EP0393355A2 - Coke-pushing machine and process for operating the machine - Google Patents

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EP0393355A2
EP0393355A2 EP90104972A EP90104972A EP0393355A2 EP 0393355 A2 EP0393355 A2 EP 0393355A2 EP 90104972 A EP90104972 A EP 90104972A EP 90104972 A EP90104972 A EP 90104972A EP 0393355 A2 EP0393355 A2 EP 0393355A2
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EP
European Patent Office
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coke
push rod
speed
drives
pressure medium
Prior art date
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Application number
EP90104972A
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German (de)
French (fr)
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EP0393355B1 (en
EP0393355A3 (en
Inventor
Dietmar Bock
Franz-Josef Schücker
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Krupp Koppers GmbH
Original Assignee
Krupp Koppers GmbH
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Application filed by Krupp Koppers GmbH filed Critical Krupp Koppers GmbH
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Publication of EP0393355A3 publication Critical patent/EP0393355A3/en
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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
    • C10B33/00—Discharging devices; Coke guides
    • C10B33/08—Pushers, e.g. rams
    • C10B33/10—Pushers, e.g. rams for horizontal chambers

Definitions

  • the invention relates to a coke extrusion machine for coking ovens, in which all drives for carrying out the driving, pressing and leveling operations are accomplished by a common hydraulic overall drive, and a method for their operation.
  • Hydraulic drives of this type are suitable because of the large power requirement required there, in particular for use in large-scale coking furnaces, that is to say furnaces with medium chamber widths over 550 mm and chamber heights over 7,500 mm.
  • DE-AS 20 64 733 has already described a coke squeezing machine in which all parts of the machine to be driven are to be driven by a common hydraulic energy source. In this case, however, the hydraulics are operated in an open circuit for the pressure medium, as in all other previously known devices. The pressure medium is pumped from a large storage tank by pumps into smaller storage tanks (so-called accumulators), from which the individual hydraulic drives are supplied.
  • the invention is therefore based on the object of providing a coke extrusion machine in which all operations are carried out by a common hydraulic overall drive and the disadvantages of known constructions described above are avoided, the method for operating this coke extrusion machine being simultaneously characterized by a particularly economical, i.e. energy-saving way of working.
  • a coke pushing machine of the type mentioned at the outset which according to the invention is characterized in that the drives required for carrying out the individual work processes are connected to the overall drive by a closed circuit of the pressure medium, the individual drives being connected to one another by the switching position of the valves for the print medium can be locked in such a way that only one operation is carried out with the available line.
  • the individual drives can be locked by hydraulically, pneumatically or electrically operated valves for the pressure medium, so that only one drive can be operated at a time with the maximum available power. If a drive (hydraulic motor) is defective, it can be switched to a so-called floating position, whereby the drive rotates without generating pressure. This allows the machine to continue operating without the need to shut down the system. For emergency situations, for example due to a power failure, an emergency unit driven directly by a diesel engine is installed so that all drives can continue to be operated.
  • the four pumps 1-4 the electrical drive power of which is generated by the four motors 5-8, form the overall hydraulic drive of the coke extracting machine.
  • the hydraulic motors 9-16 are provided for the travel drive of the coke extraction machine, by means of which eight wheels of the chassis of the coke extraction machine are driven via the wheel shafts.
  • the hydraulic motors 17 and 18 serve to drive the push rod, while the leveling rod is driven via the hydraulic motors 19 and 20.
  • all hydraulic motors are connected to the four pumps 1-4 of the overall drive via hydraulic lines in a closed circuit.
  • the control of the supply of the pressure medium (hydraulic fluid) to the individual hydraulic motors takes place via the valves 21-30.
  • the identification letters attached to the valves indicate the assignment of the individual valves to the individual units of the coke extracting machine.
  • "F” here means travel drive, "D” push rod and "P” leveling rod.
  • the reference numeral 31 designates the distribution box for the pressure medium for the forward travel of the push rod and 32 the distribution box for the backward travel of the push rod. The same applies to the leveling bar. This is where the print medium is fed for forward travel via distribution box 33 and for reverse travel via distribution box 34.
