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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Instandsetzen einer Koksofen-Ankersäule sowie eine Bewegungsvorrichtung
zum Einsatz bei diesem Verfahren. Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 ist prinzipiell aus
US
2,137,763 bekannt. Dieser Stand der Technik betrifft einen
Türhandhabungsmechanismus
für eine
Tür eines
Koksofens.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Die Koksofen-Ankersäule ist
ein verstärkendes
Teil, das Koksofenwände
trägt und
das vorhanden ist, um das Problem des Brechens oder Einfallens der
Ofenwände
aufgrund der Ausdehnung von Steinen zu lösen, die die Ofenwände bilden.
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1 ist
eine Perspektivansicht eines Koksofens vom sogenannten Kammerofentyp.
Der Koksofen umfasst Verkokungskammern 52, in denen Kohle
verkokt wird, Brennkammern 54, in denen Brenngas verbrannt
wird, sowie eine Regenerativkammer 59 zum Vorheizen des
Brenngases und von Verbrennungsluft unter Ausnutzung der in dem
ausgestoßenen
Verbrennungsgas verbleibenden Wärme.
Die Verkokungskammern 52 und die Brennkammern 54 sind
abwechselnd am oberen Abschnitt der Regenerativkammer 59 angeordnet und
bilden eine Gruppe von Einzelteilen des Ofens. Die Kohle, die mit
einem Kohleladewagen 51, der sich auf dem oberen Abschnitt
des Koksofens bewegt, in die Verkokungskammern 52 gefüllt worden
ist, wird verkokt, da sie Wärme
von den Brennkammern 54 ausgesetzt ist, die an beiden Seiten
der Verkokungskammern 52 daran angeordnet sind. Ofentüren 58 und 60 sind
abnehmbar an jedem Ende der Verkokungskammer angeordnet. Nachdem
die Ofentüren 58 und 60 der
Verkokungskammer 52 geöffnet
worden sind, wird die verkokte Kohle, d. h. Koks, mit einer Druckstange
der Ausdrückmaschine 55 mittels
eines Leitwagens 56 ausgedrückt und mittels eines Kokskübelwagens 53 zu
der Einrichtung zum Löschen
des heißen
Kokses (nicht dargestellt) transportiert. Seite 3, an der die Ausdrückmaschine 55 angeordnet
ist, wird als die Maschinen-Seite bezeichnet, während Seite 4, an der der Leitwagen 56 angeordnet
ist, als die Koks-Seite bezeichnet wird. Die Richtungen einer Linie,
die Maschinenseite und die Koks-Seite verbindet, werden als die
Längsrichtungen
des Ofens bezeichnet, und die Längsrichtungen
sind mit einem Doppelpfeil 61 dargestellt. Die Richtungen,
in denen die Brennkammern 54 und die Verkokungskammern 52 angeordnet
sind, werden als die Breitenrichtungen bezeichnet und sind mit einem
Doppelpfeil 62 dargestellt.
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2 ist
eine Schnittansicht des Koksofens senkrecht zu seinen Längsrichtungen
gesehen. An den Außenseiten
des Koksofens sind Maschinen- und Koks-Seitenplattformen 11a, 11b entlang
der Breitenrichtungen angeordnet. Diese Plattformen 11a, 11b kommen
beispielsweise zum Einsatz, wenn die Ofentüren 58 und 60 in
einer offenen Position gehalten werden. Am oberen Abschnitt der
Koks-Seitenplattform 11b sind Schienen 12 angeordnet,
auf denen sich der Leitwagen bewegt. Unter der Maschinen-Seitenplattform 11a sind Schienen 22 angeordnet,
auf denen sich die Ausdrückmaschine
bewegt. Der Koksofen wird, wie in 2 dargestellt,
durch Ofenwände
gebildet, die ausgebildet werden, indem eine Vielzahl von Schichten
feuerfester Steine (im Folgenden der Einfachheit halber als "Steine" bezeichnet) übereinander
angeordnet werden. Gestützte
Stahlelemente bzw. Ankersäulen 5 sind
vertikal stehend an der Maschinen-Seite und der Koks-Seite der Ofenwände 2 angeordnet,
um sie zu halten und zusammenzudrücken. Zugstangen 6 sind
am oberen und am unteren Ende der Ofenwände 2 an beiden Enden
des Koksofens angeordnet und erstrecken sich in der Längsrichtung.
