DE3743156A1 - Koksofentuer mit metallschild - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Koksofentür mit einem Metallschild.

Während nach der Jahrhundertwende noch Vorschläge zur Verwendung von Stahlschilden an Koksofentüren bekannt geworden sind, haben sich in dieser Zeit und auch später Metallschilde in der Praxis nicht etablieren können. Das ist relativ einfach mit dem seinerzeit zur Verfügung stehenden Material erklärbar. Für Stahl­ schilde, die unmittelbar mit dem heißen Koks Berührung erlangen, erfahren dabei eine Erwärmung von deutlich mehr als 1000 Grad. Stähle mit der notwendigen Hitzebeständigkeit sind erst in neuerer Zeit ver­ fügbar. Derartige Stähle sind hochlegierte Stähle. Die Legierungsanteile sind Chrom und/oder Aluminium und/oder Nickel und/oder Silizium und/oder Titan. Vor etwa 8 Jahren begannen die ersten Versuche. Diese Versuche basierten auf einer Nachbildung eines kera­ mischen Stopfens mit Hilfe von Platten aus hochhitze­ beständigem Stahl. Zunächst hat sich das jedoch als ungeeignet gezeigt. Die Stahlkonstruktion ist deshalb auf einen Schild beschränkt worden. Der Schild bestand aus einzelnen sich überlappenden Blechen. Auch die Bleche zeigen noch eine erhebliche Verformung. Es sind deshalb verschiedene Alternativen mit dem Ziel der Schaffung eines praxisgerechten Teilschildes mit langer Standzeit gemacht worden.

Der Erfindung liegt gleichfalls diese Aufgabe zu­ grunde.

Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß sich der Schild aus Stäben und/oder Bändern und/oder Gittern zusammensetzt. Während eine Vielzahl anderer Entwicklungen eine andere Richtung geht, nämlich in die eines sich einteilig über die Höhe der Koksofentür erstreckenden Schildes geht, geht die Erfindung in die genau entgegengesetzte Richtung, nämlich in die Verringerung der Abmessungen. Die damit gegebene Befürchtung, bei so extremen Abmessungen, wie sie durch Stäbe, Bänder und Gitter gegeben sind, würde sich auch eine extreme Wärmeverformung einstellen, hat sich nicht bewahrheitet. Das wird darauf zurückge­ führt, daß die Stäbe, Bänder und Gitter möglichst weitgehend auf ihrer Länge gestützt werden. Bei den anderen bekannten Lösungsvorschlägen ist eine solche Abstützung nicht gegeben. Vielmehr sind die bekannten anderen Schilde auf eine Zwei-Punkte-Auflage bzw. Zwei-Linien-Auflage angewiesen. Zwischen diesen Linien werden diese Schilde ganz erheblich auf Biegung beansprucht.

Die erfindungsgemäße Abstützung wird durch einen ein­ oder mehrteiligen Türkasten bewirkt, der hinter den Stäben oder Bändern oder dem Gitter angeordnet ist.

Die erfindungsgemäßen Stäbe können ein Vollprofil besitzen oder durch ein Hohlprofil gebildet werden. Die Querschnittsform der Stäbe kann quadratisch oder rechteckig oder rund sein. Es sind auch unregelmäßig geformte Querschnitte denkbar.

Die Stäbe haben eine Dicke von 10 bis 30 mm. Bänder unterscheiden sich von den Stäben durch eine deutlich geringere Dicke, nämlich 4 bis 10 mm, und durch eine größere Breite, nämlich bis zu 100 mm. Die Stäbe oder Bänder können quer zur Türlängsrichtung oder in Türlängsrichtung verlaufen. Zur Befestigung sind wahlweise nach der Erfindung Befestigungselemente vor­ gesehen, die die Bänder oder Stäbe quer zu deren Längsrichtung überfassen. Solche Befestigungselemente können ihrerseits durch Bänder gebildet werden, die rückwärtig an der Abstützung angelenkt sind oder bis zum übrigen Türkörper reichen.