  • Pump 35 is provided as an emergency unit in the event of failure of pumps 1-4. This pump is driven directly by the diesel engine 36 and is able to supply the hydraulic motors with the necessary amount of pressure medium in an emergency, so that driving and leveling can be carried out at full speed and pressing at reduced speed.
  • the check valves 37 and 38 which are closed in normal operation, are opened for this purpose.
  • the valve 39 serves to control the supply of the pressure medium to the two hydraulic lines coming from the pump 35. So that any losses of pressure medium that may occur can be compensated for, the pumps 1-4 and 35 have supply lines 40-44 for the supply of fresh pressure medium. When fresh pressure medium is supplied, the valves 45-49 in these lines are open, otherwise they normally remain closed. Small feed pumps 50-53 are also installed in lines 40-43, through which the pressure medium supplied from the outside is fed into the circuit of the respective pump.
  • the hydraulic motors 9-16 installed on the wheel shafts of the drive wheels are driven by the circuit of the pressure medium generated by the pumps 1-4 without the interposition of a transmission.
  • the coke pressing machine travels along rails along the coke oven battery in a manner known per se.
  • the drive power of the hydraulic motors is made up of the product pressure times volume flow, the pressure corresponding to the pressure force to be used when pressing the coke and the volume flow corresponding to the speed of the push rod.
  • the pressure force to be used depends on the resistance of the coke to be pressed in the coke oven chamber. It therefore follows from this relationship that the pressure force exerted by the push rod can be increased as the speed of the push rod decreases. In practice, this means that the push rod is initially full Speed from its starting position to the coke cake to be pressed. Depending on the force required to press and solidify the coke cake, the speed can then be reduced and the pressure applied can be increased. It can usually be assumed that the maximum pressure force (P D ) of 1100 kN is rarely required.
  • the speed of the push rod (V D ) is reduced during the printing process only if the pressure force (P D ) required for this exceeds the value of 700 kN, which is only the case for approximately 5% of all printing processes .
  • the speed of the push rod is reduced proportionally to the extent that the required push force rises above the value of 700 kN. If the required pressure force is at the maximum value of 1100 kN, the push rod speed is reduced to 16 m / min. If, on the other hand, the required compressive force is in the range between 700 and 1100 kN, the push rod speed is reduced proportionally in the range between 25 and 16 m / min so that the product P D x V D remains approximately constant.
  • the increased or maximum pressure force is normally only required over a distance of approx. 3 m, which corresponds to approx. 10% of the total distance.
  • the pressure force required decreases very significantly, so that the speed of the pressure rod can be increased again accordingly.
  • the installed capacity of the coke pushing machine does not need to reach the maximum value the pressure force of 1100 kN. This results in a 36% saving in installed capacity for the pressure force.
  • the force required to drive the push rod is transmitted directly to the push rod by the hydraulic motors 17 and 18 via a pinion shaft, that is to say without a gearbox being interposed.
  • a pinion shaft that is to say without a gearbox being interposed.
  • the hydraulic motors 17 and 18 it is possible to switch the hydraulic motors 17 and 18 into a so-called floating position, in which they rotate without resistance.
  • the acceleration and braking of the push rod can be controlled by gradually regulating the delivery rate of pumps 1-4.
  • the push rod is moved back to its starting position and the doors of the coke oven chamber are closed and locked again.
  • the emptied coke oven chamber is then refilled with coal, without the coke pressing machine changing its position.
  • the resulting cone must be leveled by the leveling rod.
  • the hydraulic motors 19 and 20 are put into operation by switching over the corresponding valves.
  • the leveling rod is driven by a cable drum which is driven by the hydraulic motors 19 and 20 without the interposition of a gear. For these motors, too, a so-called floating position is provided for emergencies, so that, if necessary, the leveling rod can be pulled out of the coke oven chamber by means of a winch.
  • the invention is based on the fact that in each case only the drives of one of the three operations driving, pressing and leveling are operated. Analyzes of coke extracting machines that have already been carried out on large coking plants have shown that pressing and leveling also take place in succession and are not carried out at the same time.

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Abstract

The invention relates to a coke-pushing machine for coke ovens, in which all the drives for carrying out the working steps of moving, pushing and levelling are connected to a common hydraulic overall drive by means of a closed circulation of the pressure medium. Only one working step is always operated with the available power, the working steps of moving, pushing and levelling being carried out one after the other.

