DE3921568C2

DE3921568C2 - Filling hole cover for coke ovens

Info

Publication number: DE3921568C2
Application number: DE19893921568
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr Ing Stewen; Klaus Dr Ing Wessiepe
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1989-06-30
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2009-07-01
Also published as: DE3921568A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Füllochdeckel für Koksöfen, enthaltend eine obere kreisrunde metallische Platte mit einer Umfangsdichtfläche und einen an ihrer Unterseite befindlichen Hüllkörper mit wenigstens einer Einfüllöffnung, dessen Innenraum mit einer wärmeisolierenden Masse ausgefüllt ist.The invention relates to a Füllochdeckel for Coke ovens containing an upper one circular metallic plate with a Circumferential sealing surface and one on its underside located enveloping body with at least one Filling opening, the interior of which with a heat insulating mass is filled.

Füllochdeckel dieser Art sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie dienen zum Abdichten der Öffnungen zum Einfüllen der Einsatzkohlen in den Koksofen, haben eine waagerechte Einbaulage und werden maschinell abgehoben. Als Dichtung Metall auf Metall hat sich eine ballige, linienförmige Abdichtung am Umfang der metallischen Platte bewährt, die nach jedem Auflegen des Deckels durch Eindrehen auf dem Rahmen verbessert wird.Filling hole caps of this type are available in different Executions known. They serve to seal the Openings for filling the insert carbons into the Coke oven, have a horizontal installation position and are lifted off mechanically. As a seal metal on metal has a spherical, linear seal on the Proven size of the metallic plate, after each Place the lid on the frame by screwing it in is improved.

An Füllochdeckel werden folgende unterschiedliche Anforderungen gestellt:The following are different on the fill hole cover Requirements:

1. The filling hole cover should make the coke oven chamber gas-tight to lock. For this purpose the crowned already mentioned is used Sealing the metallic plate.
2. Effective insulation is said to be undesirable Heat dissipation from the coke oven as far as possible to reduce. That means the greatest possible thermal insulation should be aimed at. This measure contributes significantly Improvement of the energy efficiency of the Coke oven at.
3. Material and construction of the lid must be like this be designed in the fulfillment of the aforementioned Functions no interference from mechanical Charges.

Die letztgenannte Forderung verbietet es insbesondere bei großen Kammerbreiten, den Füllochdeckel durchgehend aus feuerfestem Material herzustellen. Dieses kann mechanischen Erschütterungen wie zum Beispiel schlagartigen Belastungen nicht standhalten. Der Füllochdeckel würde zerbrechen und in die Koksofenkammer fallen, womit erhebliche Wärmemengen und auch Schadstoffe freigesetzt würden. The latter requirement specifically prohibits it for large chamber widths, the fill hole cover is continuous made of fireproof material. This can mechanical shocks such as cannot withstand sudden loads. Of the Filling hole cover would break and into the Coke oven chamber fall, which means considerable amounts of heat and pollutants would also be released.

Durch die DE-PS 913 766 ist ein sogenannter Einfachdeckel bekannt, der aus einer nach oben offenen gußeisernen Mulde besteht, deren Außenwand im oberen Teil der Füllochöffnung die metallische Dichtung bildet und deren Innenraum zur Bildung eines Luftisolationsraumes mit einer Platte abgedeckt ist, die gegenüber der Deckelmulde isoliert ist.DE-PS 913 766 is a so-called Single lid known from an open top cast iron trough, the outer wall of which is in the upper Part of the filling hole opening forms the metallic seal and their interior to form a Air insulation room is covered with a plate, which is insulated from the lid recess.

