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Koksofenbatterie mit stehenden Kammern Die Erfindung bezieht sich
auf Koksöfen mit stehenden Kammern und betrifft insbesondere die Einrichtungen zum
Tragen der Batteriekonstruktion und zur Regelung der Temperatur der Tragmittel und
der benachbarten Teile der Batteriekonstruktion.
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Bei der bisher üblichen Bauart und dem Betriebe von Koksöfen mit stehenden
Kammern wurde der Ofenbau durch Metallschienen unterstützt, die mit dem Betonfundament
verbunden waren. Das Fundament wurde starken Beanspruchungen ausgesetzt, weil sich
Schienen, wenn sie hocherhitzt wurden, verhältnismäßig stark ausdehnten. Außerdem
entwich Gas durch die Verbindungsstellen in dem unteren Teil der Ofenkonstruktion
und verbrannte unterhalb der Batterie mit der Folge, daß die Schienen durch die
ungleichmäßige Erhitzung verbogen wurden. Außerdem war es, um die Vorrichtung zum
Ausziehen des Kokses von den Schienen aus zu unterstützen, erforderlich, eine Zwischenkonstruktion
anzubringen, um die Ausziehvorrichtung mit den Schienen zu verbinden.
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Diese Nachteile wirken sich bei Koksöfen moderner Bauart ganz besonders
schädlich aus, da bei diesen sogenannte Silicasteine verwendet werden, die bekanntlich
einen hohen Ausdehnungskoeffizienten haben.
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Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, die erwähnten Nachteile
zu vermeiden und die Temperatur und infolgedessen die Ausdehnung des unteren Teils
der Batterie zu vermindern.
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Die Erfindung besteht ihrem Grundgedanken nach darin, daß die früher
verwendeten Schienen durch tragende Rahmen o. dgl. ersetzt werden, die in der Nähe
der Entleerungsöffnungen der Kammern zwischen Ofenmauerwerk und Haupttragteilen
mit Ausdehnungsfreiheit waagerecht zu jedem dieser Teile angeordnet und mit Hohlteilen
in der Nähe der Heizwände der Kammern versehen sind, um darin von Außenluft zu Außenluft
Kühlluft umlaufen zu lassen.
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Auf die Kühlung des Kokses in dieser Höhenzone, also innerhalb der
von den Tragrahmen g ebildeten Kammerfortsätze, wird dabei kein Wert gelegt, viehmehr
ist es erwünscht, den Koks hier durch geeignete feuerfeste Auskleidung der Rahmen
möglichst an Wärmeabgabe zu hindern. Von größter Wichtigkeit ist es ferner, daß
der Luftdurchzug durch die Rahmen von Außenluft zu Außenluft erfolgt, nicht aber
von vorzuwärmender Primär- oder Sekundärluft für die Kammerbeheizung o. dgl. bewirkt
wird. Bei letzterer Vorwärmung handelt es sich für die Ofentragkonstruktion bestenfalls
nur um eine sehr mäßige Kühlung, die nicht ausreicht, um die Temperatur unterhalb
der Ofenkammer für die dort beschäftigten Arbeiter erträglich zu machen, und die
bei bekannten Einrichtungen mit Luftvorwärmsystemen um das untere
Schacht-
oder Kammerende auch unzulässige Ausdehnungen der an freier Ausdehnung gehinderten
Tragteile nicht zu verhindern vermochte, denn Menge und Geschwindigkeit der die
Umgebung des unteren Kammerteils durchziehenden Luft hängen dabei von dem verhältnismäßig
schwachen Ofenzug ab und richten sich außerdem nach dem Bedarf an vorgewärmter Luft.
Die Temperatur sinkt dabei kaum unter etwa 3750. Weiter liegt es im Interesse
einer wirksamen Luftvorwärmung, die Kokswärme in der betreffenden Höhenzone möglichst
unisoliert zu lassen.
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Dagegen sind bei dem erfindungsgemäßen Luftdurchzug durch die Tragrahmen
von Außenluft zu Außenluft Luftmenge und Luftgeschwindigkeit unbegrenzt. Die betreffenden
Durchgangswege können daher einen beliebig großen Gesamtquerschnitt erhalten.