Die Zugstangen 6 sind an den Ankersäulen 5 mit Bolzen
von beiden Enden her gesichert. Die Richtungen, in denen die Sicherungskräfte wirken,
sind mit Pfeilen 31 dargestellt. Dabei werden die Bolzen mitunter über Federn 7a gesichert,
die an den Enden von Zugstangen 6 vorhanden sind. (Das
Sichern der Bolzen wird im Folgenden als "Sichern des Ofens" bezeichnet.) Verformung der Ankersäulen 5 nach
außen
kann verringert werden, indem ein Mittelabschnitt der Ankersäulen 5 durch
die Federn 7b von entsprechenden Rahmen der Plattformen 11a, 11b aus
in einer Richtung entgegengesetzt zu den Plattformen 11a, 11b gedrückt wird.
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Wenn der Ofen lange Zeit in Betrieb
gewesen ist, kann die Ankersäule 5a der
Koks-Seite jedoch verformt werden, wie dies in 3 dargestellt ist. Wenn dies auftritt,
ist der Koksofen weniger gut gesichert, da die Bolzensicherungskräfte nicht
auf die Steine ausgeübt
werden. Die geringeren Sicherungskräfte bewirken Auseinandergehen
und Fehlausrichtung der Fugen zwischen den Steinen, die die Ofenwände bilden.
Es entstehen Spalte zwischen den verschiedenen Befestigungen und
den Steinen. Dies wirkt sich nachteilig auf den Umweltschutz aus
und führt
zu unerwünschten
Bedingungen, die beispielsweise auftreten, wenn Gas, das durch die
Verkokung von Kohle erzeugt wird, über die Spalte zwischen den
Befestigungen und den Steinen austritt, und schwarzer Rauch über einen
Kamin des Koksofens austritt. Des Weiteren kommt es zu zunehmender
Verformung des Koksofenkörpers
oder der Ankersäule 5a,
wenn Kohlenstoff, der an den aufgetrennten Fugen der Steine haftet,
sich zu stark ablagert. Um die oben beschriebenen Probleme zu überwinden,
wird der Betrieb der Verkokungskammer in der Nähe der Brennkammer 54 an
der Position eines erheblich verformten Teils des Koksofens (wie
beispielsweise der Ankersäule 5a)
unterbrochen. Andere Teile können
weiter betrieben werden, während
die beschädigten
Teile ersetzt werden. Gleichzeitig zu dem Ersetzen können die
Steine des Koksofens neu geschichtet werden.
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4A bis 4C zeigen ein herkömmliches
Verfahren zum Instandsetzen der Ankersäule des Koksofens. Das Verfahren
läuft wie
im Folgenden beschrieben ab.
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Ein Kran 38 wird, wie in 4A dargestellt, vor dem
Ofen mit der Brennkammer 54 positioniert, an der sich ein
erheblich verformter Teil befindet. Der Kran 38 ist normalerweise
auf dem Boden in einem Abstand von wenigstens zehn Metern zu dem
Ofen in einer horizontalen Richtung angeordnet. Ein Ausleger 35 des
Krans 38 wird in eine Höhe
ausgefahren, in der die Ankersäule 5a aufgehängt werden
kann. Er wird normalerweise auf eine Höhe von etwa 30 Meter über dem
Boden ausgefahren. Die Ankersäule 5a wird,
wie in 4B dargestellt,
von einer Klemmvorrichtung 36 getragen und gesichert, die
an einem Ende des Auslegers 35 angebracht ist. An einer
Position 37, die ungefähr
500 mm über
der Plattform 11 liegt, wird der schadhafte Abschnitt der
Ankersäule 5a abgetrennt.
