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Verfahren zum Verdichten der Kohlebeschickung in Kokskammeröfen Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten der Kohlebeschickung in Kammeröfen
zur Kokserzeugung bis auf einen hohen Verdichtungsgrad, wobei zunächst ein Einebnen
der durch Einschütten von oben in die Ofenkammer eingebrachten Kohlebeschik-: kung
vorgenommen wird und darauffolgend kolbenartig wirkende Druckstangen in die letztere
eingeführt werden.
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Bei einem bekannten Verfahren dieser Art in Anwendung auf liegende
Verkokungskammern werden mehrere kolbenartig wirkende Druckstangen waagerecht von
der Kammertür aus in die Kohlefüllung, deren Oberfläche auch vorgängig eingeebnet
worden sein kann, eingeführt, während gleichzeitig ein weiterer, zwischen der Kammerdecke
und der Kohleoberfläche geführter Kolben den nach oben erforderlichen Widerstand
für die Kohle bietet. Dieses Verfahren macht Schwierigkeiten schon wegen der waagerechten
Richtung, in der die Druckkolbenstangen zu führen sind, da die letzteren eine bedeutende
Länge besitzen müssen, was umständliche maschinelle Hilfsvorrichtungen nötig macht
und ein unsicheres Führen in der Kohle verursacht. Zufolge dieser Schwierigkeiten
und Umstände ist mit solchen Mitteln auch nur eine unzureichende Verdichtungswirkung
möglich.
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Demgegenüber kennzeichnet sich das Verfahren der Erfindung dadurch,
daß zunächst die Oberfläche der Kohlefüllung durch Anwendung einer gleichzeitig
verdichtend wirkenden Einebnungsstange, z. B. einer hin und her bewegbaren, mit
Druckwalzen besetzten Stange, eingeebnet und so weit verdichtet wird, daß der oberste
Teil der Kohlefüllung eine gegen Formänderungen widerstandsfähige Befestigung erfährt,
worauf senkrechte, kolbenartig wirkende Druckstangen in den Kohlekörper senkrecht
von oben nach unten in einer über seine Grundfläche regelmäßigen Verteilung eingeführt
werden. Die Anwendung einer mit Druckwalzen besetzten, verdichtend wirkenden Einebnungsstange
ist an sich bekannt.
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Das gekennzeichnete Verfahren läßt sich mit einfachsten, vorrichtungsmäßigen
Hilfsmitteln durchführen, da außer der in üblicher Weise ein- und auszubringenden
Einebnungsstange nur noch Mittel vorgesehen zu werden brauchen, um die senkrechten
Druckstangen z. B. durch Öffnungen der Ofendecke in senkrechter, d. h. solcher Richtung,
die sich schon durch die natürliche Schwerewirkung von selbst einstellt, ein- und
auszuführen. Zugleich ergibt sich hierbei die Möglichkeit einer hochgradigen Verdichtungswirkung,
besonders da weitgehende Freiheit bezüglich der Anzahl, der Form und Abmessung und
der Grundrißverteilung der senkrechten Druckstangen besteht.
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Der Verdichtungserfolg kann dadurch verstärkt werden, daß nach dem
Einführen und Wiederausbringen der senkrechten .Druckstangen ein weiteres Befestigen
der Kohleoberfläche durch nochmaliges Niederwalzen
mittels einer
Druckwalzenstange vorgenommen wird; hierbei kann vorteilhaft außerdem ein vorgängiges
Anfüllen der durch die Druckstangen hergestellten Hohlkanäle rizit: Feinkohle erfolgen,
bevor das nochmalige @ Niederwalzen der Kohleoberfläche vorgenorri= men wird.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des letzterwähnten Verfahrens können
nach dem erfolgten erneuten Niederwalzen die senkrechten Druckstangen nochmals in
die Kohlefüllung zur Herstellung von Hohlkanälen, die als solche schließlich verbleiben,
eingeführt werden. Dies ergibt den Vorteil, daß die Hohlkanäle zur Abführung von
Destillationsgasen aus dem Innern der Kohle dienen können.