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Die Erfindung liefert also Mittel, durch die im unteren Teil der Batterie
und in der Tragkonstruktion viel niedrigere Temperaturen aufrechterhalten werden.
Außerdem ist vorzugsweise eine wärmeisolierende Auskleidung für den Teil des Rahmens
vorgesehen, der mit dem heißen Koks in Berührung kommt.
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Die Rahmen und die Koksausziehvorrichtungen können unmittelbar miteinander
verbunden werden, so daß Zwischenkonstruktionen fortfallen, und die Höhe der Batterie
wird in entsprechendem Maße vermindert.
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In den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
beispielsweise dargestellt.
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Fig. i zeigt, teilweise in Endansicht und teilweise im Schnitt, die
vollständige stehende Koksofenbatterie.
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Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstabe, teilweise in Endansicht und
teilweise im Schnitt nach der Linie II-11 in Fig. 3, einen Teil der stehenden Koksofenbatterie
nach Fig. i; einzelne Teile sind abgebrochen.
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Fig. 3 zeigt, teilweise in Seitenansicht und teilweise im Schnitt
nach der Linie III-III in Fig. 2, einen Teil der Koksofenbatterie.
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Die dargestellte stehende Koksofenbatterie x umfaßt ein Fundament
2, das aus Beton oder ähnlichem geeigneten Baustoff bestehen kann und von Säulen
3 getragen wird. Die Ofenkonstruktion q., die auf dem Fundament 2 ruht, ist mit
einem Oberbau 5 versehen. Ein Beschikkungswagen 6 speist Kohlenbehälter 7 oberhalb
der einzelnen Kammern der Batterie. Eine Primärgasableitung 8 liegt oberhalb jeder
Kammer und ist mit einer Primärsammelleitung g verbunden. Eine Sekundärgasableitung
io für jede Kammer ist mit einer Sekundärsammelleitung ix verbunden.
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Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, umfaßt die Batterie i eine Mehrzahl
senkrechter Kammern i2, die mit Heizwänden 13 abwechseln. Die Batterie kann eine
geeignete Anzahl von Kammern, beispielsweise fünf, umfassen; dargestellt sind nur
zwei Kammern, da die übrigen mit den hier dargestellten und beschriebenen identisch
sind. Die Batterie ist mit den üblichen Seitenwänden 1q. und 15 und mit Regeneratoren
16 versehen. In Fig. 2 ist nur ein Teil eines der letzteren ersichtlich. Die Ofenkonstruktion
q. ruht auf dem Fundament 2, das waagerechte Betonbalken 17 und 18 umfaßt, von denen
nur Teile in den Fig. 2 und 3 sichtbar sind, während das übrige der Übersichtlichkeit
halber abgebrochen ist. Die Balken 17 und 18 erstrecken sich unterhalb der Außenwände
der Batterie und ruhen auf den Säulen 3. ' Die Teile der Ofenkonstruktion zwischen
den Balken 17 und 18 werden von Gußstücken oder Rahmen ig getragen, deren jeder
eine mittlere Öffnung hat, die der Bodenöffnung der entsprechenden Ofenkammer angepaßt
ist. Wie am besten aus Fig.3 ersichtlich, trägt jeder der Rahmen ig benachbarter
Ofenkammern im wesentlichen eine Hälfte der dazwischenliegenden Heizwand. Wie in
Fig. 2 dargestellt, ragen die Endteile der Rahmen ig in die Balken 17 und 18 hinein
und werden von diesen getragen. Jeder Rahmen ig ist mit Verbindungsstangen 2o versehen,
die an seinen Seiten liegen und sich zwischen den Balken 17 und 18 erstrecken.