Anschließend
wird, wie in 4C dargestellt,
der abgetrennte Abschnitt der Ankersäule 5b mit dem Ausleger 35 aufgehängt, der
sich bewegt hat, um ihn zu entfernen. Nach dem Entfernen wird ein
neues Stahlelement mit dem Kran aufgehängt und an dem verbleibenden
nicht verformten Abschnitt der Ankersäule angebracht und daran angeschweißt, um es
daran zu befestigen.
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Je nach der Anordnung der Peripherieeinrichtungen
des Koksofens ist es jedoch möglich,
dass kein Kran vor der Brennkammer angeordnet werden kann, an der
sich der verformte Teil befindet.
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Des Weiteren ist es möglich, dass,
selbst wenn der Kran so angeordnet ist, dass er die Peripherieeinrichtungen
nicht stört,
der Ausleger nicht zu der Plattform ausgefahren werden kann, an
der sich der verformte Teil befindet, so dass die Vorgänge des
Ersetzens und Instandsetzens verhindert werden würden. So kann beispielsweise
die Ankersäule 5 der
Maschinen-Seite des Koksofens, der in 2 dargestellt
ist, nicht instandgesetzt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass,
wie in 2 dargestellt,
die Sammelrohrleitung 21, die über jeder der Ankersäulen 5 als
Weg vorhanden ist, durch den Verkokungsgas strömen kann, den Ausleger des
Krans stört.
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Instandsetzungsvorgänge werden
normalerweise ausgeführt,
während
die meisten nicht betroffenen Einzelteile des Koksofens in Funktion
sind. Es liegt auf der Hand, dass die Brennkammer, an der sich die
instandzusetzende Ankersäule
befindet, und die Verkokungskammern in der Nähe dieser Brennkammer während der
Instandsetzung stillgelegt werden. Instandsetzungsvorgänge müssen schnell
durchgeführt
werden, um teure Stillstandszeit zu vermeiden. Aufgrund der oben
beschriebenen Probleme jedoch ist es zeitaufwendig, die Instandsetzungsvorgänge durchzuführen. Daher
besteht ein starker Bedarf nach einem verbesserten Instandsetzungsverfahren.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Dementsprechend besteht angesichts
der obenstehenden Probleme eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, ein Verfahren zum Instandsetzen von Koksofen-Ankersäulen zu
schaffen, das schneller, zuverlässiger
und reibungsloser ausgeführt
werden kann als das herkömmliche
Instandsetzungsverfahren, sowie eine Bewegungsvorrichtung, die bei
diesem Verfahren eingesetzt wird. Um diese Aufgabe zu erfüllen, hat
der Erfinder der vorliegenden Erfindung beharrlich geforscht. Bevorzugte
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden erläutert.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird eine Koksofen-Ankersäulen-Bewegungsvorrichtung geschaffen,
wie sie in Anspruch 1 definiert ist. Bevorzugte Ausfüh rungen
der erfindungsgemäßen Koksofen-Ankersäulen-Bewegungsvorrichtung
sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Instandsetzen einer
Koksofen-Ankersäule
geschaffen, durch das ein schadhafter Abschnitt der Koksofen-Ankersäule durch
ein Ersatzelement ersetzt wird. Das Verfahren umfasst die folgenden
Schritte: Bewegen eines Hauptwagens, der sich auf einer Koks-Seitenplattform oder
einer Maschinen-Seitenplattform bewegt, zu einer Außenseite
der instandzusetzenden Ankersäule,
Bewegen eines Nebenwagens, der sich auf dem Hauptwagen befindet,
vorwärts
an eine Position in der Nähe
der instandzusetzenden Ankersäule,
Sichern der instandzusetzenden Ankersäule, Abtrennen und Entfernen
des schadhaften Abschnitts, der an dem Nebenwagen gesichert ist,
Anbringen des Ersatzelementes der Ankersäule an der Sicherungseinrichtung,
die an dem Nebenwagen angebracht ist, Bewegen des Hauptwagens an
die vorhergehende Position der entfernten Ankersäule, Bewegen des Nebenwagens
vorwärts
und Anbringen sowie Anschweißen
des Ersatzelementes an dem verbleibenden Abschnitt der Ankersäule an der
Position, an der der schadhafte Abschnitt abgetrennt und entfernt
worden ist.
