DEP0022436DA - Herstellung des Bodens und der das Gestell, die Rast und einen Teil des Schachtes bildenden Wände von Schachtöfen - Google Patents

Description

Boden, Gestell und Rast von Schachtöfen (Hochöfen) werden anstelle von Mauerwerk zweckmäßig aus einer Stampfmasse hergestellt, die aus feingemahlenem Koks mit Zusatz von wasserfreiem Teer besteht. Diese Ausstampfung ist an der Ofenaußenseite durch den metallenen Ofenmantel, zum Ofeninneren hin durch eine Schicht feuerfester Steine oder durch eine Metallschablone begrenzt.

Verfestigt wird die Stampfmasse durch Einwirkung von Wärme unter Luftabschluß, wodurch das im Teer enthaltene Pech verkokt und damit die Koksteilchen miteinander gebunden werden.

Dieses Brennen der Kohlenstoff-Stampfmasse geschieht üblicherweise bei Inbetriebnahme des Ofens durch die Betriebstemperatur. Ist die Stampfmasse genügend verfestigt, so ist es unerheblich, wenn die zum Ofeninneren hin liegende Begrenzungsschicht während des Ofenbetriebes abschmilzt.

Als Folge der bei der Verfestigung der Stampfmasse bzw. bei der Verkokung des Teeres auftretenden Vorgänge ergeben sich aber Nachteile, die durch die vorgeschlagenen Neuerungen vermieden werden. Zur Verfestigung der Kohlenstoff-Stampfmasse ist eine Mindesttemperatur von 300°C erforderlich. Diese wird jedoch an den zum Ofenmantel hin liegenden Schichten der Ausstampfung nicht mehr erreicht, da teils der Wärmedurchgang durch die bereits verkokten Schichten der Masse nach außen hin gehemmt wird, teils der Außenmantel des Ofens eine starke Abkühlung auf die Außenschichten bewirkt. Dadurch wird die Verfestigung dieser Außenschichten wesentlich beeinträchtigt. Außerdem werden die in den heißen Partien der Stampfmasse flüchtig werdenden Bestandteile des Teeres nach den außen liegenden kälteren Zonen abgedrängt und füllen hier die Hohlräume zwischen den Koksteilchen, wie auch die Poren dieser Teilchen als Teerniederschläge aus. Ist ein Teil der Stampfmasse von der Ofeninnenseite her abgeschmolzen und dadurch der Temperatur die Möglichkeit gegeben, in der Ausstampfung fortzuschreiten, verflüchtigen sich diese Niederschläge wieder. Dadurch entstehen dann aber Hohlräume, die ein lockeres Stampfgefüge zur Folge haben, und damit die Widerstandskraft der Ausstampfung wesentlich mindern. Eine unangenehme Begleiterscheinung ist noch das Austreten von Teerkondensaten an der Außenfläche der Ausstampfung, wobei diese Kondensate auch durch die Fugen der metallenen Ummantelung des Ofens hindurchfließen. Haben die Teerdämpfe eine Durchtrittsstelle in der eisernen Ummantelung, beispielsweise nahe dem Abstich gefunden, so ziehen alle Dämpfe diesen gleichen Weg und schaffen dabei einen Kanal, durch den später Wind oder sogar Schlacke bzw. flüssiges Eisen tritt.

Deshalb wird für die Herstellung des Bodens und das Gestell, die Rast und einen Teil des Schachtes bildenden Wänden von Schachtöfen durch Ausstampfen mit einer kohlenstoffhaltigen Masse unter Zusatz von wasserfreiem Teer und Erhitzen der Ausstampfung durch die Betriebstemperatur des Ofens vorgeschlagen, erfindungsgemäß an der Innenseite des Ofenmantels eine etwa 10 bis 15 cm starke gemauerte Wand aus feuerfesten, porösen Steinen anzuordnen. Diese Wand wirkt der anliegenden Ausstampfung gegenüber zunächst wärmeisolierend, so daß nunmehr auch die äußeren Schichten der Stampfmasse die zu ihrer Verfestigung erforderliche Temperatur erhalten. Außerdem kann diese Wand aber in den vorgesehenen Formen einen erheblichen Teil der aus den Zonen höherer Temperatur der Stampfmasse entweichenden flüchtigen Bestandteile des Teeres als Kondensate aufnehmen. Dabei geschieht das Aufnehmen der flüchtigen Bestandteile in einer solchen Wand unter gleichmässiger Verteilung auf die ganze Wandfläche, so daß Kanalbildungen von vornherein vermieden werden.

