DE3743157A1 - Koksofentuer mit schildkonstruktion - Google Patents

Description

Frühere Koksofentüren besaßen einen massiven Guß­ körper, vor dem ein Keramikstopfen angeordnet war. Mit dem Keramikstopfen wurde die Ofencharge auf Abstand von der Koksofentür gehalten. In neuerer Zeit haben sich Koksofentüren durchgesetzt, die anstelle der massiven, schweren Keramikstopfen eine Schild­ konstruktion tragen. Die Schildkonstruktion besteht bislang vorzugsweise aus Metall. Es sind jedoch auch Schildkonstruktionen in Keramik bekannt geworden.

Die neuartigen Schildkonstruktionen haben alle ge­ meinsam, daß sie den Türkörper gewichtsmäßig sehr stark entlasten. Dementsprechend leicht kann der Türkörper gestaltet werden. Ein besonderes Extrem wird erreicht, wenn für den Türkörper ein Dichtelement verwendet wird, das über eine Vielzahl am Umfang verteilt angeordneter Andruckelemente von einer Kraftübertragungseinheit (Hohlprofilrahmen) gegen den Türrahmen des Koksofens gepreßt wird. Derartige Koksofentüren besitzen ein minimales Gewicht.

Infolge der neuartigen Konstruktionen ergibt sich zwischen der Schildkonstruktion und dem Türkörper ein sehr großer Gaskanal. Überwiegend wird der große Gaskanal skeptisch gesehen. Außerdem bestehen Pro­ bleme, die Schildkonstruktion am Türkörper zu be­ festigen. Verbreitet sind Distanzhalter. Befriedigend ist die Distanzhalterlösung nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Koks­ ofentür zwischen dem Türkörper und der Schild­ konstruktion zu verbessern. Nach der Erfindung wird das durch einen im Querschnitt wabenförmigen Türkörper erreicht, der koksseitig die Schildkonstruktion trägt. Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Wabenkonstruk­ tion durch eine innere und äußere Stahlbohle erreicht, die zu der Wabenkonstruktion zusammengefügt werden. Beide Bohlen bilden zusammen eine Dichtungseinheit, indem das Wabenprofil an den spitzen Enden umlaufend mit einem Kragen versehen ist, welcher schließend an den Dichtflächen des Türrahmens zur Anlage gebracht wird.

Durch diese Art der Konstruktion einer neuartigen Dichtungseinheit als einteiliges Hohlprofil bestimmter Geometrie wird erreicht:

