Verfahren zum Füllen von Horizontalkammerkoksöfen Process for filling horizontal chamber coke ovens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen von Horizontalkammerkoksöfen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches.The invention relates to a method for filling horizontal chamber coke ovens according to the preamble of the claim.
In Kokereien wird die feuchte Einsatzkohle gemäß dem Stand der Technik von einem Kohlenfüllwagen aus einem über der Koksofenbatterie angeordneten Kohlenbunker aufgenommen, die Kohle zu den einzelnen Ofenkammern transportiert und die Kammern über Fülltrichter durch Füllöcher mit Kohle gefüllt. Die Austragung der Kohle kann dabei im freien Fall oder mit mechanischen Austragshilfen, wie z. B. Drehteller oder Horizontalschnecken vorgenommen werden.In coke ovens, the moist coal is taken up according to the state of the art by a coal filling car from a coal bunker arranged above the coke oven battery, the coal is transported to the individual furnace chambers and the chambers are filled with coal through filling holes through filling holes. The coal can be discharged in free fall or with mechanical discharge aids, such as. B. turntable or horizontal screws.
Füllwagen werden heute mit einer Vielzahl von Bedienungserleichterungen ausgestattet. Die zusätzlichen Einrichtungen erhöhen das Gewicht eines Füllwagens beträchtlich. So beträgt das Gewicht eines beladenen Füllwagens bei Großraumöfen mehr als 160 t. Dieses Gewicht bedeutet eine hohe statische Belastung der Koksofenbatterie (Ulimanns Enzyklopädie der technischen Chemie, Bd. 14, S. 539, Verlag Chemie, Weinheim, 1977).
Durch das Einfüllen der Kohle über mehrere Füllöcher wird die Kohle in der Koksofenkammer unregelmäßig verteilt. Dadurch ergeben sich Schüttdichteschwankungen, die zu Problemen bei der gleichmäßigen Ausgarung führen (Glückauf 1964, S. 839 - 852). Außerdem bilden sich kegelförmige Anhäufungen, die über eine Planiervorrichtung eingeebnet werden müssen. Der Planierworgang ist ein zusätzlicher Arbeitsschritt, bei dem zudem noch Emissionen auftreten können. Zusätzlich muß die dabei anfallende Planierkohle entsorgt werden.Filling trucks are now equipped with a variety of ease of use. The additional devices increase the weight of a filling truck considerably. For example, the weight of a loaded filling car for large-capacity furnaces is more than 160 t. This weight means a high static load on the coke oven battery (Ulimanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 14, p. 539, Verlag Chemie, Weinheim, 1977). By filling the coal through several filling holes, the coal is distributed irregularly in the coke oven chamber. This gives rise to fluctuations in the bulk density, which lead to problems with uniform fermentation (Glückauf 1964, pp. 839 - 852). In addition, conical clusters form which have to be leveled by a leveling device. The leveling process is an additional step in which emissions can also occur. In addition, the resulting leveling coal must be disposed of.
Aus der DE-AS 25 13 448 ist ein Verfahren zum Füllen von Horizontalkammerkoksöfen mit einer an der Maschinenseite der Ofenkammer angeordneten Schleudereinrichtung mit einem tangentialen Auslaß in ein waagerecht angeordnetes Schleuderrohr, das abdichtend in eine Füllöffnung in der Ofenkammertür einführbar ist und einen beweglichen Leitflügel zur Wurfweitenregulierung aufweist, bekannt. Damit wird ein Teil der zugeführten Energie vernichtet. Weiterhin kann es zu Kohlenanbackungen im Bereich des Leitflügels kommen.DE-AS 25 13 448 discloses a method for filling horizontal chamber coke ovens with a centrifugal device arranged on the machine side of the furnace chamber with a tangential outlet in a horizontally arranged centrifugal tube, which can be inserted sealingly into a filling opening in the furnace chamber door and a movable guide vane for throwing range regulation has known. This destroys part of the energy supplied. Coal build-up can also occur in the area of the guide vane.