Die US-PS 4 390 397 zeigt einen mehrteiligen Füllochdeckel, bei dem eine ebene kreisrunde metallische Scheibe mit ihrem Außenrand in der konischen Füllochöffnung aufliegt, wobei an ihrer Unterseite ein topfartiger Behälter ebenfalls aus Metall mit einer darin befindlichen Isoliermasse aufgehängt ist. Oberhalb der ebenen Scheibe sind zwei weitere Scheiben mit Abstand und isoliert voneinander angeordnet. Ein solcher Mehrfachdeckel hat ein höheres Gewicht und ist weniger einfach zu handhaben. Außerdem bilden die metallischen Verbindungen und ebenso die Bolzen, an denen die Einzelteile aufgehängt sind, Wärmebrücken zwischen der dem Gassammelraum zugewandten heißen Seite und der oberen Füllochdeckelscheibe.U.S. Patent 4,390,397 shows a multi-part Filling hole cover with a flat circular metallic disc with its outer edge in the conical fill hole opening, being at her Bottom of a pot-like container also made Metal with an insulating compound inside is hung. There are two above the flat pane further disks spaced and isolated from each other arranged. Such a multiple cover has a higher one Weight and is less easy to use. Furthermore form the metallic connections and also the Bolts on which the individual parts are suspended, Thermal bridges between the gas collection space facing hot side and the upper filler cap.

Ein anderer, aus der Praxis bekannter Füllochdeckel besteht aus einer einteiligen metallischen Schale als Stützkörper, deren äußere Hülle über nahezu die gesamte Raumform den Deckel bildet. Dabei ist der Hohlraum der Schale mit einer Isolierstampfmasse ausgefüllt, die über Öffnungen auf der Innenseite des Deckels eingebracht wird.Another filler cap known from practice consists of a one-piece metallic shell as Support body, the outer shell over almost the entire Raumform forms the lid. The cavity is the Shell filled with an insulating ramming compound, the through openings on the inside of the lid is introduced.

Bei in der Praxis an derartigen Füllochdeckeln durchgeführten Temperaturmessungen wurde folgendes festgestellt. Ausgehend von einer Gassammelraumtemperatur von 800°C beträgt die Oberflächentemperatur der dem Innenraum zugewandten Isoliermasse 720°C. Dagegen liegen die Oberflächentemperaturen des metallischen Stützkörpers unmittelbar neben der Isoliermasse auf der Innenseite des Deckels bei nur 580°C bis 450°C. Somit tritt ein erheblicher Temperaturgradient beim Übergang von Isoliermasse auf den metallischen Grundkörper auf, der die hohe Wärmeabfuhr infolge Brückenbildung über den metallischen Stützkörper dokumentiert. Entsprechend hoch sind die Temperaturen, die auf der Oberseite der Füllochdeckel dieser Art vorherrschen und hohe Oberflächenwärmeverluste verursachen. - Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.In practice on such Füllochdeckel Temperature measurements performed were as follows detected. Starting from one The gas collection room temperature is 800 ° C Surface temperature of the interior Insulating compound 720 ° C. In contrast, there are Surface temperatures of the metallic support body immediately next to the insulating compound on the inside of the lid at only 580 ° C to 450 ° C. Thus occurs considerable temperature gradient at the transition from Insulating compound on the metallic base body, the the high heat dissipation due to bridging over the documented metallic support body. Corresponding high are the temperatures on the top of the Fill hole lids of this type prevail and high Cause surface heat loss. - Here she wants Invention to remedy the situation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Füllochdeckel für Koksöfen zu schaffen, der besser als bisher die eingangs genannten Forderungen erfüllt und vor allem eine deutliche Verringerung der Oberflächen-Wärmeverluste ermöglicht.The invention has for its object a Fill hole cover for coke ovens to create the better than previously met the requirements mentioned above and especially a significant reduction in Surface heat loss enables.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Füllochdeckel der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Platte als eigenständiger Metallkörper ausgebildet ist und daß an ihrer Unterseite ein bis auf eine obere Öffnung geschlossener, kreisrunder Hüllkörper aus keramischem Material mittels Befestigungsmitteln gehalten ist.This task is based on a Füllochdeckel of the type described in the introduction solved that the plate as an independent metal body is formed and that on its underside up to an upper opening of closed, circular Envelope made of ceramic material Fasteners is held.