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Eine ausdehnbare Verbindung 22, die aus Pech besteht und zwischen
dem Ende jedes Rahmens ig und dem Balken 18 liegt, ermöglicht die Ausdehnung des
Rahmens ig unter gewöhnlichen Betriebsbedingungen, ohne daß die Fundamente schädlichen
Beanspruchungen unterworfen werden. Eine ausdehnbare Verbindung 23 ist auch zwischen
den benachbarten Seitenkanten der Rahmen ig vorgesehen, um dazwischen eine gasdichte
Verbindung aufrechtzuerhalten. Die ausdehnbare. Verbindung 23 besteht aus einem
inneren Körper von Pech, der durch Asbestschnur 24 zusammengehalten wird, die in
einer Nut liegt, die durch nebeneinanderliegende einspringende Flanschenteile 25
der Rahmen ig gebildet wird.
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Jeder Rahmen ig ist in seinem oberen Teil mit einem Hohlflansch 27
versehen, der im wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat und um den Umfang des
Rahmens herumläuft. Der Flansch 27 ist in geeigneten Abständen mit senkrechten Verstärkungsrippen
oder Wänden 28 versehen, die den Flansch in Abteilungen teilen. Diese Teilungswände
28 sind mit kreisförmigen Öffnungen 29 versehen, um eine Verbindung zwischen den
verschiedenen Abteilungen herzustellen. Die Bodenwände der seitlichen Abteilungen
sind mit verhältnismäßig großen Öffnungen 30 versehen, die mit der Außenluft
in Verbindung stehen.
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Einige der Abteilungen am Ende des Rahmens i9 sind durch senkrechte
Durchlässe 32 mit der
Außenluft verbunden. Die Endteile des Gußstücks
sind jeder mit waagerechten Flanschen 33 und 34 versehen, die Verlängerungen der
oberen und unteren Seiten des Flansches 27 bilden, und außerdem mit einem Flansch
35; die verschiedenen Endflanschen erstrecken sich in die Balken 17 und 18
hinein. Die Räume zwischen den Flanschteilen 33 und 34 stehen mit dem Hohlflansch
27 in Verbindung.
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Unmittelbar unterhalb der Regeneratoren 16 liegen zwei Luftleitungen
36, die an ihren äußeren Enden mit der Außenluft in Verbindung stehen und an ihren
inneren Enden mit dem Raum zwischen den Flanschen 33 und 34 an dem in Fig. 2 rechts
liegenden Ende des Rahmens ig verbunden sind. Das linke Ende des Rahmens ig ist
ebenfalls mit zwei Luftleitungen 37 verbunden, die mit der Außenluft in Verbindung
stehen. Demgemäß bilden die Öffnungen 3o, die Durchlässe 32, der Hohlflansch 27
mit den Öffnungen 29 und die Räume zwischen den Flanschen 33 und 34 mit den damit
verbundenen Luftleitungen 36 und 37 eine Einrichtung, um Luft durch den Rahmen ig
und um ihn herum zu leiten und ihn abzukühlen. Es ist ersichtlich, daß jeder der
Rahmen ig mit ähnlichen Leitungen 36 und 37 verbunden ist.
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Der Rahmen ig ist ferner mit einem oberen, sich nach innen erstreckenden
Flansch 39 und mit einem ähnlichen unteren Flansch 40 versehen. Diese Flanschen
passen sich der Öffnung der Ofenkammer 12 an. Der Raum zwischen denFlanschen 3gund4o
ist mit feuerfestemMaterial 4i, beispielsweise feuerfesten Ziegeln, ausgefüllt,
um der Wirkung nach eine Verlängerung der Bodenöffnung der Ofenkammer i2 zu bilden.
Das feuerfeste Material 41 bildet auch eine wärmeisolierende Umhüllung für die Kokssäule
auf eine Strecke von einigen Fuß unterhalb des Bodens des Ofens.
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Unterhalb des Rahmens ig und tragend mit diesem verbunden liegt ein
Gehäuse 42 von ziemlich unregelmäßigem Umfang, das sich in der Ansicht in Fig.3
nach rechts neigt und dessen linke Seite teilweise eine Unterstützung für die Kokssäule
bildet. Eine darin angeordnete Koksausziehvorrichtung besteht aus einer Welle 43,
die durch das Gehäuse 42 hindurchgeht und auf der eine Anzahl von Zahnrädern 44
angebracht ist, um Koks von dem unteren Teil der Säule zu entfernen. Eine Reihe
von gelenkig angebrachten Gewichtskörpern 45 liegt mit den beweglichen Enden an
entsprechenden Zahnrädern 44 an und hat die Wirkung, den Koks nachgiebig festzuhalten
und ihn zu verhindern, von der Säule abzufallen, außer wenn er durch die Räder 44
entfernt wird.