Diese Schleudereinrichtung ist zudem auf der Druckmaschine fest installiert. Damit ist der Abstand zwischen einem zu drükkenden und einem zu füllenden Koksofen fest vorgegeben. Außerdem kann die Füllung nur von der Maschinenseite erfolgen.This spinner is also permanently installed on the printing press. The distance between a coke oven to be pressed and a coke oven to be filled is thus predetermined. In addition, the filling can only be done from the machine side.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Füllen von Horizontalkammerkoksöfen zu schaffen, bei dem die vorgenannten Nachteile vermieden werden, insbesondere der Füllvorgang beschleunigt, die Schüttdichte erhöht und die Schüttdichteverteilung vergleichmäßigt werden kann sowie die Kohle unabhängig von dem Druckrhytmus gefüllt werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kohle mit je einer kippbaren Drehschleuder auf der Koks- und der Maschinenseite in die Koksofenkammer gefüllt wird, indem die Kohleströme gerichtet in die Koksofenkammer geschleudert werden, so daß sich in der Mitte der Kamer zwei Böschungen ausbilden, die schichtweise bis an die Ofentüren herangeführt werden.The invention has for its object to provide a method for filling horizontal chamber coke ovens, in which the aforementioned disadvantages are avoided, in particular the filling process is accelerated, the bulk density can be increased and the bulk density distribution can be evened out, and the coal can be filled independently of the pressure rhythm. This object is achieved in that the coal is filled into the coke oven chamber with a tiltable rotary centrifuge on the coke and the machine side, in that the coal streams are thrown in the coke oven chamber so that two embankments form in the center of the camera be brought up to the furnace doors in layers.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Kohle z. B. über Transportbänder und Aufgabetrichter auf die beiden Drehschleudern gegeben, die mittels tangentialer Stutzen teleskopartig an eine Füllöffnung in der Koksofentür - in der Art einer Planiertür - dicht angeschlossen sind. Die geschleuderte Kohle wird durch seitliche Bleche so geführt, daß die Kammerwände nicht berührt werden. Die Kohlenströme treffen in der Mitte der Ofenkammer aufeinander, bremsen sich gegenseitig und fallen auf die Ofεnsohle. Es bildet sich ein durch die Kammerwände begrenzter Schüttkegel, dessen Spitze bis zur Wurfparabelkurve anwächst. Eine weitere Kohlenzufuhr bildet im' oberen Teil zunächst leichte Kohlenüberhänge, die nach und nach abbröckeln und an den Flanken abrutschen. Auf diese Weise füllt sich die Kammer kontinuierlich und es stellt sich bei voller Kammer eine gleichmäßige Füllhöhe über die gesamte Kammerlänge ein. Durch ein Füllstandsmeßsystem wird die Kohlenzufuhr zu den Drehschleudern gestoppt.In the method according to the invention, the coal is e.g. B. on conveyor belts and hopper on the two rotary centrifuges, which are telescopically connected by means of tangential nozzle to a filling opening in the coke oven door - in the manner of a leveling door. The spun coal is guided through side plates so that the chamber walls are not touched. The coal streams meet in the middle of the furnace chamber, brake each other and fall on the furnace sole. A bulk cone bounded by the chamber walls forms, the tip of which grows up to the parabolic curve. A further coal supply initially forms slight coal overhangs in the upper part, which gradually crumble and slide off on the flanks. In this way, the chamber fills up continuously, and when the chamber is full, the filling height is uniform over the entire length of the chamber. The carbon supply to the rotary centrifuges is stopped by a level measurement system.
Durch das erfindungsgemäße Füllen der Koksofenkammer wird eine so gleichmäßige Füllung des Ofens erreicht, daß sich der Planiervorgang erübrigt. Es wird somit ein Arbeitsschritt eingespart. Der Verzicht auf die Planiereinrichtung ist besonders bei Öfen mit großer Kammerlänge vorteilhaft, da die nur außer
halb des Ofens geführte Planierstange in dem heißen Ofen durchhängt. In den heutigen Kokereien ist der Druckrhytmus durch den Abstand der Druckeinrichtung von der Planiereinrichtung, die sich auf einer Maschine befinden, vorgegeben und kann nicht geändert werden. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, den Druckrhytmus zu variieren und den Ofenfahrplan frei zu gestalten.By filling the coke oven chamber according to the invention, the oven is filled so uniformly that the leveling process is unnecessary. This saves one work step. The omission of the leveling device is particularly advantageous for ovens with a large chamber length, since they are only except the leveling rod, which is guided halfway through the furnace, sags in the hot furnace. In today's coking plants, the printing rhythm is predetermined by the distance of the printing device from the leveling device, which are located on a machine, and cannot be changed. When using the method according to the invention, it is possible to vary the printing rhythm and to freely design the furnace schedule.