Die aufgenommenen flüchtigen Bestandteile können dann bei späterer Wiederverdampfung infolge Vordringens der Betriebstemperatur abgegeben werden, ohne daß das Gefüge der an sich porösen Wand durch diesen Vorgang nachteilig verändert wird.

Zweckmäßig werden an der Außenfläche diesem Randschichtenmauerwerkes einzelne Hohlräume und/oder kanalförmige Vertiefungen vorgesehen, in denen etwa auftretende flüchtige Bestandteile bei den dort herrschenden kühleren Temperaturen kondensieren und abfließen können.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Wand hat auch den Vorteil, daß das Schachtmauerwerk auf diese gemauerte Wand aufgesetzt werden kann. Dies gilt insbesondere für solche Schachtöfen, die ohne Tragring für den Schacht gebaut werden. Besonders vorteilhaft ist die von vornherein feste Wand für das unter den Kühlkästen liegende Schachtmauerwerk, das durch diese Wand so lange gestützt wird, bis die Verkokung bzw. Verfestigung der Stampfmasse erfolgt ist. Zweckmäßig werden dabei die oberen Schichten der feuerfesten porösen Wand bis auf die Querschnittsbreite des darüberliegenden Schachtmauerwerkes ausgekragt oder die oberen Schichten dieser Wand werden in anderer Art abstützend, insbesondere unter Berücksichtigung der Wind- und Schlackenformen, ausgeführt. Gegebenenfalls kann auch die innere Begrenzungswand der Ausstampfung noch unter das Schachtmauerwerk geführt werden.

Anstelle dieser gemauerten porösen Wand kann auch eine Stampfmassenschicht ohne Beimengung von Bindeteer oder teerhaltigen Stoffen und mit einer gegenüber der übrigen Stampfmasse größeren Porosität treten. Diese poröse Schicht hat in Bezug auf die Wärmeisolierung, die Aufnahme und das Wiedergeben der flüchtigen Kondensate aus der übrigen Ausstampfung die gleiche Wirkung, wie die gemauerte poröse Wand. Verkokt ein Teil des in den Poren dieser porösen Schicht niedergeschlagenen Teerpeches bei fortschreitender Temperatur, so wird dadurch das Gefüge dieser Wandschicht noch verfestigt.

Die vorgesehene stärkere Porosität dieser zwischen Ofenmantel und Ausstampfung angeordneten Schicht kann durch die

Verwendung einer Masse aus grobstückigen Anteilen an porösem Koks und/oder sonstigen porösen feuerfesten Materialien erzielt werden. Auch an der Außenseite dieser Wand können die Hohlräume und/oder kanalartigen Vertiefungen zur Aufnahme von Kondensaten angeordnet sein.

In Weiterausbildung der Erfindung wird noch vorgeschlagen, die Menge der nach den kälteren Zonen der Ausstampfung abwandernden und sich dort nachteilig auswirkenden Teerniederschläge durch Herabsetzen des bisherigen Teergehaltes der Stampfmasse zu vermindern. Zu diesem Zweck erhält der feingemahlene Koks der Stampfmasse eine Beimischung eines gut kokenden und wenig flüchtige Bestandteile enthaltenden Stoffes, beispielsweise trockenem aschearmen Kohlenstaub, der bei seiner Verkokung die Stampfmasse zu einem festen Gefüge einbindet. Dieser Zusammensetzung der Stampfmasse ist dann nur noch so viel Teer zuzufügen, als für ein Verstampfen der Masse ohne Schwierigkeiten erforderlich ist. Der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen ist bei dem Kohlenstaub wesentlich geringer, als bei der bisher zum Verstampfen und Verfestigen der Stampfmasse erforderlichen Teermenge. Für die Verfestigung der Stampfmasse genügt beispielsweise eine Zugabe von maximal 10 Teilen Kohlenstaub zu 90 Teilen feingemahlenem Koks; die Teerbeigabe kann sich nunmehr auf weniger als 15% beschränken.