Als Befestigungselemente eignen sich auch dünnere Stäbe, die durch entsprechende Öffnungen in die den eigentlichen Metallschild bildenden Stäben greifen. Die Befestigungselemente können auch seitlich ange­ ordnet sein und Ausnehmungen aufweisen, in die die Stäbe und/oder Bänder in Längsrichtung eingeschoben werden oder in die die Stäbe oder Bänder quer zu ihrer Längsrichtung von vorne eingelegt werden.

Die einzelnen Stäbe oder Bänder können auch einzeln oder zu mehreren an der Abstüzung aufgehängt sein.

Vorteilhaft ist es, die Stäbe und Bänder zu Gruppen zusammenzufassen, vorzugsweise haben die Gruppen bei quer zur Türlängsrichtung verlaufenden Stäben oder Bändern in Türlängsrichtung eine Höhe von 200 bis 400 mm. Wahlweise korrespondieren diese Gruppen auch mit Elementen des die Abstützung bildenden Kastens. Diese Elemente des die Abstützung bildenden Kastens haben dann die gleiche Bauhöhe wie die Gruppen von Stäben oder Bändern. Zwischen den Elementen des die Ab­ stützung bildenden Kastens sind vorzugsweise Schlitze vorgesehen. Die Schlitze sollen den Eintritt von Rohgas während des Verkokungsvorganges ermöglichen.

Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Abb. 1a eine erfindungsgemäße Koksofentür im Schnitt und 1b während des Ofenbetriebes in Schließstellung am Kammerrahmen,

Abb. 2a eine Darstellung des Hohlprofilrahmens mit den und 2b integrierten automatisch drehbaren Andruckele­ menten einschließlich Kettenräder und Kettenzug,

Abb. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Horizontal­ schnittes.

Abb. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Horizontal­ schnittes entlang einer Schnittlinie im Bereich der Planiertür einschließlich Planierkasten.

Die Abb. 5 bis 8 zeigen verschiedene Befesti­ gungsmöglichkeiten für ein Metallschild aus Stäben.

Nach Abb. 1a und 1b besteht die erfindungsgemäße Koksofentür aus einer Kraftübertragungseinheit 1 und einer Dich­ tungseinheit 21. Die Kraftübertragungseinheit 1 ist in Abb. 2 als Hohlprofilrahmen 24 ausgebildet, dessen Längsholme in Abb. 3 mit 22 und dessen Querholme in Abb. 3 mit 23 bezeichnet sind. Die Längsholme 22 sind am oberen und unteren Ende offen. Ferner befinden sich in den Längsholmen an den Verbindungsstellen zu den Querholmen 4 Öffnungen, so daß sich im Hohlprofil­ rahmen 24 erwärmende Luft ungehindert aus den Quer­ holmen 23 in die Längsholme 22 und dort nach oben strömen und oben aus dem Hohlprofilrahmen 24 austreten kann.

Der im Ausführungsbeispiel nach Abb. 2a und 2b dargestellte Hohlprofilrahmen 24 ist mit einer Vielzahl von An­ druckelementen 28 versehen, die in sich drehbar sind. Diese Andruckelemente 28 setzen sich nach Abb. 3 zusammen aus einer beweglichen Hülse 5, einer mit der Hülse 5 fest verbundenen Spindel 3 und einem auf der Spindel 3 fest angebrachtem Kettenrad 2. Nach Abb. 3 wird die Spindel 3 in einer Gewindehülse 4 drehbar geführt. Die Gewindehülse 4 nach Abb. 3 ist in dem Hohlprofilrahmen 24 nach Abb. 2 fest eingeschweißt.