• - daß durch die Bildung eines inneren und zweier äußerer Gaskanäle die untereinander über Schlitze in der inneren Bohle freien Zugang haben, das Angebot an freiem Quer­ schnitt für die Rohgasmengen erheblich vergrößert wird. Besonders deutlich wird darin, daß der innere Rohgaskanal sich in dem Türkörper bis über die Ebene der Dicht­ flächen des Türrahmens hinaus nach außen wölbt.
• - daß durch den großvolumigen Gaskanal, der sich im Gasraum einstellende statische Druck Werte gegen Null annimmt, vor allem in der Anfangsphase der Garungsdauer. Dabei entsteht bei ausreichend hoch eingestelltem Druck in der Gasvorlage nicht die Gefahr der Saugung an den Dichtflächen der Koksofentür. Solch ein ausreichend hoher Druck liegt bei etwa 8 bis 18 mm Wassersäule. Es wird pro m Ofen­ höhe ein Druck von etwa 2 bis 3 mm Wasser­ säule in der Gasvorlage gerechnet. Mit diesem Druck ist der statische Druck ge­ meint. Zusätzlich zum statischen Druck ist noch der dynamische Druck zu berücksichti­ gen. Der dynamische Druck wird mit einem Staurohr in der Gasströmung, der statische Druck mit einer Abzweigung vom Gaskanal gemessen. Im übrigen ist das Problem eines Unterdruckes bei ausreichend dichten Koks­ ofentüren kein Problem. Dichte Koksofentüren können erfahrungsgemäß auch über längere Zeit hinweg mit Saugung beaufschlagt werden, ohne daß das die Abdichtung beeinträchtigt. Dagegen ist die Saugung natürlich für undichte Koksofentüren verheerend. Dem ist jedoch dann nicht durch Nachstellen von Andruckelementen sondern nur durch Prüfung der Dichtflächen ggf. Reinigung oder Reparatur der Türen zu begegnen.
• - daß der bislang aufwendige Türfuß für übliche Türen entfällt, da die hintere Bohle aufgrund ihrer Ausbildung gleichzeitig als Türfuß dient.
• - daß das Gesamtprofil wegen seiner Profi­ lierung, seiner geringen Wandstärke so gut wie keinen Thermospannungen unterliegt und sich trotzdem aufgrund seiner ausgezeich­ neten Flexibilität in Verformungen des Kammerrahmens über die von außen einge­ leiteten Kräfte anpaßt.
• - daß die aufwendigen Distanzhalter bisheriger Schildkonstruktionen entfallen
• - daß die Konstruktion über kantbare kosten­ günstige Profile gefertigt wird, die keine Schweißkonstruktion darstellt
• - daß die Abstrahlung der äußeren Bohle in die Atmosphäre verringert wird, indem das der äußeren Bohle zugewandte innere Profil als Ekran wirkt
• - daß eine aufwendige Innenisolierung ent­ fällt. Stattdessen ist eine Außenisolierung vorgesehen. Die Außenisolierung besteht vorzugsweise aus Mineralfasern und hat eine Dicke von 5 bis 15 mm. Die Außenisolierung kann aufgeklebt werden. Zweckmäßigerweise ist die als Isolierung außen vorgesehene Mineralfaser mit einem Regenschutz versehen. Solch ein Regenschutz kann auch durch eine Metallkaschierung der Mineralfaser erreicht werden.
• - daß die Isolierung an der Außenbohle leichter und kostengünstiger vorgenommen werden kann.
• - daß andere Formen metallischer Profile denkbar sind
• - daß die Bohlen aus metallischem hitzebe­ ständigem Material gefertigt sind. Von den Bohlen kann auch die äußere Bohle aus einfachem Stahl gefertigt werden.
• - daß der die wabenformige Konstruktion umgebende Kragen mit austauschbaren Dichtungsorganen bestückt werden kann, z.B. Flachdichtungen und U-Dichtungen. Darüber hinaus sind aber auch andere Bauformen der Dichtungsorgane, z.B. ein L-Profil, ein­ setzbar.

In den Zeichnungen sind die Ausführungen der Er­ findungen dargestellt. Es zeigt:

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

Abb. 2 eine Darstellung des Hohlprofilrahmens mit den 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.

Nach Abb. 1 besteht die erfindungsgemäße Koksofentür aus einer Kraftübertragungseinheit 1 und einer Dichtungs­ einheit 21. Die Kraftübertragungseinheit 1 ist in Abb. 2 als Hohlprofilrahmen 24 ausgebildet, dessen Längs­ holme 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. 2 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. 2 auf die Dichtungseinheit 21 nach Abb. 3 erfolgt nach Abb. 3 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 nach Abb. 3 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 währleistet. 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 Dichtelement 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 Blement 9 ist ausführbar.

Der von den Elementen 9 und 10 gebildete Hohlkörper kann zum einen als geschlossen und zum anderen zum Ofeninneren 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 Abb. 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 14 nach Abb. 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.

Claims (9)

1. Koksofentür mit Schildkonstruktion, dadurch gekennzeichnet, daß die Tür ein wabenförmiges Hohlprofil aufweist, wobei der koksseitige Teil (10) die Schildkonstruktion trägt.

2. Koksofentür nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich das wabenförmige Hohlprofil aus einer inneren Bohle und einer äußeren Bohle zusammensetzt.

3. Koksofentür nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das wabenförmige Hohlprofil mit einem an den spitzen Enden umlaufenden Kragen versehen ist, der die Dichtflächen der Koks­ ofentür bildet.

4. Koksofentür nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum des Profiles sich über die Ebene der Dichtflächen des Türrahmens (28) nach außen wölbt.

5. Koksofentür nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil eine Außenisolierung (29) aufweist.

6. Koksofentür nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Isolierung (29) aus Mineral­ faser besteht und/oder eine Dicke von 6 bis 15 mm aufweist.

7. Koksofentür nach Anspruch 5 oder 6, gekenn­ zeichnet durch eine geklebte Isolierung.

8. Koksofentür nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Iso­ lierung (29) einen Regenschutz aufweist.

9. Koksofentür nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Regenschutz durch eine auf­ kaschierte Metallfolie gebildet wird.