Description

Die Erfindung betrifft eine Koksausdrückmaschine für Verko­kungsöfen, bei der alle Antriebe zur Durchführung der Ar­beitsvorgänge Fahren, Drücken und Planieren durch einen ge­meinsamen hydraulischen Gesamtantrieb bewerkstelligt werden, sowie eine Verfahren zu deren Betrieb.The invention relates to a coke extrusion machine for coking ovens, in which all drives for carrying out the driving, pressing and leveling operations are accomplished by a common hydraulic overall drive, and a method for their operation.

Die Verwendung von hydraulischen Antrieben an Koksausdrück­maschinen zur Durchführung der Arbeitsvorgänge Fahren, Drük­ken und Planieren ist bekannt. Derartige Hydraulikantriebe sind dabei wegen des dort erforderlichen großen Kraftbedarfs, insbesondere für den Einsatz an Großraumverkokungsöfen, das heißt Öfen mit mittleren Kammerbreiten über 550 mm und Kam­merhöhen über 7.500 mm, geeignet. In der DE-AS 20 64 733 ist hierbei bereits eine Koksausdrückmaschine beschrieben wor­den, bei der alle anzutreibenden Teile der Maschine durch eine gemeinsame hydraulische Energiequelle angetrieben werden sollen. Die Hydraulik wird jedoch in diesem Falle ebenso wie bei allen anderen bisher bekannten Vorrichtun­gen im offenen Kreislauf für das Druckmedium betrieben. Hierbei wird das Druckmedium aus einem großen Vorratsbehäl­ter durch Pumpen in kleinere Speicherbehälter (sogen.Akku­mulatoren) gefördert, von denen die einzelnen hydraulischen Antriebe versorgt werden. Die Förderung des Druckmediums zu den Akkumulatoren wird dabei eingestellt, sobald diese ihren maximalen Druck erreicht haben, und wieder aufgenom­men, wenn der Druck im Akkumulator unter den maximalen Wert gesunken ist. Bei den bekannten Konstruktionen müssen deshalb verhältnismäßig große Mengen an Druckmedium ge­speichert und transportiert werden, was verhältnismäßig große Rohrleitungsquerschnitte erforderlich macht. Außer­dem müssen diese Konstruktionen mit den entsprechenden Akkumulatoren und einem großen Vorratsbehälter ausge­rüstet sein, so daß sich insgesamt gesehen hohe Anlage- und Betriebskosten ergeben.The use of hydraulic drives on coke extraction machines for carrying out the driving, pushing and leveling operations is known. Hydraulic drives of this type are suitable because of the large power requirement required there, in particular for use in large-scale coking furnaces, that is to say furnaces with medium chamber widths over 550 mm and chamber heights over 7,500 mm. DE-AS 20 64 733 has already described a coke squeezing machine in which all parts of the machine to be driven are to be driven by a common hydraulic energy source. In this case, however, the hydraulics are operated in an open circuit for the pressure medium, as in all other previously known devices. The pressure medium is pumped from a large storage tank by pumps into smaller storage tanks (so-called accumulators), from which the individual hydraulic drives are supplied. The delivery of the pressure medium to the accumulators is stopped as soon as they have reached their maximum pressure, and resumed when the pressure in the accumulator has dropped below the maximum value. With the known constructions must therefore relatively large amounts of pressure medium are stored and transported, which requires relatively large pipe cross sections. In addition, these constructions must be equipped with the appropriate accumulators and a large storage container, so that overall there are high investment and operating costs.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Koksausdrückmaschine zu schaffen, bei der alle Arbeitsvor­gänge durch einen gemeinsamen hydraulischen Gesamtantrieb bewerkstelligt werden und die vorstehend geschilderten Nachteile bekannter Konstruktionen vermieden werden, wo­bei sich das Verfahren zum Betrieb dieser Koksausdrückma­schine gleichzeitig durch eine besonders wirtschaftliche, d.h. energiesparende Arbeitsweise auszeichnen soll.The invention is therefore based on the object of providing a coke extrusion machine in which all operations are carried out by a common hydraulic overall drive and the disadvantages of known constructions described above are avoided, the method for operating this coke extrusion machine being simultaneously characterized by a particularly economical, i.e. energy-saving way of working.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Koksausdrückmaschine der eingangs genannten Art, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die zur Durchführung der einzelnen Arbeitsvorgänge benötigten Antriebe mit dem Gesamtantrieb durch einen geschlossenen Kreislauf des Druckmediums ver­bunden sind, wobei die einzelnen Antriebe untereinander durch die Schaltstellung der Ventile für das Druckmedium so verriegelt werden können, daß immer nur ein Arbeits­vorgang mit der zur Verfügung stehenden Leitung betrie­ben wird.This object is achieved by a coke pushing machine of the type mentioned at the outset, which according to the invention is characterized in that the drives required for carrying out the individual work processes are connected to the overall drive by a closed circuit of the pressure medium, the individual drives being connected to one another by the switching position of the valves for the print medium can be locked in such a way that only one operation is carried out with the available line.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Koksausdrückmaschi­ne alle Antriebe im geschlossenen Kreislauf des Druckme­diums betrieben werden, entfallen die sonst üblichen Akku­mulatoren und Vorratsbehälter,und es sind für den Kreislauf wesentlich kleinere Mengen an Druckmedium erforderlich als bisher. Ferner ermöglicht der geschlossene Kreislauf höhe­re Fließgeschwindigkeiten des Druckmediums, ohne Turbulen­zen zu erzeugen, und dadurch können kleinere Rohrleitungs­querschnitte angewandt werden. Die einzelnen Arbeitsvor­gänge werden dabei durch direkt an den anzutreibenden Ele­menten angebaute Antriebe (Hydromotoren) bewerkstelligt, die über den geschlossenen Kreislauf des Druckmediums mit dem Gesamtantrieb verbunden sind. Die Antriebe wirken hier­bei ohne Zwischenschaltung von Kupplung und Getriebe auf die anzutreibenden Elemente wie folgt ein:
Bei der Druckstange auf eine Ritzelwelle,
bei der Planierstange auf eine Seiltrommelwelle und
beim Fahrwerk auf die Radwellen der Antriebsräder.Because all the drives in the coke press machine according to the invention are operated in a closed circuit of the pressure medium, the otherwise usual accumulators and storage containers are eliminated, and they are for the circuit much smaller amounts of pressure medium required than before. Furthermore, the closed circuit enables higher flow velocities of the pressure medium without generating turbulence, and thus smaller pipe cross sections can be used. The individual work processes are carried out by drives (hydraulic motors) directly attached to the elements to be driven, which are connected to the overall drive via the closed circuit of the pressure medium. The drives act on the elements to be driven without the interposition of the clutch and transmission as follows:
With the push rod on a pinion shaft,
on the leveling rod on a cable drum shaft and
on the wheel shafts of the drive wheels.