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Bevorzugte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind in den abhängigen
Verfahrensansprüchen
dargelegt.
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In der vorliegenden Erfindung wird
der Nebenwagen mit Sicherungseinrichtungen für die Ankersäule auf
den Hauptwagen gesetzt, der sich entweder an der Koks-Seitenplattform
oder der Maschinen-Seitenplattform des Koksofens bewegen kann, so
dass sich der Nebenwagen in der Längsrichtung des Koksofens ungehindert
hin und herbewegen kann. Daher kann die Ankersäule zuverlässig und problemlos gesichert,
entfernt und ersetzt werden, und zwar selbst dann, wenn ein Kran
nicht zum Instandsetzen des Koksofens eingesetzt werden kann. Daher
kann der verformte Abschnitt der Ankersäule des Koksofens einfach und
schnell durch Abtrennen entfernt werden und durch ein Ersatzelement
ersetzt werden, um eine Ankersäule
entweder an der Koks-Seite oder der Maschinen-Seite des Koksofens
instandzusetzen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Perspektivansicht eines Koksofens.
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2 ist
eine Schnittansicht einer Verkokungskammer des Koksofens senkrecht
zur Längsrichtung desselben
gesehen.
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3 ist
eine Schnittansicht einer Verkokungskammer des Koksofens, an dem
sich eine verformte Ankersäule
befindet, senkrecht zur Längsrichtung
des Koksofens gesehen.
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4A bis 4C stellen ein herkömmliches
Verfahren zum Entfernen einer Ankersäule dar.
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5A ist
eine Vorderansicht eines Zustandes, in dem eine Ankersäule auf
eine Ankersäulen-Bewegungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgesetzt ist.
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5B ist
eine Seitenansicht eines Zustandes, in dem eine Ankersäule auf
eine Ankersäulen-Bewegungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgesetzt ist.
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5C ist
eine Vorderansicht einer Ankersäule,
die von ihrer ursprünglichen
Position an der Koks-Seite entfernt wird, gemäß der vorliegenden Erfindung.
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5D ist
eine Vorderansicht einer Ankersäule,
bei der ein neuer Ankersäulenabschnitt
angeschweißt wird,
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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6 ist
eine Vorderansicht einer Ankersäule,
die aus ihrer ursprünglichen
Position an der Maschinen-Seite entfernt ist, gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
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Im Folgenden wird eine Ausführung der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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5A und 5B stellen eine Ausführung der
Ankersäulen-Bewegungsvorrichtung
(im Folgenden der Einfachheit halber als "Bewegungsvorrichtung" bezeichnet) gemäß der vorliegenden Erfindung
dar. Die Ankersäulen-Bewegungsvorrichtung
umfasst, wie in 5A dargestellt,
hauptsächlich
einen Hauptwagen 13, der sich auf einer Maschinen-Seitenplattform 11b oder
einer Koks-Seitenplattform 11a bewegen kann, sowie einen Nebenwagen 14,
der auf dem Hauptwagen 13 angeordnet ist. Der Hauptwagen 13 kann
ein automatisch zu bewegender Wagen sein oder kann mit einer Antriebseinrichtung,
wie beispielsweise einem Gabelstapler, bewegt werden. Hier kann
sich der Hauptwagen 13, wie in 5A dargestellt, an der Koks-Seite auf
Schienen 12 bewegen, auf denen sich der Leitwagen 56 bewegt,
und der Leitwagen kann als eine Antriebseinrichtung genutzt werden.