Bei diesem Füllochdeckel ist nach einem Grundgedanken der Erfindung eine Trennung zwischen der oberen metallischen Platte und dem damit verbundenen Unterteil vollzogen, wobei das Unterteil zur Verbesserung der Wärmedämmung komplett aus keramischem Material besteht. Bei einer solchen Ausführung fehlen metallische Verbindungen zwischen dem Innenraum der Koksofenkammer und der Oberseite des Deckels, in denen bei den bekannten Bauarten eine Hauptursache für hohe Wärmeverluste zu sehen ist.This fill hole cover is based on a basic idea the invention a separation between the top metallic plate and the associated lower part completed, the lower part to improve the Thermal insulation consists entirely of ceramic material. In such an embodiment, metallic ones are missing Connections between the interior of the coke oven chamber and the top of the lid, where the known designs a main cause of high Heat losses can be seen.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous further developments are in the Subclaims described.

Bei dem Hüllkörper handelt es sich um einen in seiner Form flexibel gestaltbaren keramischen Hohlkörper, der im Einzelfall der Kontur des Fülloches so nah wie möglich angepaßt werden kann. Auch kann seine Höhe im Einzelfall der Konstruktion des Oberofens folgend gewählt werden. Vorteilhafterweise kann die Wandung des Hüllkörpers aus einer Feuerfestmasse bestehen, in der eine Armierung aus metallischen oder anderen faserartigen Matten eingebettet ist. Die Herstellung des Hüllkörpers kann durch Torkretierung der Feuerfestmassen oder durch Rüttelmaschinen unter Beibehaltung der innenliegenden Armierung erfolgen.The envelope is one in its Shape of flexible ceramic hollow body, the in individual cases as close as possible to the contour of the filling hole can be adapted as possible. Also, its height in Individual case following the construction of the upper furnace to get voted. The wall of the Envelope consist of a refractory mass in the a reinforcement made of metallic or other fibrous mats is embedded. The production of the envelope can be locked by the gate Refractory masses or by vibrators under Retain the internal reinforcement.

In den Innenraum des Hüllkörpers wird vorteilhafterweise eine Isolierwelle, zum Beispiel durch Einschäumen, eingefüllt, die sich durch äußerst geringe Wärmeleitung auszeichnet.In the interior of the envelope advantageously an insulating shaft, for example by foaming, which is filled by extremely characterized by low heat conduction.

Zwischen dem so gefüllten Hüllkörper und der metallischen Platte wird eine Fiberfax-Matte eingelegt, um einen dichten Zusammenschluß herzustellen, in die kein Graphit mit gefährlicher Volumenvergrößerung eindringen kann.Between the filled envelope and the a fiber fax mat is inserted into the metal plate, to create a tight union in which no graphite with dangerous volume increase can penetrate.

Zur Verbindung von metallischer Platte und unterem keramischen Hüllkörper können bekannte Mittel und Techniken angewendet werden. So kann beispielsweise der Hüllkörper an seiner Oberseite eine zentrale großflächige Öffnung aufweisen, die von einem Innenflansch des Hüllkörpers umgeben ist, der Durchgangsöffnungen für die Aufnahme von Befestigungsschrauben aufweist. Dabei kann auf dem äußeren Rand des Hüllkörpers ein metallischer Zwischenring mit deckungsgleichen Bohrungen aufliegen, an dem von unten eingesetzte Schraubenbolzen, zum Beispiel durch Schweißen befestigt sind, die mit ihren freien Enden in Bohrungen der metallischen Platte einliegen und durch Muttern mit dieser verspannt werden.For connecting the metallic plate and the lower one Ceramic envelopes can known means and Techniques are applied. For example the envelope at its top is a central one have a large opening by a Inner flange of the enveloping body is surrounded, the Through openings for the reception of Has fastening screws. It can on the outer edge of the envelope a metallic Intermediate ring with congruent bores, on the bolt inserted from below to Example are attached by welding with their free ends in holes in the metallic plate lay in and be tightened with nuts.