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Es ist. bereits vorgeschlagen worden, in Kokskammeröfen die durch-
Füllöffnungen eingebrachte Kohlebeschicküng dadurch zu verdichten, daß ein Belastungsorgan
dauernd auf der Kohleoberfläche aufruht und daß durch Öffnungen desselben stangenartige,
unten zugespitzte oder keilförmig gestaltete Verdichtungskörper 'in senkrechter
Richtung einmal oder mehrmals in die Kohle eingeführt werden. Hierbei sollen auch
nach dem letztmaligen Herausbringen der Verdichtungsstangen Hohlkanäle zur Erleichterung
des Gasabzugs in der Kohle verbleiben, die entweder ganz offen oder mit nachfallender
lokkerer Kohle angefüllt sind. Von diesem Verfahren unterscheidet sich das Verfahren
der Erfindung wesentlich dadurch, daß der erste Schritt, die Verfestigung der Kohleoberfläche
durch die verdichtend wirkende Einebnungsstange bis zu einem gegen Formänderungen
widerstandsfähigen Zustand; und der zweite Schritt, die zusätzliche Verdichtung
der tieferen Kohlepartien durch die senkrecht ein-und auszubringenden Druckstangen,
zeitlich nacheinander und völlig getrennt erfolgen. Ein weiterer Unterschied besteht
darin, daß beim Erfindungsgegenstand nach fertiggestellter Verdichtung der Koblefüllung
nicht mehr irgendein Verdichtungswerkzeug innerhalb der Ofenkammer verbleibt. Außer
diesen Unterschieden der Erfindung gegenüber jenem Vorschlag ergeben sich als Vorteile
für sie eine viel einfachere Durchführungsweise und ein geringerer Aufwand und eine
Vereinfachung in maschinellen Hilfsmitteln, ferner im Betriebe bei jeder einzelnen
Ofenbeschikkung ein wertvoller Gewinn an Zeit, und zwar alles dieses u. a. allein
schon dadurch, daß hier das Einbringen und Ausbringen des dem vorgeschlagenen Verfahren
eigentümlichen Belastungsorgans ganz wegfällt.
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Das Verfahren möge für einen liegenden Koksofen als Beispiel an Hand
der Zeichnungen erläutert werden, worin die Abb. i und :2 in senkrechtem Längsschnitt
ein und dieselbe Ofenkammer mit den verschiedenen aufeinanderfolgend zu benutzenden
Einrichtungen -für die Durchführung des Verdichtungsver-@abrens zeigen.
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Die Ofenkammer i ist auf der Maschinenseite durch die Tür :2 mit der
Einebnungsöffnung 3 und auf der Koksplatzseite durch die Tür q. mit der Einebnungsöffnung
5 abgeschlossen. Die Ofendecke 6 der Kammer ist in üblicher Weise mit fünf Füllöffnungen
7 und einer Gasabzugsöffnung 8 zum Anschließen eines (nicht mitgezeichneten) Steigrohrs,
das zu einer gewöhnlichen Gas- und Teervorlage hinleitet, ausgestattet. Zwischen
diesen Deckenöffnungen 7 und 8 befindet sich eine Anzahl engerer Deckenöffnungen
9 in regelmäßigen Abständen. Diese Deckenöffnungen 9 können durch Deckel io verschlossen
werden und sind sämtlich durch Stutzen i i an eine für jede Ofenkammer besonders
vorgesehene, innerhalb der Ofendecke 6 verlegte Gasabzugsleitung i2 angeschlossen,
die zweckmäßig ebenfalls mit einer besonderen (nicht mitgezeichneten), für die ganze
Ofenbatterie gemeinsamen Vorlage oder Sammelleitung verbunden ist.