Der Hauptwagen 13 kann sich schnell in der Breitenrichtung 62 vor
jede beliebige der Brennkammern 54 und somit zur Position
einer Ankersäule 5 (vertikal
stehend vorhanden) bewegen, die instandgesetzt werden muss.
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Auf dem Hauptwagen 13 ist
der Nebenwagen 14 angebracht, der in der Längsrichtung 61 eines
Koksofens hin und her bewegt werden kann. Sicherungseinrichtungen 16 zum
Halten der Ankersäule 5 sind
an dem Nebenwagen 14 vorhanden. Zu Einrichtungen, die eingesetzt
werden können,
um den Nebenwagen 14 vorwärts oder rückwärts zu bewegen, gehören Schienen,
die separat an dem Hauptwagen 13 vorhanden sind, oder eine
Führungsnut 15,
die Räder
oder andere Leitelemente aufnimmt, die an dem in 5A dargestellten Nebenwagen 14 vorhanden
sind.
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Die Sicherungseinrichtung 16,
die je nach dem Stadium der Instandsetzung und des Ersetzens entweder
die zu entfernende Ankersäule
oder die Ersatzankersäule
halten, können
sich schnell und einfach an eine Position in der Nähe der Ankersäule 5 (die
ersetzt und instandgesetzt werden muss) oder an eine Position bewegen,
an der sie damit in Kontakt kommen, wodurch es möglich wird, einen Abschnitt
der Ankersäule 5 zu ersetzen.
Die Sicherungseinrichtungen 16 können, wie in 5B dargestellt, an Abschnitten eines
Rahmens 17 befestigt werden, der an dem Nebenwagen 14 vorhanden
ist.
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Obwohl in 5A die zwei Sicherungseinrichtungen an
dem oberen und dem unteren Ende des Rahmens 17 angebracht
sind, bestehen bezüglich
der Anzahl und der Position einsetzbarer Sicherungseinrichtungen
bei der vorliegenden Erfindung keine speziellen Einschränkungen.
Der instandzusetzende Abschnitt der Ankersäule 5, kann mit verschiedenen
herkömmlichen
Verfahren und Mitteln fest gesichert werden. So kann beispielsweise,
wenn die Ankersäule 5 ein
H- oder ein I-Typ Stahl ist, ein Verfahren zum Sichern der Ankersäule 5 mit
einem Bolzen nach dem Ergreifen eines Flansches derselben verwendet
werden. Des Weiteren kann eine Einrichtung zum Ergreifen und Sichern
des abgestützten
Stahlelementes, das die Ankersäule 5 bildet,
von der linken und der rechten Seite desselben eingesetzt werden.
Zusätzlich
zu diesen Sicherungseinrichtungen und -verfahren kann, wie in 5A dargestellt, auch ein
Verfahren zum Aufhängen
der Ankersäule 5 durch
Verbinden eines Kettenflaschenzugs 19, der an dem Rahmen 17 angebracht
ist, an einem Aufhängungsteil 20 eingesetzt
werden.
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Verglichen mit dem Fall, in dem die
Instandsetzung mit dem herkömmlichen
Kran ausgeführt
wird, wird die zum Sichern einer Ankersäule erforderliche Zeit erheblich
verringert, wenn die Instandsetzung mit der Instandsetzungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
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Nach dem Sicherungsvorgang wird der
verformte Abschnitt 5a der Ankersäule 5 abgetrennt und
zwischen den Zugstangen 6 herausgenommen. Der Nebenwagen 14 und
der Hauptwagen 13 werden dann von dem Koksofen weg bewegt.
Nur der Abschnitt 5c, der abgetrennt worden ist, wird,
wie in 5C dargestellt, von
der Sicherungseinrichtung 16 ergriffen und schnell von
der Stelle entfernt, an der der Abtrennvorgang ausgeführt worden
ist. Zu Abtrennverfahren gehören
mechanisches Abtrennen sowie das herkömmliche Verfahren des manuellen
Schmelzens mit Gas.