Die Kraftübertragung von den Andruckelementen 28 über den Kettenzug 27 nach Abb. 2a und 2b auf die Dichtungseinheit 21 nach Abb. 3 erfolgt über Federn 6 oder Bolzen 6, die in der drehbaren Hülse 5 nach Abb. 3 untergebracht sind. Um eine kraftschlüssige Verbindung einerseits zwischen Kammerrahmen 28 nach Abb. 3, Dichtungseinheit 21 und andererseits zwischen Kraftübertragungseinheit 1 nach Abb. 3 zu erreichen, sind an den Außenflanken der Längsholme 22 nach Abb. 3 Bolzen 7 angeschweißt und am Kammerrahmen 28 nach Abb. 3 verstellbare Haken zur Aufnahme der Bolzen 7 angebracht. Die Anzahl der Haken 8, richtet sich nach der Anzahl der Bolzen 7, beträgt 6. Die Anzahl der Bolzen 7 ist abhängig von der Ofenhöhe. Bei einer Ofenhöhe von 4 m reichen insgesamt 4 Bolzen aus, und zwar in der Anordnung von je 2 oben und unten am Hohlprofilrahmen 24 nach Abb. 2.

Die Andruckkräfte der einzelnen Elemente 28 nach Abb. 2 auf die Dichtungseinheit 21 nach Abb. 3 wird durch einen umlaufenden Kettenzug 27 nach Abb. 2 erzeugt. Mit dieser Anordnung ist somit eine konstante Kräfte­ verteilung über die Kraftübertragungseinheit 1 nach Abb. 2 auf die Dichtungseinheit 21 nach Abb. 3 ge­ wahrleistet. Der Drehpunkt 30 nach Abb. 2 zum Bewegen der umlaufenden Kette 27 nach Abb. 2 ist auf jedes Andruckelement 28 übertragbar. Das zu benötigende Drehmoment für den Punkt 30 wird durch einen Dreh­ momentenmotor, der in der Abb. nicht dargestellt ist, erzeugt. Dieser Drehmomentenmotor kann sowohl direkt auf der Kraftübertragungseinheit 1 als auch auf im Betrieb vorhandenen Türbedienungsmaschinen installiert werden.

Der im Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 dargestellte quadratische Hohlprofilrahmen 24 ist durch die Wahl anderer Profile ersetzbar. Geometrien von handels­ üblichen Profilen wie rechteckiges Hohlprofil, U-Pro­ fil, L-Profile, Doppel-T-Profile, Rohrprofile und einfaches Flachprofil lassen eine Unterbringung der Andruckelemente 28 zu.

Nach Abb. 3 besteht die Dichtungseinheit 21 aus dem Dichtelement 9 und einer Isolierung 29. Das Dicht­ element 9 bildet mit dem Element 10 einen Hohlkörper. Beide Elemente 9 und 10 bestehen aus einem hitzebe­ ständigen metallischen Material. Je nach Profilierung ist eine Stärke pro Dichtlement zwischen 2 und 4 mm vorgesehen. Die Bauhöhe des Ofens und seine Breite haben auf die Stärke keinen Einfluß, da die Rückstell­ kräfte der Ofenfüllung bei gebräuchlichen Ofengrößen nicht wesentlich voneinander abweichen.

Die Elemente 9 und 10 besitzen nach Abb. 3 die gleiche Profilierung und sind untereinander fest verbunden. Eine lose Anordnung des Elementes 10 an Element 9 ist ausführbar.

Der von den Elementen 9 und 10 gebildete Hohlkörper kann zum einen als geschlossen und zum anderen zum Offeninneren hin über das Element 10 offen ausgebildet werden. Im letzteren Fall wird das Element 10 mit seitlichen Schlitzen oder in vertikaler Richtung oben und unten offen ausgebildet. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die beiden Gaskanäle, gebildet durch die Schildkonstruktion 11 nach Abb. 3 und den Seitenflächen des Elementes 10, um den durch den Hohlkörper ge­ bildeten Gaskanal zu erweitern. Gegenüber üblichen Türkonstruktionen mit Schildbauweise anstelle von Steinstopfen ergibt sich eine Gaskanalerweiterung um bis zu 100%. Diese Erweiterung des Gaskanals wirkt sich sehr positiv auf das statische Druckverhalten im Kanal und mithin auf die Dichtigkeit der Tür aus.

Nach Abb. 1 fällt bei der Tür der übliche Türfuß fort. Das innere Element 10 nach Abb. 3 übernimmt aufgrund seiner konstruktiven Ausbildung die Funktion eines Türfußes 35.