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Unterhalb der eben beschriebenen Vorrichtung trägt das Gehäuse 42
eine Sammelkammer oder einen Trichter 46, in den der Koks fällt, wenn er aus dem
Gehäuse 42 austritt. Der Trichter 46 ist an seinem unteren Teil mit einem Wasserverschlußschieber
47 versehen, der bei 48 drehbar gelagert ist. `Fenn der Schieber geöffnet ist, kann
Koks durch eine Austrittsöffnung 5o austreten.
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Das Gehäuse 42 der Koksausziehvorrichtung ist mit einer geeigneten
Einrichtung zum Ablöschen oder Küblen des Kokses nach seinem Austritt aus dem Rahmen
ig versehen. Diese Einrichtung besteht aus einer Anzahl von Wasserrohren 52, mittels
deren Wasserstrahlen auf den Koks gespritzt werden, kurz bevor er von dem unteren
Teil der Säule durch die Koksausziehvorrichtung entfernt wird. Es ist sehr erwünscht,
daß der abgekühlte Koks möglichst trocken ist, und zu diesem Zweck sind Einrichtungen
vorgesehen, um zu verhindern, daß ein Überschuß an Ablöschwasser im Trichter 46
mit dem Koks in Berührung kommt. Das Gehäuse 42 enthält einen gebogenen Teil
53, der einen Fortsatz 54 hat, unterhalb dessen eine waagerechte Rinne 55
liegt, in der sich alles Wasser sammelt, das etwa an der Seitenwand des Gehäuses
abwärts fließt oder von dem Koks abtropft, ehe dieser in den Trichter 46 eintritt.
Die Rinne 55, die sich im wesentlichen über die ganze Länge der Koksausziehvorrichtung
erstreckt, leitet das Wasser zu den geneigten Endwänden des Trichters 46, mittels
deren es in den Wasserverschluß 49 geleitet wird. Letzterer kann mit einer geeigneten
Überlaufvorrichtung versehen werden.
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Die Rinne 55 ist so angeordnet, daß sie eine Schüttelbewegung ausführen
kann. Diese erfolgt mit Hilfe von Ösen 56 und kurzen Wellen 57 und 58, die je an
ihren inneren Enden in Ansätzen 59 und an ihren äußeren Enden im Gehäuse
42 der Ausziehvorrichtung drehbar gelagert sind. Die Welle 58, die sich mit der
Rinne 55 drehen kann, erstreckt sich durch das Gehäuse 42, und ihr äußeres Ende
ist mit einem lose aufgesetzten Handgriff 6o versehen, mittels dessen man die Rinne
zu beliebigen Zeiten kippen kann, um etwa darin angesammelten Kleinkoks zu entfernen.
Die Rinne wird in ihrer Stellung verriegelt, indem man den Handgriff auf der Welle
58 verschiebt, so daß sie mit einem Anschlag 6i in Eingriff kommt.
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Ein Wasserrohr 62 dient zum Spülen der Rinne 55 zu beliebigen Zeiten,
um die Strömung des Wassers darin zu erleichtern.
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Beim Betrieb der Batterie werden die Öfen 12 durch die Heizkammern
13 erhitzt, die mit waagerechten Zügen 64 und 65 zur Durchleitung von Verbrennungsprodukten
und mit Heizzügen 66 versehen sind, von denen nur ein Teil in Fig. 3 dargestellt
ist. In der Wand 14 (Fig. 2) ist ein Umführungskanal 67 gezeigt. Der Boden jeder
Heizwand ist mit einer Untersuchungsöffnung68 versehen. Ein Rohr 69 mit einer
äußeren abnehmbaren Kappe 7o geht durch den Flansch 27 des entsprechenden Rahmens
ig, der jeder Offnung
68 entspricht, um den Zugang zu ermöglichen.