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Ein Ersatz-Ankersäulenelement kann problemlos
und leicht in dem Bereich des Koksofens angebracht werden, in dem
der Abtrennvorgang durchgeführt
worden ist und der schadhafte Abschnitt 5c der Ankersäule entfernt
worden ist, indem der Nebenwagen und der Hauptwagen bewegt werden,
während
das Ersatz-Ankersäulenelement 5d von
der Sicherungseinrichtung 16 ergriffen wird, das Ersatz-Ankersäulenelement
zwischen den Zugstangen 6 angeordnet wird und es auf den
verbleibenden Teil der ursprünglichen
Ankersäule 5 des Koksofens
aufgesetzt wird, an dem der Abtrennvorgang durch geführt worden
ist, und die Ersatz-Ankersäule damit
verbunden wird, wie dies in 5D dargestellt
ist. Der Verbindungsvorgang kann leicht mit einem manuellen Schweißvorgang
durchgeführt
werden.
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Beispiel 1
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Vorhandene Ankersäulen (insgesamt zehn) des Koksofens
vom Kammerofentyp mit 72 Verkokungskammern wurden entfernt,
und Ersatz-Ankersäulenelemente
wurden angebracht und installiert, nachdem die Steine der Ofenwände instandgesetzt
worden waren. Der Koksofen ist in einer Längsrichtung der Verkokungskammern 15 Meter
lang und ist 6 Meter hoch.
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Vorgänge zum Instandsetzen der Ankersäulen wurden
unter Einsatz des herkömmlichen
Kranverfahrens und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung durchgeführt, bei
dem die gewünschte
Bewegungsvorrichtung eingesetzt wurde. Die Ergebnisse des Vergleichs
der zwei Verfahren sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
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Aus Tabelle 1 wird ersichtlich, dass,
wenn die Bewegungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung eingesetzt
wird, in erheblich kürzerer
Zeit als beim Einsatz des herkömmlichen
Verfahrens die Ankersäulen
entfernt und Ersatz-Ankersäulenelemente
angebracht werden können.
Darüber
hinaus sind weniger Arbeitskräfte erforderlich.
Das heißt,
der Einsatz der Bewegungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
führt zur
Einsparung von Arbeit sowohl in Form von Zeit als auch von Arbeitskräften, und
ermöglicht
es, die Vorgänge
sicherer auszuführen.
Daher trägt
die Bewegungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung dazu bei, die
zum Instandsetzen von Koksöfen
erforderliche Zeit zu verringern und dazu, die Verringerung der
Kokserzeugung bei Instandsetzungsvorgängen zu beschränken und
trägt zur
Verlängerung
der Lebensdauer des Koksofens bei.
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In der oben beschriebenen Ausführung wurde
die Instandsetzung der Ankersäule
an der Koks-Seite des Ofens beschrieben. Die vorliegende Erfindung
kann, wie in 6 dargestellt,
auch bei der Instandsetzung der Ankersäule an der Maschinen-Seite
eingesetzt werden, die aufgrund der genannten Probleme, die beim Einsatz
des Krans auftreten, nicht mit dem herkömmlichen Verfahren instandgesetzt
werden kann.
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Aus der obenstehenden Beschreibung
wird ersichtlich, dass gemäß der vorliegenden
Erfindung Ankersäulen
zuverlässig
und problemlos gesichert werden können, und zwar selbst dann,
wenn ein Kran nicht angeordnet werden kann, wenn die Ankersäulen instandgesetzt
werden müssen.
Daher können
schadhafte Abschnitte der Ankersäulen
leicht und schnell entfernt werden. Dann können sie durch Ersatz-Ankersäulenelemente
ersetzt werden, um die Ankersäulen
des Koksofens instandzusetzen.