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Durch die erwähnten Öffnungen 3 und 5 der Türen 2 und q. wird eine
Einebnungsstange 15 geführt, die an beiden herausragenden Enden abgestützt und dadurch
gegen Ausweichen nach allen Seiten gesichert ist. Auf der Maschinenseite erfolgt
dieses Abstützen durch zwei zusammengehaltene Stützrollen 13, 1q., deren Lagerbock
auf dem in schematischer Weise angedeuteten Gestell 16 der Einebnungsmaschine befestigt
ist. Auf der Koksplatzseite erfolgt die Abstützung durch zwei gleichartige Stützrollen
17, 18, deren gemeinsamer Lagerbock auf der dortseitigen, ebenfalls nur schematisch
angedeuteten Türhebevorrichtung i9 befestigt ist. Die Einebnungsstange 15, deren
Körper nach der üblichen leiterartigen Bauart aus zwei seitlichen Flacheisenwangen
und verbindenden Ouereisen 2o gebildet wird, - enthält eine Anzahl drehbarer Druckwalzen
21. Jede dieser Druckwalzen 2i ist durch eine haubenartige Vorrichtung 22 überdeckt
und dadurch gegen Störungen durch herandringende Kohlenmasse gesichert. Die Unterkanten
23 der Seitenwände dieser Vorrichtungen 22 dienen beim Hinundherbewegen der Einebnungsstange
15 als Abstreifer, um den Druckwalzen 2i j edesmal eine niederzuwalzende Kohleschicht
von bestimmter Höhe zu bieten. Der ganzen Einebnungs- und Druckwalzenstange 15 wird
durch die Einebnungsmaschine 16 mittels beliebiger Maschinengetriebe eine waagerecht
bin und her gehende Bewegung erteilt. Die Einrichtung und Betriebsweise
dieser
Einebnungsstange entspricht dem Patent 551 335.
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Das Verfahren der Erfindung wird nun mit Zuhilfenahme der beschriebenen
Einrichtung wie folgt durchgeführt: Die beiderseits durch die Türen2und4 verschlossene
Ofenkammer wird durch die Füllöffnungen 7 von der Ofendecke 6 aus mit Schüttkohle
in üblicher Weise beschickt. Gegen Ende des Einfüllens der Kohlemasse wird die Einebnungsstange
15 von der Maschine 16 aus eingeführt und hin und her bewegt, um zunächst das Verteilen
der noch unter und in den Füllöffnungen 7 angehäuften Beschickkohle zu bewirken.
Sobald, als das größte Verteilen erfolgt ist, beginnt das Niederwalzen der oberen
Kohleschichten. mittels der Druckwalzen 2I unter gleichzeitigem Weiterverteilen
der noch über die Walzoberfläche überragenden restlichen Kohlenmengen durch die
Teile 2o und 22. Durch fortschreitendes Hinundherbewegen wird schließlich der Kohlekörper
24 im oberen Teil so verdichtet, daß eine glatte waagerechte Oberfläche 25 (Abb.
2) entsteht. Durch diese Behandlung ist der obere, zufolge der Art des Beschickens
am lockersten angehäufte Teil der Kohlenrasse 24 so weit verdichtet worden, daß
diese lockere Schichtung beseitigt ist. Gleichzeitig ist eine gegen Formänderungen
ziemlich widerstandsfähige Oberflächenfestigung erreicht. Um eine weitergehende
Verdichtung durch die ganze Masse des Kohlekörpers 24 hindurch herbeizuführen, werden
(vgl. Abb. 2) durch die Deckenöffnungen 9 (gegebenenfalls auch durch die fünf Deckenöffnungen
7) senkrecht von oben her zylindrische oder prismatische, unten zugespitzte Stangen
26, die wie Druckkolben wirken, eingeführt und wieder herausgezogen. Dadurch wird
eine größere Anzahl regelmäßig verteilter Hohlkanäle 27 in der Kohlemasse 24 hergestellt.
Diese Druckkolbenstangen 26 wirken zunächst seitlich verdrängend auf die Kohlenmasse,
die durch die Seitenwände und Türen der Ofenkammer gehalten wird, also im ganzen
seitlich nicht ausweichen kann. Außerdem erzeugt das senkrechte Einführen der Stangen
26 gleichzeitig ein gewisses Zusammensacken der Kohlenmasse. Diese letztere Wirkung
kann beträchtlich verstärkt werden, wenn die Stangen 26 während des Einführens oder
auch nach erfolgtem Einführen, gegebenenfalls auch in beiden Zuständen, Erschütterungen
unterworfen werden. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß den etwa an der Haltekette
28 pendelnd aufgehängten Druckstangen 26 am oberen Ende durch seitliche Schläge
kleine Schwingbewegungen oder Erzitterungen erteilt werden. Diese Erzitterungen
dir Stange 26 übertragen sich auf die sie seitlich umschließenden Kohlenpartien
und befördern dadurch das Zusammensacken der Kohle durch ihre ganze Masse hindurch.