Zwischen dem freien Schenkel 31 nach Abb. 3 und der Dichtfläche des Türrahmens ist als Ausführungsbeispiel eine metallische U-Dichtung 14 vorgesehen.

Die Dichtungseinheit 21 wird im ausgesetzten Zustand lose über Halterungen 12 und 25 von der Kraftüber­ tragungseinheit 1 gehalten. Im eingesetzten Zustand werden die Halterungen 12 und 25 wirkungslos, so daß dem unterschiedlichen Dehnvermögen aufgrund der unterschiedlichen Temperaturlagen von Dichtungseinheit 21 und Kraftübertragungseinheit 1 Rechnung getragen wird.

Zum Ein- und Aussetzen der Tür mittels der Türab­ hebemaschine sind zwischen den Holmen 22 zwei Querstäbe 34 angeordnet. Diese Querstäbe dienen als Hebeangriffspunkt für die an den Türabhebemaschinen vorhandenen Klauen, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind.

Nach Abbildung 1 und 3 besteht das erfindungsgemäße "Hitzeschild" 33 nicht mehr wie üblich aus ebenen einteiligen hitzebeständigen metallischen Platten unterschiedlicher Bauformen, sondern aus einer Viel­ zahl von hitzebeständigen metallischen Rundstäben 11 gleichen Querschnitts - quer zur Ofenkammer angeordnet - vor der inneren Bohle 10 nach Abb. 3 lose über Haltepunkte 32 befestigt. Die einzelnen Rundstäbe zwischen 20 und 30 mm stark sind zur Aufnahme der Aufhängung an zwei Stellen durchbohrt. Durch Auf­ einanderreihen der Einzelstäbe auf die Aufhängungen ebenfalls als Rundstäbe ausgeführt, wird über die Ofenhöhe eine eben durchgehende Fläche zur Aufnahme der Kohlefront beim Füllen des Koksofens erzeugt. Die Einzelstäbe 11 als auch die Aufhängungen 32 verhalten sich wegen ihrer einfachen Geometrie bei hohen Tempera­ turen formstabiler, da sich sowohl jeder Stab in Querrichtung zum Ofen als auch die Aufhängestäbe in vertikaler Richtung zum Ofen frei dehnen können. Bei den Ausführungsformen der Stäbe sind andere Geometrien der Stabbauweise mit gleichen physikalischen Eigen­ schaften integrierbar, wie quadratische, rechteckige und streifenförmige Formen.

Die einteilige Stabbauweise nach Abb. 1 und 3 ist auch als mehrteilige Konstruktion über die Höhe der inneren Bohle 10 ausführbar. Weiterhin läßt die Stabbauweise auch eine Stabführung in vertikaler Richtung, in den Zeichnungen nicht dargestellt, zu. Hierbei werden die Stäbe parallel geführt als durchgehende Einheit, mit über die Höhe verteilte Querstäbe gehalten.

Die Planiertür 36 nach Abb. 1 und 4 ist in Rundbau­ weise ausgeführt. Der als Rohr ausgebildete Planier­ kasten 44 nach Abbildung 4 nimmt die Dichtfläche 15 auf. Vor diese Dichtfläche 15 wird ein metallischer Deckel 16 über den Kraftübertragungsrahmen 17 über Bolzen oder Federn 39 angedrückt. Bei Wirksamwerden der Krafteinleitung über den Rahmen 17 über Ketten­ räder 20 und Kettenzug 18 werden die Festpunkte 19 und 20 wirksam. Der Festpunkt 19 ist als Schanier ausge­ legt, um die Planiertür 36 zu schwenken. Der Festpunkt 20 wird über ein Handrad 37 mit einer Spindel, die im Gelenk 38 gelagert ist, wirksam.

Nach Abb. 5 bis 8 sind an Stelle der Stäbe 11 andere Stäbe vorgesehen, die in Gruppen zusammengefaßt sind. Jede Gruppe hat eine Bauhöhe von im Ausführungs­ beispiel 300 mm. Alle Stäbe haben runden Querschnitt.