Bei dieser Zusammensetzung der Stampfmasse kann auch die äußere poröse Wandschicht in ihrer Querschnittsstärke vermindert, gegebenenfalls sogar fortgelassen werden.

Die Zeichnung veranschaulicht die vorgeschlagene Neuerung. Abb. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch den Boden, das Gestell und die Rast eines Schachtofens.

Abb. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch das Gestell des Ofens nach der Linie A-B der Abb. 1.

Zur Herstellung des Bodens, des Gestells und der Rast des Ofens dient in bekannter Weise die aus feingemahlenem Koks mit Zusatz von wasserfreiem Teer bestehende Stampfmasse 1. Diese ist im Ofeninneren durch eine Schicht 2 aus feuerfesten Steinen begrenzt. An der Innenseite des Ofenmantels 3 ist jedoch erfindungsgemäß die aus feuerfesten, porösen Steinen errichtete Wand 4 vorgesehen. Beispielsweise ist diese Wand durch Absetzen in der Stärke von einer ganzen bis zu einer halben Steinlänge hochgeführt. Ihre oberen Schichten sind bis auf die Querschnittsbreite des Schachtmauerwerkes 5 ausgekragt, wodurch die unter den Kühlkästen 6 liegenden Mauerwerkschichten bis zur Verfestigung der Stampfmasse 1 abgestützt werden.

An der Außenseite der porösen Wand 4 sind einzelne Hohlräume 7 angeordnet. Diese liegen zweckmässig am Ende einer Steinstoßfuge. Sie können auch als senkrechte Kanäle ausgebildet sein und als solche sich über die ganze Wandhöhe erstrecken.

Abb.3 zeigt einen senkrechten Schnitt durch den unteren Teil eines Schachtofens, der in Bezug auf die Herstellung des Bodens, des Gestells und der Rast grundsätzlich der in Abb. 1 dargestellten Ausführung entspricht. Neu ist in diesem Ausführungsbeispiel jedoch die Ausbildung der zwischen dem Ofenmantel 3 und der Ausstampfung 1 erfindungsgemäß vorgesehenen Wandschicht 8. Diese besteht aus einer Stampfmasse ohne Beimengung von Bindeteer oder teerhaltigen Stoffen und weist eine gegenüber der Stampfmasse 1 größere Porosität auf.

Die fernerhin noch vorgeschlagene Stampfmasse, bestehend aus feingemahlenen Koks, einer Zugabe von trockenem, aschearmen Kohlenstaub und einem geringen Zusatz von Teer kamen an die Stelle der bisherigen Stampfmasse 1 treten. Die Zusammensetzung dieser Stampfmasse ermöglicht es, daß die Wände 4 oder 8 in ihrer Querschnittsstärke vermindert gegebenenfalls fortgelassen werden.

Claims (4)

1. Herstellung des Bodens und der das Gestell, die Rast und einen Teil des Schachtes bildenden Wände von Schachtöfen durch Ausstampfen dieser Ofenwandteile mit einer kohlenstoffhaltigen Masse unter Zusatz von wasserfreiem Teer und Brennen der Stampfmasse durch die Betriebstemperatur des Ofens, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Ofenmantels (3) eine etwa 10 bis 25 cm stark gemauerte Wand (4) aus feuerfesten, porösen Steinen angeordnet ist.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemauerte Wand (4) an ihrer Außenseite einzelne Hohlräume und/oder Kanalartige Vertiefungen (7) erhält.

3. Ofen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der gemauerten Wand (4) eine Stampfmassenschicht (8) ohne Beimengung von Bindeteer oder teerhaltigen Stoffen und mit einer gegenüber der übrigen Stampfmasse (1) größeren Porosität vorgesehen ist.

4. Ofen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stampfmasse (1) aus feingemahlenem Koks, einer Beimischung eines gut kokenden und wenig flüchtige Bestandteile enthaltenden Stoffes, beispielsweise trockenem, aschearmen Kohlenstaub, und einem geringen, das Verstampfen dieser Masse eben ermöglichenden Zusatz von Teer besteht.