, näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1a-1c das Biegeverhalten eines biegeelastischen Türkörpers, der keine Vorverformung aufweist;

Fig. 2a-2d das Biegeverhalten eines biegeelastischen Türkörpers mit einer erfindungsgemäßen Vorverformung;

Fig. 3 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Koksofentür;

Fig. 4 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Türkörpers und

Fig. 5 eine Vorderansicht der Koksofentür.

Fig. 1a zeigt einen konvex zum Ofen gebogenen Kammerrahmen, KR, dem der ausschließlich durch die thermische Belastung gebogene Türkörper TK gegenübersteht. Mit Y _th ist hier das Maß für die thermische Durchbiegung bezeichnet.

Fig. 1b stellt den ausschließlich durch die Riegelkräfte F, Dichtungskräfte q und gegebenenfalls durch Anschlagstücke AS, d. h. den mechanisch gebogenen Türkörper dar. Y _m veranschaulicht hier das Maß für die mechanische Durchbiegung.

Tatsächlich treten die thermische und mechanische Durchbiegung gleichzeitig auf, und die Darstellungen in Fig. 1a und Fig. 1b sind zu superponieren. Das Ergebnis der Superposition zeigt Fig. 1c. Es ist zu erkennen, daß die Gesamtdurchbiegung Y _g geringer als die mechanische Durchbiegung Y _m des Türkörpers ist, da ein Teil der mechanischen Durchbiegung für die Kompensation der thermischen Durchbiegung Y _th aufgebraucht wird.

Fig. 2a zeigt - ebenso wie Fig. 1a - einen nicht vorverformten Türkörper TK, der ausschließlich durch thermische Lasten gebogen ist.

In Fig. 2b ist die Kontur des vorverformten Türkörpers dargestellt, der weder mechanisch noch thermisch belastet ist. Y _v veranschaulicht das Maß der Vorverformung.

Tatsächlich tritt die thermische Belastung am vorverformten Türkörper auf, d. h. die Darstellungen in Fig. 2a und 2b sind zu superponieren. Das Ergebnis, einen trotz thermischer Belastung geraden Türkörper, zeigt die Fig. 2c, d. h. ohne daß mechanische Lasten herangezogen werden müssen, wird die thermische Durchbiegung des Türkörpers bereits durch die Vorverformung kompensiert.

Die Riegel- und Dichtungskräfte F bzw. q sowie die gegebenenfalls vorhandenen Anschlagstücke AS können jetzt voll genutzt werden, um die Durchbiegung des Türkörpers TK der des Kammerrahmens KR anzugleichen.

Wie ein Vergleich der Fig. 1c und 2d anschaulich zeigt, kann der vorverformte biegeelastische Türkörper dadurch einem wesentlich stärker gebogenen Kammerrahmen angeglichen werden als der biegeelastische Türkörper ohne Verformung.

Die Vorverformung des Türkörpers kann, wie bereits ausgeführt, beispielsweise durch eine spanabhebende Bearbeitung des Türkörpers erfolgen. Im Fall von Flachmembrandichtungn, M, die wie in Fig. 3 unmittelbar am Türrücken TR angeschraubt sind, ist es ausreichend, dem Türrücken eine entsprechende Form zu geben. Dies kann durch Fräsen, aber auch durch Hobeln erfolgen. Beim Einsatz einer Hobelbank wird der Türkörper auf dem Maschinenbett entgegengesetzt der gewünschten Form des Türrückens in gebogener Form eingespannt. Nach der Bearbeitung weist der Türkörper die in Fig. 4 gezeigte Form auf, wobei mit Y _v das Maß der Vorverformung bezeichnet ist. In Fig. 3 ist mit DL noch die Dichtleiste bezeichnet.

Die erfindungsgemäße Kombination eines im wesentlichen über seine gesamte Länge elastischen Türkörpers und einer Vorverformung des Türkörpers führt bereits zu einem Biegeverhalten, das, wie obige Ausführungen zeigen, den bisher bekannten Lösungen bezüglich der zu bewältigenden Kammerrahmen-Durchbiegung überlegen ist. Eine Verbesserung ist noch durch an sich bereits bekannte Anschlagstücke AS zu erzielen, die auf dem Türumfang verteilt angeordnet sind. Eine sinnvolle Anordnung zeigt beispielsweise die Fig. 5. Die Anschlagstücke AS sind am Türkörper TK befestigte Bolzen, Stifte oder vergleichbare Teile, die bei eingesetzter Tür auf dem Kammerrahmen KR aufliegen. Durch sie werden zusätzliche Kräfte vom Kammerrahmen in den Türkörper eingeleitet, die die Wirkung der Riegel- und Dichtungskräfte ergänzen und zu einem günstigen Momentverlauf im Türkörper führen, wodurch abermals größere Durchbiegungen realisiert werden. Mit AE sind hier noch die Andruckelemente bezeichnet.

Claims (6)

1. Koksofentür mit einer Membrandichtung, deren Dichtleiste mittels Andruckelemente am Kammerrahmen zur Anlage kommt, dadurch gekennzeichnet, daß der Türkörper (TK) im unbelasteten Zustand in seiner Längsrichtung eine Vorverformung (Y _v ) aufweist, die der sich im Betrieb einstellenden thermischen Durchbiegung (Y _th ) entgegengerichtet ist und diese im Betrieb im wesentlichen kompensiert.

2. Koksofentür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverformung durch spanabhebende Bearbeitung erfolgt.

3. Koksofentür nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverformung nur am Türrücken (TK) im unmittelbaren Bereich der Befestigung der Membrane (M) erfolgt.

4. Koksofentür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Türkörper (TK) im wesentlichen über seine gesamte Länge biegeelastisch ausgeführt ist.

5. Koksofentür nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Türkörper (TK) durch Reduzierung der Steghöhe und durch Öffnungen im Türrücken (TR), die im wesentlichen über die gesamte Länge der Tür verteilt angeordnet sind, biegeelastisch ausgeführt ist.

6. Koksofentür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise mehrere über den Umfang des Türkörpers (TK) verteilte, am Kammerrahmen (KR) zur Anlage kommende Anschlagstücke (AS) vorgesehen sind.