Im Ausführungsbeispiel nach Abbildung 5 ist der Stabdurchmesser 20 mm. Eur Aufhängung sind die dort mit 50 bezeichneten Stäbe durchbohrt, so daß ein 10 mm dicker Draht bzw. Stab durch die Einzelstäbe 50 durchgeführt und umgebogen werden kann. Von den mit 51 bezeichneten Stab werden die Einzelstäbe 50 zusammen­ gehalten. An dem Stab 51 können die Stäbe 50 zugleich aufgehängt werden. Die Aufhängung ist im übrigen die gleiche wie bei den Einzelstäben nach Fig. 1.

In Abb. 5 kennzeichnet die strichpunktierte Linie 52 die Stützlinie durch die Elemente 10.

Abb. 6 zeigt Stäbe 60 mit rundem Querschnitt und 15 mm Durchmesser. Die Stäbe 60 werden in seitlichen Blechen 61 gehalten. Dazu sind die Bleche 61 mit Bohrungen versehen, in die die Stäbe 60 in Längs­ richtung eingeschoben werden. Die Stäbe 60 bilden mit den Blechen 61 Elemente, die an Haken 62 aufgehängt werden.

Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 8 unterscheidet sich von dem nach Abb. 6 dadurch, daß die Stäbe nicht in Längsrichtung eingeschoben sondern quer zu ihrer Längsrichtung von vorn in Bleche 80 eingelegt werden, die für die mit 81 bezeichneten Stäbe haken­ förmige Vertiefungen 82 besitzen.

Nach Abb. 7 sind die dort mit 70 bezeichneten Stäbe mit Bändern 71 gehalten.

Allen Stäben ist gemeinsam, daß sie lose untereinanderhängen, hierdurch wird erreicht,

• - daß im Vergleich zu den bisher bekannten ebenso einteiligen Schutzschilden aus hitzebeständigem metallischen Material durch die Formgebung eine sehr viel höhere Formstabilität auch bei den üblichen hohen Koksofentemperaturen erzielt wird,
• - daß die Rundstabbauweise keine Schweißkonstruk­ tion darstellt.
• - daß andere Geometrien der Stabbauweise mit gleichen physikalischen Eigenschaften ausführbar sind, z.B. quadratische, rechteckige oder geo­ metrische Formen,
• - daß die Stäbe handelsübliche Profile darstellen,
• - daß die einteilige Stabbauweise auch eine Stab­ führung in vertikaler Richtung, über die Höhe parallel zur inneren Bohle gesehen, zuläßt.
• - daß die Stärken der Stübe erheblich dünner ausführbar sind, so daß bei genügender Biegesteifigkeit das erfindungsgemäße "Schild" insgesamt leichter wird als bekannte ebene einteilige Plattenausführungen und
• - daß aufgrund der leichten Bauweise und der problemlosen Fertigung die Konstruktion sich kostengünstiger als die üblichen Bauweisen darstellt.

Claims (13)

1. Koksofentür mit einem Metallschild, dadurch gekennzeichnet, daß der Schild sich aus Stäben (11, 50, 60, 70, 81) und/oder Bändern und/oder Gittern zusammengesetzt und mit einer Abstützung (10, 52) versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stäbe (11, 50, 60, 70, 81) ein Vollprofil oder ein Hohlprofil besitzen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch eckigen und/oder runden Quer­ schnitt.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (11, 50, 60, 70, 81) eine Dicke von 10 bis 30 mm aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder 4 bis 10 mm dick und bis zu 100 mm breit sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe und/oder Bänder Gruppen bilden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gruppen eine Bauhöhe von 200 bis 400 mm aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Gruppen Abstütz­ elemente korrespondieren.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen den Abstützelementen Schlitze vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine seitliche Befestigung der Stäbe und/oder Bänder.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch Be­ festigungselemente, die die Stäbe oder Bänder durchgreifen oder übergreifen oder umgreifen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Befestigungselemente aus Blechen 61 bestehen, die Bohrungen aufweisen, in die die Stäbe (60) in Längsrichtung eingeschoben werden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Befestigungselemente aus Draht oder Stäben (51) gebildet werden, die durch Bohrungen der Stäbe (50) greifen.