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Durch die beschriebene Behandlung zuerst mit der Einebnungs- und Verdichtungsstange
15 und zu zweit durch die senkrecht eingeführten Druckkolbenstangen 26 wird eine
durch die ganze Masse des Kohlekörpers 24 hindurchgehende nachhaltige Verdichtung
der ganzen Kohlenmasse erreicht. Bei nicht übermäßig hohen Anforderungen an den
Verdichtungsgrad kann unter Umständen für den ersten Schritt schon die Anwendung
einer gewöhnlichen Einebnungsstange ohne Druckwalzen genügen, da auch eine solche
immer ein gewisses Verdichten der Oberflächenpartien der Kohle herbeiführt.
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Der durch die v orbeschriebene Kombination von Mitteln erzielte Verdichtungserfolg
kann durch die nachstehend beschriebenen Vornahmen noch verstärkt und verbessert
werden. Man kann, nachdem die vorgenannten Behandlungen erfolgt sind, zunächst wieder
die Einebnungsstange 15 einbringen und in Tätigkeit setzen, zweckmäßig unter Zugabe
kleiner Mengen von frischer Füllkohle durch die Deckenöffnungen 7. Es tritt ein
zusätzliches Niederwalzen der Kohlenoberfläche 25 ein, wobei gleichzeitig Kohlesubstanz
in die gebildeten Hohlkanäle 27 eintritt und sie verschließt. -Noch vorteilhafter
ist es, wenn die sämtlichen Hohlkanäle 27, bevor die neue Einwirkung der Einebnungsstange
15 beginnt, durch besondere Maßnahmen einzeln mit Feinkohle angefüllt werden. Zu
diesem Zwecke kann beispielsweise jeweils in eine Deckenöffnurig 9 ein Fülltrichter
29 eingesetzt werden, dessen Trichterrohre 3o bis zu dem in der Kohleoberfläche
25 liegenden oberen Ende des darunter befindlichen Rohrkanals 27 reicht. Mittels
dieser Vorrichtung 29 ist ein bequemes und sicheres Vollfüllen der Hohlkanäle 27
mit Feinkohle möglich. Nachdem auf diese Weise sämtliche Hohlkanäle 27 angefüllt
sind, wird die Einebnungs- und Verdichtungsstange 15 in der vorerwähnten Weise,
gegebenenfalls wieder nach Zugabe kleiner Mengen von Frischkohle durch die Deckenöffnungen
7, in Tätigkeit gesetzt, um die Oberfläche 25 des Kohlekörpers 24 erneut niederzuwalzen.
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Da auf die letztbeschriebene Weise wieder ein vollkommen geschlossener
Kohlekörper 24 ohne innere Hohlräume erzeugt worden ist, kann man in diesem Stadium
die Maßnahme, mittels der Druckkolbenstangen 26 Hohlräume 27 herzustellen, nochmals
wiederholen und erreicht hiermit folgende Vorteile: Erstens wird die Verdichtung
des Kohlekörpers 24 noch weiter verstärkt. Man kann
auf diese Weise
mühelos Verdichtungsgrade erzielen, welche größer sind, als sie mit der üblichen
Stampfung von Kohlekuchen erreichbar sind.
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Zweitens können die auf solche Weise erneut erzeugten verbleibenden
Hohlkanäle 27 zur Abführung von Destillationsgasen aus dem Innern des Kohlekörpers
24 ausgenutzt werden, beispielsweise dadurch, daß in sämtliche Deckenöffnungen 9
senkrechte, unten in die Hohlkanäle 27 hineinragende Gasabführrohre 31 eingesetzt
werden, die nach dem Aufsetzen der Deckel io eine geschlossene Verbindung über die
Stutzen ii nach der Gasabzugsleitung 12 hin schaffen.