Ein Füllwagen ist bei dem erfindungsgemäßen Füllen ebenfalls nicht erforderlich. Dadurch können die statischen Belastungen der Koksofenbatterie auf einen Bruchteil reduziert werden. Die Kohlenzufuhreinrichtungen zu den Drehschleudern und die Drehschleuder selbst weisen nur ein geringes Gewicht auf. Ein weiterer Vorteil ist, daß die statischen Belastungen unmittelbar in der Nähe der Ankerständer auftreten und somit gut abgefangen werden können. Durch das Füllen mit den Drehschleudern werden keine Füllocher benötigt. Dadurch können im Bereich der Ofendecke keine Emissionen auftreten.A filling truck is also not required for the filling according to the invention. As a result, the static loads on the coke oven battery can be reduced to a fraction. The coal feed devices to the rotary centrifuges and the rotary centrifuge itself are light in weight. Another advantage is that the static loads occur in the immediate vicinity of the anchor stand and can therefore be easily absorbed. Filling pots are not required by filling with the rotary centrifuges. As a result, no emissions can occur in the area of the furnace ceiling.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die im geschleuderten Kohlenstrom steckende Energie zur Verdichtung der Kohlenschüttung genutzt werden, da die Drehschleudern kippbar ausgebildet sind. Die Kohlenströme werden zunächst in die Koksofenkammer geschleudert, so daß sich in der Mitte der Kammer zwei Böschungen ausbilden. Anschließend werden die Kohlenströme schichtweise an der Böschung der sich bildenden Schüttung entlanggeführt, bis die Kammer gefüllt ist. Durch die kinetische Energie der geschleuderten Kohle stellt sich eine höhere Schüttdichte ein.In the method according to the invention, the energy contained in the spun coal stream can be used to compress the coal bed, since the rotary centrifuges are designed to be tiltable. The coal streams are first thrown into the coke oven chamber so that two embankments form in the middle of the chamber. The coal streams are then carried in layers along the slope of the bed being formed until the chamber is filled. The kinetic energy of the spun coal results in a higher bulk density.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und der Beispiele näher beschrieben.
Die Zeichnung zeigt inThe invention is described below with reference to the drawing and the examples. The drawing shows in
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrens und in Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungs form des Verfahrens und inFig. 1 is a schematic representation of the method and in Fig. 2 is a schematic representation of an embodiment of the method and in
Fig. 3 die Schüttdichteverteilung bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und bei der Fülltechnik gemäß dem Stand der Technik.3 shows the bulk density distribution when using the method according to the invention and in the filling technique according to the prior art.
Aus Fig. 1 geht hervor, daß eine Ofenkammer 1 von beiden Seiten über je eine Drehschleuder 3, 3a mit Kohle 2 gefüllt wird. Die Kohle 2 wird aus einem nicht dargestellten Kohlebunker mit Bändern zu einer Kohlenzufuhr 4, 4a transportiert und auf die Drehschleudern 3, 3a gegeben. In der Figur ist eine Kohlenfüllung 5 gegen Ende des Füllvorganges dargestellt. Es ist ersichtlich, daß sich eine so gleichmäßige Füllhöhe ausgebildet hat, daß sich der Planiervorgang erübrigt. Die Füllgase werden über einen Gassammeiraum 6 durch ein auf der Ofendecke 7 angedeutetes Steigrohr 8 abgeführt, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im mittleren Bereich angeordnet sein kann.From Fig. 1 it can be seen that an oven chamber 1 is filled with coal 2 from both sides via a rotary centrifuge 3, 3a. The coal 2 is transported from a coal bunker, not shown, with belts to a coal feed 4, 4a and placed on the rotary centrifuges 3, 3a. In the figure, a coal filling 5 is shown towards the end of the filling process. It can be seen that the filling level has developed so uniformly that the leveling process is unnecessary. The filling gases are discharged via a gas collection space 6 through a riser pipe 8 indicated on the furnace ceiling 7, which can be arranged in the middle region in the method according to the invention.
In Fig. 2 ist ein Bandabwurfwagen 10 dargestellt, mit d e s s e n Hilfe die Kohle 2 von einem Gurtbandförderer 13 in die Kohlenzufuhr 4 auf die Drehschleuder 3 gegeben wird. Die Drehschleuder 3 wird von einem Elektromotor 11 angetrieben. Die Kohle 2 wird mit Hilfe der Drehschleuder 3 mit einer Geschwindigkeit, die in Abhängigkeit von der Kammerlänge festgelegt wird, in die Ofenkammer geschleudert.In Fig. 2, a belt discharge car 10 is shown, by means of which the coal 2 is fed from a belt conveyor 13 into the coal feed 4 to the rotary centrifuge 3. The rotary spinner 3 is driven by an electric motor 11. The coal 2 is thrown into the furnace chamber with the aid of the rotary centrifuge 3 at a speed which is determined as a function of the chamber length.
Fig. 3 zeigt einen Vergleich der Schüttdichteverteilung bei Anwendung der Fülltechnik nach dem Stand der Technik (linke Seite) und dem erfindungsgemäßen Verfahren (rechte Seite).
Die Schüttdichteverteilung wurde in einer Versuchskammer 20 radiometrisch ermittelt.3 shows a comparison of the bulk density distribution when using the filling technique according to the prior art (left side) and the method according to the invention (right side). The bulk density distribution was determined radiometrically in a test chamber 20.