Ebensogut kann der Innenflansch eine größere axiale Stärke als die Wandung des Hüllkörpers haben, um so im Flansch längs des Umfangs mit Abstand aufeinanderfolgende Schraubenbolzen mit ihrem Kopfteil einbetten zu können. Die Befestigung mit der metallischen Platte wird dann in der gleichen Weise wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführung vorgenommen.The inner flange may as well have a larger axial Thickness than the wall of the envelope, so in Flange along the circumference at a distance successive bolts with their head part to be able to embed. The attachment with the metallic plate is then made in the same way as in the embodiment described above performed.

Grundsätzlich kann festgestellt werden, daß durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Füllochdeckel unabhängig von der Deckelstärke die Oberflächentemperatur gegenüber dem Stand der Technik um mehr als die Hälfte reduziert werden kann. Entsprechend werden sich die Wärmeverluste durch konvektiven Wärmeübergang deutlich verringern; dabei sind Strahlungsanteile, die bei abfallender Temperatur überproportional abnehmen, noch nicht einbezogen.Basically, it can be stated that the Formation of the Füllochdeckel invention regardless of the lid thickness Surface temperature compared to the prior art can be reduced by more than half. Be accordingly heat loss through significantly reduce convective heat transfer; there are radiation components that with falling temperature Lose disproportionately, not yet included.

Es sei erwähnt, daß für Schaulochdeckel, die die Heizzüge zur Umgebung auf der Ofendecke abschließen, die gleichen Überlegungen gelten. Das heißt, Schaulochdeckel können erfindungsgemäß gestaltet werden und somit ebenfalls zur Verbesserung des energetischen Wirkungsgrades eines Koksofens herangezogen werden.It should be mentioned that for inspection hole covers, which the Lock the heating cables to the surroundings on the furnace ceiling, the same considerations apply. This means, Inspection hole covers can be designed according to the invention and thus also to improve the energetic efficiency of a coke oven be used.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:Embodiments of the invention are in the Drawing is shown schematically and explained in more detail below. It shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise als Querschnitt eines Füllochdeckels gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform, Fig. 1 is a side view, partly in cross section of a Füllochdeckels according to the invention in a first embodiment;

Fig. 2 einen Ausschnitt einer Draufsicht des Füllochdeckels der Fig. 1, Fig. 2 is a partial plan view of the Füllochdeckels of Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise als Querschnitt eines Füllochdeckels gemäß der Erfindung in einer abgewandelten Ausführungsform und Fig. 3 is a side view, partly as a cross section of a Füllochdeckels according to the invention in a modified embodiment and

Fig. 4 einen Ausschnitt einer Draufsicht des Füllochdeckels der Fig. 3. Fig. 4 shows a detail of a plan view of the Füllochdeckels FIG. 3.

Der dargestellte Füllochdeckel setzt sich zusammen aus einer kreisrunden metallischen Platte (1) und einem an ihrer Unterseite befestigten ebenfalls kreisrunden Hüllkörper (2) aus keramischem Material. Am Umfang ist der untere Abschnitt der Platte (1) als ballige Dichtfläche (3) ausgebildet, die in der Betriebsstellung des Füllochdeckels auf der Rahmendichtfläche des Fülloches aufliegt. In der Mitte der Platte befindet sich in einer nach unten ragenden Verdickung (4) eine muldenartige Ausnehmung (5), die oben von einem Steg (6) überspannt ist, so daß auf der Oberseite der Platte beiderseits des Steges (6) je eine etwa ovale Öffnung (7) freibleibt. Die Öffnungen (7) in Verbindung mit dem Steg (6) dienen zum Ansetzen und kraftschlüssigen Verbinden eines zangenartigen Werkzeuges zum maschinellen Abheben und späteren Wiedereinsetzen des Füllochdeckels.The fill hole cover shown is composed of a circular metallic plate ( 1 ) and a circular envelope body ( 2 ) made of ceramic material and also fastened to its underside. On the circumference, the lower section of the plate ( 1 ) is designed as a spherical sealing surface ( 3 ) which, in the operating position of the filling hole cover, rests on the frame sealing surface of the filling hole. In the middle of the plate there is a trough-like recess ( 5 ) in a downward thickening ( 4 ), which is spanned at the top by a web ( 6 ), so that there is approximately one on each side of the web ( 6 ) on the top of the plate oval opening ( 7 ) remains free. The openings ( 7 ) in connection with the web ( 6 ) are used for attaching and non-positively connecting a pliers-like tool for mechanical lifting and later reinserting the filling hole cover.

