EP0316411B1 - Koksofendecke - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B29/00—Other details of coke ovens
- C10B29/02—Brickwork, e.g. casings, linings, walls
Definitions
- the invention relates to a coke oven blanket made of several layers of refractory material, a layer of refractory concrete being provided above a layer consisting of refractory stones and covering the furnace chamber.
- the invention further relates to a method for producing such coke oven blankets.
- Usual coke oven ceilings consist of several layers of refractory bricks. The following structure often occurs: First of all, shaped silica bricks, above them fireclay normal bricks, above fire-light normal bricks, above insulating normal bricks. The top layer of the furnace roof is formed by red bricks.
- the generic coke oven blanket is known from DE-A-32 42 998. It comprises an additional recuperation layer made of molded parts, which contains an additional circulation system for a heat exchange medium, which require increased material and assembly costs.
- Another generic coke oven blanket is known from DE-A-34 26 149. It contains an alloyed stainless steel foil that acts as a barrier layer and is protected from mechanical damage during laying and during operation by two thin screed layers made of refractory concrete. Both the assembly effort and the material expenditure are similarly high as with coke oven ceilings, which consist exclusively of refractory concrete layers.
- the invention is therefore based on the objects of providing a coke oven blanket with low material and construction costs and a method for producing such coke oven blankets.
- refractory concretes which have a content of Al2O3 from 25 to 28%, a content of SiO2 from 30 to 50% and a content of Fe2O3 from 8 to Have 12% and their production is carried out according to claim 8 in that the introduction and the post-treatment of the various refractory concrete layers is carried out according to the heating draft temperatures.
- Refractory materials are materials that can withstand temperatures from 1500 ° C to 1700 ° C. This differs between fire-resistant materials (up to 1500 ° C) and high-fire-resistant materials (from 1700 ° C).
- Refractory concretes are unshaped masses with a hydraulic bond cement, which may become a ceramic bond at higher temperatures.
- the refractory concrete can be introduced as ramming compounds. The ramming compounds advantageously make the production of special shapes unnecessary.
- the refractory concretes according to the invention are preferably used between the firebrick layer and the uppermost stone layer of the furnace roof. Surprisingly, it turns out that the assembly effort and the material expenditure are lower than in the case of coke oven ceilings according to the prior art, the temperature behavior in the oven ceiling being as good as in oven ceilings which consist solely or predominantly of refractory bricks or contain a recuperation layer. In addition, the furnace ceilings with the refractory concrete according to the invention prove to be very tight against gas penetration.
- the oven has a width of 390 to 430 mm.
- Silica shaped stones 2 are provided at the bottom of the furnace ceiling.
- the silica stones are refractory bricks and form a layer with a height of 220 mm in the exemplary embodiment.
- the firebrick normal bricks lie over the silica bricks 3.
- the firebrick normal bricks are again refractory bricks. In contrast to a conventional furnace ceiling with two layers of firebricks, only one layer of firebricks 3 is provided.
- the refractory bricks made of firebricks are 70 mm thick.
- the top of the furnace is closed by a red brick layer 7.
- the red brick layer is also referred to as the rolled brick layer.
- red brick layer 7 which has a conventional thickness of 130 mm
- firebrick layer 3 the following structure being obtained from bottom to top:
- the lower layer of lightweight lightweight concrete is 200 mm thick and 4, the upper is 100 mm thick and labeled 6. In between is the insulating concrete layer 5 with a thickness of 250 mm.
- the fire lightweight concrete layer has the following specification:
- the insulating concrete layer has the following specification:
- An expansion joint of 10 mm is provided between the refractory concrete area and the other refractory bricks.
- the expansion joint is filled with a silicate fiber material (3/4 inch ceramic felt) and can be replanted if gas escapes.
- the silicate layer is designated 8.
- Such an expansion joint ensures that no expansion damage occurs when the masonry is heated.
- the aluminum foil has a considerable insulating effect and sealing effect against gas penetration.
- the furnace walls are set up normally and the chamber cover stones are inserted as usual.
- the chamotte normal stone layer 3 is placed over it.
- the small heating walls consist of firebrick or prefabricated components.
- the refractory concretes are applied in layers in the free fields between the filling hole shafts and head mirrors in the direction of the chamber axis and the heating walls in the direction of the battery axis. This is done by stamping the masses.
- the lower layer of lightweight lightweight concrete 4 is placed at a heating temperature of approx. 55 ° C.
- the insulating concrete 5 and the top layer of lightweight lightweight concrete 6 are placed at a heating temperature of approx. 900 ° C. All refractory concrete layers are kept moist for at least 30 hours after application.
- the temperatures and the other parameters of the insertion are largely determined by the expansion behavior of the silica material used in the substructure.
- the furnace roof is closed by inserting the brick roll layer.
- the installation of the ceiling according to the invention results in savings of approximately 50% of the costs.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Koksofendecke aus mehreren Schichten feuerfesten Materials, wobei oberhalb einer die Ofenkammer abdeckenden, aus feuerfesten Steinen bestehenden Schicht eine Schicht aus Feuerbeton vorgesehen ist.
- Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung solcher Koksofendecken.
- Übliche Koksofendecken bestehen aus mehreren Schichten von Feuerfeststeinen. Dabei kommt häufig folgender Aufbau vor: Zuunterst Silikaformsteine, darüber Schamotte-Normalsteine, darüber Feuerleicht-Normalsteine, darüber Isolier-Normalsteine. Die oberste Lage der Ofendecke wird durch Rotziegel gebildet.
- Sowohl die Herstellung der Feuerfeststeine als auch deren Montage zu einer Koksofendecke sind sehr aufwendig. Das wird wesentlich dadurch beeinflußt, daß viele Sonderformen vorkommen.
- Die gattungsgemäße Koksofendecke ist aus der DE-A-32 42 998 bekannt. Sie umfaßt eine zusätzliche Rekuperationsschicht aus Formteilen, die ein zusätzliches Zirkulationssystem für ein Wärmeaustauschmedium enthält, die einen erhöhten Material- und Montageaufwand bedingen.
- Eine weitere gattungsgemäße Koksofendecke ist aus der DE-A-34 26 149 bekannt. Sie enthält eine als Sperrschicht wirkende legierte Edelstahlfolie, die durch zwei dünne Estrichlagen aus Feuerfestbeton vor mechanischer Beschädigung beim Verlegen und während des Betriebs geschützt wird. Sowohl der Montageaufwand als auch der Materialaufwand sind hierbei ähnlich hoch wie bei Koksofendecken, die ausschließlich aus Feuerfestbetonschichten bestehen.
- Der Erfindung liegen daher die Aufgaben zugrunde, eine Koksofendecke mit niedrigem Materialaufwand und baulichem Aufwand sowie ein Verfahren zur Herstellung von solchen Koksofendecken bereitzustellen.
- Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß anstelle von Feuerfeststeinen soweit als möglich Feuerbetone eingesetzt werden, die gemäß Anspruch 1 einen Gehalt an Al₂O₃ von 25 bis 28%, einen Gehalt von SiO₂ von 30 bis 50% und einen Gehalt von Fe₂O₃ von 8 bis 12% aufweisen und deren Herstellung gemäß Anspruch 8 dadurch erfolgt, daß das Einbringen und die Nachbehandlung der verschiedenen Feuerbetonschichten entsprechend den Heizzugtemperaturen erfolgt.
- Feuerfeste Massen sind Massen, die Temperaturen von 1500°C bis 1700°C standhalten. Davon unterscheiden sich feuerbeständige Massen (bis 1500°C) und hochfeuerfeste Massen (ab 1700°C). Feuerbetone sind ungeformte Massen mit Zement hydraulischer Bindung, die gegebenenfalls bei höheren Temperaturen in eine keramische Bindung übergeht. Die Feuerbetone können als Stampfmassen eingebracht werden. Die Stampfmassen machen vorteilhafterweise die Fertigung von Sonderformen entbehrlich.
- Die erfindungsgemäßen Feuerbetone finden vorzugsweise zwischen der Schamottesteinschicht und der obersten Steinschicht der Ofendecke Anwendung. Überraschenderweise zeigt sich dabei, daß der Montageaufwand und der Materialaufwand niedriger sind als bei Koksofendecken nach dem Stand der Technik, wobei das Temperaturverhalten in der Ofendecke gleichgut ist wie bei Ofendecken die allein oder überwiegend aus Feuerfeststeinen bestehen oder eine Rekuperationsschicht enthalten. Außerdem erweisen sich die Ofendecken mit den erfindungsgemäßen Feuerbetonenn als sehr dicht gegen Gasdurchtritt.
- Weitere vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Koksofendecke ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 7.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens sind in den Ansprüchen 9 bis 11 niedergelegt.
- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
- Es handelt sich um eine Schnittdarstellung quer zur Ofenlängsrichtung, wobei mit 1 der Ofenraum eines Koksofens bezeichnet ist, der beiderseits durch Seitenwände und oben durch eine Ofendecke eingeschlossen ist. Der Ofen hat eine Breite von 390 bis 430 mm. Zuunterst in der Ofendecke sind Silikaformsteine 2 vorgesehen. Die Silikasteine sind Feuerfeststeine und bilden eine Schicht von im Ausführungsbeispiel 220 mm Höhe. Über den Silikasteinen liegen Schamotte-Normalsteine 3. Die Schamotte-Normalsteine sind wiederum Feuerfeststeine. Im Unterschied zu einer herkömmlichen Ofendecke mit zwei Lagen Schamottesteinen ist jedoch nur eine Lage Schamottesteine 3 vorgesehen. Die Dicke der Feuerfeststeine aus Schamottesteine beträgt 70 mm.
- Die Ofendecke wird oben durch eine Rotziegelschicht 7 abgeschlossen. Die Rotziegelschicht wird auch als Ziegelrollschicht bezeichnet.