Gemäß dem Stand der Technik wird die Kohle über Füllocher 15 in die Versuchskammer 20 gefüllt. Die Oberfläche der Kohlenfüllung 5 wurde anschließend mit Hilfe einer Planiereinrichtung 16 eingeebnet. Es ergibt sich eine Schüttdichteverteilung, die in der Figur grafisch dargestellt ist. Die Schüttdichten liegen im Bereich von 650 kg/m3 bis 950 kg/m3. Auffällig ist die deutliche Schüttdichteerhöhung im Bereich der Ofensohle unterhalb der Füllocher, die sich aufgrund des freien Falls ergibt (850 kg/m3 - 950 kg/m3).According to the prior art, the coal is filled into the test chamber 20 via a filler 15. The surface of the coal filling 5 was then leveled using a leveling device 16. A bulk density distribution results, which is shown graphically in the figure. The bulk densities are in the range from 650 kg / m 3 to 950 kg / m 3 . What is striking is the significant increase in bulk density in the area of the furnace bottom below the filling hole, which results from the free fall (850 kg / m 3 - 950 kg / m 3 ).
Auf der rechten Seite der Figur ist im Vergleich die Schüttdichteverteilung dargestellt, die sich bei Anwendung des erfindungsgemaßen Verfahrens ergibt. Der größte Teil der Füllung der Versuchskammer hat eine Schüttdichte von 800 bis 850 kg/m2.On the right side of the figure, the bulk density distribution is shown in comparison, which results when using the method according to the invention. Most of the filling in the test chamber has a bulk density of 800 to 850 kg / m 2 .
Im oberen Kammerbereich und an der Kammertürseite reduziert sich die Schüttdichte auf Werte von 800 bis 650 kg/m2. Gegenüber dem Füllen über Füllocher verringert sich die Anzahl der Schüttdichtefraktionen. Die Vergleichmäßigung der Schüttdichte über die gesamte Kammerlänge erleichtert die Einstellung der Beheizung und führt zu einer gleichmäßigeren Ausgarung des Besatzes.In the upper chamber area and on the chamber door side, the bulk density is reduced to values from 800 to 650 kg / m 2 . The number of bulk density fractions is reduced compared to filling using a filler. The uniformity of the bulk density over the entire length of the chamber facilitates the setting of the heating and leads to a more uniform cooking of the stock.
Beispielexample
In der Tabelle sind für drei unterschiedliche Ofenabmessungen die Auslegungsdaten für das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt. Dabei wurde von einem theoretischen maximalen Höhenabfall in der Ofenmitte von 0,3 m ausgεgangen. In Versuchen hat sich ergeben, daß diese Höhendifferenz während des Füllvorganges nahezu ausgeglichen wird.
1 2 3The table shows the design data for the method according to the invention for three different furnace dimensions. A theoretical maximum drop in height in the middle of the furnace of 0.3 m was assumed. Experiments have shown that this height difference is almost compensated for during the filling process. 1 2 3
Kammerlänge (m) 12 20 28 Besatzhöhe (m) 4 7 10 Kammerbreite (mm) 450 600 750 Volumen (m3) 21,6 84 210Chamber length (m) 12 20 28 Trimming height (m) 4 7 10 Chamber width (mm) 450 600 750 Volume (m 3 ) 21.6 84 210
Schüttdichte (kg/m3) 790 820 850 Füllzeit (min). 6 10 12 Leistung je Drehteller (t/n) 85 207 446 Wurfweite (m) 6 10 14Bulk density (kg / m 3 ) 790 820 850 Filling time (min). 6 10 12 Output per turntable (t / n) 85 207 446 Throwing distance (m) 6 10 14
Anfangsgeschwindigkeit vo (m/s) 24,26 40,44 56,6 Drehschleuder ∅ (m) 1 1, 2 1,5 Drehzahl (min-1) 463 643 720 Leistung P (kW) 7 47 198 elektr. Leistung (kW) 11,6 78 330Initial speed vo (m / s) 24.26 40.44 56.6 Rotary spin ∅ (m) 1 1, 2 1.5 Speed (min -1 ) 463 643 720 Power P (kW) 7 47 198 electr. Power (kW) 11.6 78 330
Die Beispiele belegen, daß das erfindungsgemaße Verfahren auf unterschiedliche Ofenabmessungen und Füllzeitvorgaben anwendbar ist. Dabei kann durch Veränderung der Drehzahl, der Leistung und des Drehschleuderdurchmessers das Verfahren an jedes Füllproblem angepaßt werden.
The examples show that the method according to the invention can be used for different furnace dimensions and filling times. The process can be adapted to any filling problem by changing the speed, the power and the rotary centrifuge diameter.