Der Hüllkörper (2) hat im wesentlichen die Gestalt eines flachen Topfes mit einer Umfangsweite, die der Kontur des jeweiligen Fülloches so nahe wie möglich angepaßt wird. An seiner Oberseite ist der Hüllkörper mit einem nach innen eingezogenen Rand in der Art eines Innenflansches (8) versehen. Dieser Innenflansch (8) enthält auf einer etwa mittigen Umfangslinie mit Abstand aufeinanderfolgende Bohrungen (9) zur Aufnahme von Schraubenbolzen (10). Zum Halten der Schraubenbolzen (10) in ihrer Einstecklage ist ein metallischer Zwischenring (11) vorgesehen, an dem die Schraubenbolzen (10) in geeigneter Weise, z.B. durch Schweißen befestigt werden.The enveloping body ( 2 ) has essentially the shape of a flat pot with a circumferential width which is adapted as closely as possible to the contour of the respective filling hole. At the top, the envelope body is provided with an inwardly drawn edge in the manner of an inner flange ( 8 ). This inner flange ( 8 ) contains, on an approximately central circumferential line with successive bores ( 9 ) for receiving screw bolts ( 10 ). A metallic intermediate ring ( 11 ) is provided to hold the screw bolts ( 10 ) in their inserted position, to which the screw bolts ( 10 ) are fastened in a suitable manner, for example by welding.

In der Platte (1) sind zu den Bohrungen (9) deckungsgleiche Bohrungen (12) mit einer außenseitigen Erweiterung (13) für eine innenliegende Aufnahme der jeweiligen Schraubenmutter (14) enthalten. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind insgesamt acht Verbindungsschrauben vorgesehen, die einen guten Zusammenschluß zwischen Platte (1) und Hüllkörper (2) gewährleisten.The plate ( 1 ) contains congruent bores ( 12 ) with an outside extension ( 13 ) for the inside of the respective screw nut ( 14 ) to the bores ( 9 ). In the embodiment shown, a total of eight connecting screws are provided, which ensure a good connection between the plate ( 1 ) and the enveloping body ( 2 ).

Zwischen den so verbundenen Teilen ist zusätzlich ein wärmefester Dichtring (15), vorzugsweise aus Fiberfax, eingelegt. Dieser bewirkt eine einwandfreie Abdichtung zwischen den miteinander verbundenen Bauteilen, so daß ein Eindringen von Graphit in den Innenraum des Hüllkörpers (2) verhindert wird.A heat-resistant sealing ring ( 15 ), preferably made of fiber fax, is additionally inserted between the parts connected in this way. This ensures a perfect seal between the components connected to one another, so that graphite cannot penetrate into the interior of the enveloping body ( 2 ).

Der Hüllkörper (2) kann vorteilhafterweise aus einer Feuerfestmasse mit einer innenliegenden Armierung (16) aus metallischen oder anderen faserartigen Matten hergestellt werden, wobei die Armierung entweder beiderseits mit der Feuerfestmasse torkretiert wird oder der Hüllkörper in entsprechenden Formen unter Beibehaltung der innenliegenden Armierung auf Rüttelmaschinen erzeugt wird.The enveloping body ( 2 ) can advantageously be made from a refractory mass with an internal reinforcement ( 16 ) made of metallic or other fibrous mats, the reinforcement either being twisted on both sides with the refractory mass or the enveloping body being produced in appropriate shapes while maintaining the internal reinforcement on vibrating machines becomes.