- Zwischen der Rotziegelschicht 7, die eine herkömmliche Dicke von 130 mm aufweist und der Schamottesteineschicht 3 sind verschiedene Feuerbetonschichten vorgesehen, wobei sich von unten nach oben folgender Aufbau ergibt:
- Die untere Feuerleichtbetonschicht ist 200 mm dick und mit 4, die obere ist 100 mm dick und mit 6 bezeichnet. Dazwischen befindet sich die Isolierbetonschicht 5 von 250 mm Dicke.
- Die Feuerleichtbetonschicht hat folgende Spezifikation:
- Die Isolierbetonschicht hat folgende Spezifikation:
- Zwischen dem Feuerbetonbereich und den übrigen Feuerfeststeinen ist eine Dehnfuge von 10 mm vorgesehen. Die Dehnfuge ist mit einem silikatischen Faserstoff (Keramikfilz 3/4 Zoll) ausgefüllt und kann bei Gasaustritt nachgestopft werden. Die silikatische Schicht ist mit 8 bezeichnet. Darüber hinaus befindet sich im horizontalen Bereich der Dehnfuge eine Metallfolie 9, im Ausführungsbeispiel eine 0,3 mm dicke Aluminiumfolie. Eine solche Dehnfuge gewährleistet, daß beim Aufheizen des Mauerwerks keine Dehnungsschäden entstehen. Darüber hinaus geht von der Aluminiumfolie eine beträchtliche Isolierungswirkung und Abdichtungswirkung gegen Gasdurchtritt aus.
- Bei der Montage werden die Ofenwände normal aufgebaut und die Kammerabdecksteine wie gewohnt eingelegt. Darüber wird die Schamotte-Normalsteinlage 3 gelegt. Die kleinen Heizwände (Schaulochkanalwände) bestehen aus Schamotteformstein oder aus Fertigbauteilen. In die freien Felder zwischen den Füll-Loch-Schächten und Kopfspiegeln in Richtung der Kammerachse und den Heizwänden in Richtung der Batterieachse werden die Feuerbetone lagenweise aufgebracht. Das erfolgt durch Einstampfen der Massen. Die untere Lage Feuerleichtbeton 4 wird bei einer Aufheiztemperatur von ca. 55°C eingebracht. Während der Isolierbeton 5 und die obere Lage Feuerleichtbeton 6 bei einer Aufheiztemperatur von ca. 900°C eingebracht werden. Alle Feuerbetonschichten werden nach dem Einbringen mindestens 30 Stunden feucht gehalten. Die Temperaturen und die übrigen Parameter des Einbringens werden maßgeblich durch das Dehnungsverhalten des eingesetzten Silikamaterials im Unterbau bestimmt.
- Kurz vor dem ersten Füllen der Kammern wird die Ofendecke durch das Einlegen der Ziegelrollschicht geschlossen.
- Gegenüber einer herkömmlich gemauerten Decke ergibt sich bei der Montage der erfindungsgemäßen Decke eine Einsparung von etwa 50% der Kosten. Darüber hinaus ergibt sich eine deutlich niedrigere Temperatur in der Ofendecke und an der Oberfläche der Ofendecke.
Claims (11)
1. Koksofendecke aus mehreren Schichten feuerfesten Materials, wobei oberhalb einer die Ofenkammer abdeckenden, aus feuerfesten Steinen bestehenden Schicht eine Schicht aus Feuerbeton vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuerbeton einen Gehalt an Al₂O₃ von 25 bis 28%, einen Gehalt von SIO₂ von 30 bis 50% und einen Gehalt von FE₂O₃ von 8-12% aufweist.
2. Koksofendecke nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch verschiedene übereinander angeordnete Feuerbetonschichten mit unterschiedlichen Dichten und Wärmeleitfähigkeiten.
3. Koksofendecke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine untere Feuerbetonschicht (4) aus Feuerleichtbeton sowie eine obere Feuerbetonschicht aus Feuerleichtbeton (6) vorgesehen sind und dazwischen eine Schicht aus Isolierbeton (5) angeordnet ist.
4. Koksofendecke nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Feuerbetonschicht und den Feuerfeststeinen eine Dehnfuge vorgesehen ist.
5. Koksofendecke nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnfuge mit einer Schicht (8) aus silikatischen Faserstoff gefüllt ist.
6. Koksofendecke nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dehnfuge eine Metallfolie (9) vorgesehen ist.
7. Koksofendecke nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (9), aus Aluminium besteht.
8. Verfahren zur Herstellung von Koksofendecken nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen und die Nachbehandlung der verschiedenen Feuerbetonschichten entsprechend den Heizzugtemperaturen erfolgt.
9. Verfahren zur Herstellung von Koksofendecken nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Feuerleichtbetonschicht (4) bei einer Aufheiztemperatur von 50 bis 60°C eingestampft wird.
10. Verfahren zur Herstellung von Koksofendecken nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Lage der Feuerleichtbetonschicht und/oder die zwischenliegende Isolierschicht (5) bei einer Temperatur von 850 bis 950°C eingestampft wird.
11. Verfahren zur Herstellung von Koksofendecken nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofendecke kurz vor dem ersten Füllen durch Einlegen der Rotziegelschicht (7) geschlossen wird.
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