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Das fertige Produkt in Form einer mehr oder weniger kompakten Säule
von hocherhitztem Koks tritt allmählich aus jedem Ofen 12 aus und geht durch den
Rahmen =g abwärts, um in das Gehäuse 42 zu gelangen. Die Kokssäule wird in dem Maße
abgebrochen, wie sie bei ihrem Abwärtsgang nach der Koksausziehvorrichtung hin abgelenkt
wird. Die drehbar gelagerten Gewichtskörper 45 hindern das Herabfallen loser Koksteile,
ehe sie von der Koksausziehvorrichtung beeinflußt worden sind. Die Koksausziehvorrichtung,
die in geeigneter Weise durch eine äußere Kraftquelle angetrieben werden kann, wird
mit der Geschwindigkeit "angetrieben, die der richtigen Verkokungsgeschwindigkeit
entspricht, weil die Abwärtsbewegung der Säule von der Geschwindigkeit der Koksausziehvorrichtung
abhängt. Der Koks wird abgelöscht, kurz ehe er die Koksausziehvorrichtung erreicht,
und seine Temperatur wird so herabgesetzt, daß hinterher keine Verbrennung eintritt.
Der im Trichter 46 angesammelte Koks wird in beliebigen Zwischenräumen in Karren
oder geeignete Transportvorrichtungen gestürzt, um ihn aufzubewahren oder zu versenden.
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Während des Betriebs des Batterie erreichen die Heizwände 13 und die
Seitenwände 14 und 15 ziemlich hohe Temperaturen, und den Rahmen =g einschließlich
ihrer hohlen Flanschen 29 wird dadurch Wärme zugeführt. Da die Luftleitungen 36
und 37 mit der Außenluft in Verbindung stehen, tritt ein Zug durch die hohlen Flanschen
27 und die mit ihnen verbundenen Teile ein, und es wird hierdurch heiße Luft an
den Seiten der Batterie in die Außenluft abgeleitet. Die Wirkung des so entstandenen
Luftkühlungssystems besteht darin, die Hitze von den Rahmen =g und dem unteren Teil
der Batterie zu zerstreuen, und diese Teile werden dadurch auf verhältnismäßig niedriger
Temperatur erhalten.
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Außerdem hindern die feuerfesten Auskleidungen 41 derlRahmen den Übergang
irgendwelcher erheblichen Wärmemengen von den Kokssäulen durch die Tragrahmen, ünd
der Koks wird fast unmittelbar nach dem Austritt aus den Rahmen durch das Wasser
und den daraus erzeugten Dampf abgelöscht.
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Durch die Anwendung von Tragvorrichtungen mit Luftkühlung und darin
angebrachten Wärmeisolierungsmitteln vermindert man erheblich die im Unterbau und
im unteren Teil der Batterie herrschenden Temperaturen und verringert damit die
Ausdehnung des Tragwerks, die bisher beim Betrieb von Koksofenbatterien auftrat.
Außerdem entlastet die Anbringung von dehnbaren Verbindungen zusammen mit der niedrigen
Temperatur der Rahmen das Fundament von Kräften, die es auszudehnen versuchen und
es zum Bruch oder zur Wirkungslosigkeit bringen könnten.
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Die Tragrahmen mit ihren verschlossenen anliegenden Kanten ergeben
einen gasdichten Verschluß des gesamten unteren Teils des Mauerwerks, und es kann
durch die Verbindungen des letzteren kein Gasaustritt erfolgen. Die unmittelbare
Verbindung der Tragrahmen und der Koksausziehvorrichtung ergibt eine niedrigere
Bauhöhe unterhalb der Batterie und eine Ersparnis an Gesamthöhe.
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Um zu verhindern, daß ein Ü'berschuß an Ablöschwasser mit dem abgelöschten
Koks in Berührung kommt, sind einfache und wirksame Mittel in Form einer Rinne vorgesehen,
und diese ist so angeordnet, daß sie von außerhalb der Ausziehvorrichtung bewegt
werden kann, um sie vollständig wirksam zu machen.