Der Innenraum des Hüllkörpers (2) ist mit Isolierwolle (17) gefüllt, die beispielsweise durch Einschäumen durch die mittige Öffnung (18) eingebracht werden kann.The interior of the enveloping body ( 2 ) is filled with insulating wool ( 17 ), which can be introduced, for example, by foaming through the central opening ( 18 ).

Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Füllochdeckel in einer hinsichtlich der Halterung der Befestigungsschrauben abgewandelten Ausführungsform. In der Zeichnung sind die mit der ersten Ausführungsform übereinstimmenden Bauteile mit den gleichen Bezugszahlen versehen. FIGS. 3 and 4 show a Füllochdeckel in regard to the mounting of the fastening screws modified embodiment. In the drawing, the components which correspond to the first embodiment are provided with the same reference numbers.

Bei dem Hüllkörper (2′) hat der Innenflansch (8′) in axialer Richtung eine größere Stärke als die Wandung des Hüllkörpers (2′). Dadurch ist es möglich, die Schraubenbolzen (10) mit ihrem Kopf im Material des Flansches (8′) einzubetten, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Durch diese Art der Halterung der Schraubenbolzen (10) kann ein metallischer Zwischenring entfallen.In the enveloping body ( 2 '), the inner flange ( 8 ') has a greater thickness in the axial direction than the wall of the enveloping body ( 2 '). This makes it possible to embed the bolts ( 10 ) with their heads in the material of the flange ( 8 '), as shown in Fig. 3. A metal intermediate ring can be dispensed with by this type of mounting of the screw bolts ( 10 ).

Wie der Querschnitt in Fig. 3 zeigt, ist die innere Armierung (16) innerhalb des Innenflansches (8′) zu einem U-förmigen Ende (19) in Richtung nach außen umgebogen.As the cross section in Fig. 3 shows, the inner reinforcement ( 16 ) inside the inner flange ( 8 ') is bent towards a U-shaped end ( 19 ) in the direction outward.

Claims

1. Füllochdeckel for coke ovens, containing an upper circular metallic plate with a peripheral sealing surface and an envelope located on its underside with at least one filling opening, the interior of which is filled with a heat-insulating mass, characterized in that the plate ( 1 ) is designed as an independent metal body and that a circular envelope body ( 2 ) made of ceramic material which is closed except for an upper opening ( 18 ) is held on its underside by means of fastening means ( 10 ).

2. Füllochdeckel according to claim 1, characterized in that the wall of the envelope body ( 2 ) consists of a refractory mass, in which a reinforcement ( 16 ) made of metallic or other fibrous mats is embedded.

3. Füllochdeckel according to claim 1 or 2, characterized in that the interior of the envelope body ( 2 ) is filled with a mass formed by foaming ( 17 ).

4. Füllochdeckel according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the envelope body ( 2 ) has a central large-area opening ( 18 ) on its upper side and that in the opening ( 18 ) surrounding edge in the form of an inner flange ( 8 ) lengthways of the circumference with successive holes ( 9 ) for receiving screws ( 10 ) are included.

5. Filling hole cover according to claim 4, characterized in that on the inner flange ( 8 ) of the enveloping body ( 2 ) a metallic intermediate ring ( 11 ) rests with congruent bores and that screw bolts ( 10 ) inserted from below are attached to the metallic intermediate ring ( 11 ), which lie with their free ends in bores ( 12 ) of the plate ( 1 ) and are clamped to them by nuts ( 14 ).

6. Füllochdeckel according to one of claims 1 to 5, characterized in that a heat-resistant sealing ring ( 15 ) lies between the plate ( 1 ) and intermediate ring ( 11 ).

7. Füllochdeckel according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the enveloping body ( 2 ') on its upper side has a central large-area opening ( 18 ) that the opening surrounding the edge of the enveloping body ( 2 ') as an inner flange ( 8 ' ) is formed with a greater axial thickness than the wall of the enveloping body and that in the flange ( 8 ') along the circumference with successive bolts ( 10 ') are embedded with their head part.

8. Füllochdeckel according to claim 7, characterized in that between the plate ( 1 ) and the inner flange ( 8 ') is a heat-resistant sealing ring ( 15 ).