Die einzelnen Antriebe können durch hydraulisch, pneuma­tisch oder elektrisch betätigte Ventile für das Druckme­dium verriegelt werden, so daß jeweils nur ein Antrieb für einen Arbeitsvorgang mit der maximal zur Verfügung stehenden Leistung betrieben werden kann. Bei Defekt eines Antriebes (Hydromotor) kann dieser in eine sogenannte Schwimmstellung geschaltet werden, wobei sich der Antrieb mitdreht, ohne Druck zu erzeugen. Dadurch kann der Betrieb der Maschine fortgesetzt werden, ohne daß ein Stillstand der Anlage erforderlich ist. Für Notfallsituationen, z.B. durch Stromausfall, wird ein durch einen Dieselmotor direkt angetriebenes Notaggregat installiert, so daß alle Antriebe weiter betrieben werden können.The individual drives can be locked by hydraulically, pneumatically or electrically operated valves for the pressure medium, so that only one drive can be operated at a time with the maximum available power. If a drive (hydraulic motor) is defective, it can be switched to a so-called floating position, whereby the drive rotates without generating pressure. This allows the machine to continue operating without the need to shut down the system. For emergency situations, for example due to a power failure, an emergency unit driven directly by a diesel engine is installed so that all drives can continue to be operated.

Die konstruktive Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Koks­ausdrückmaschine sowie ihrer Nebeneinrichtungen entspricht dabei den zum Stande der Technik gehörenden Ausführungs­formen. Da diese nicht Gegenstand der vorliegenden Erfin­dung sind, braucht hier auf konstruktive Details nicht näher eingegangen zu werden. Die Erfindung soll deshalb nachfolgend an Hand des in der Abbildung dargestellten Hydraulik-Schaltplanes näher erläutert werden.The structural design of the coke pushing machine according to the invention and its auxiliary devices correspond to the embodiments belonging to the prior art. Since these are not the subject of the present invention, there is no need to go into structural details here. The invention is therefore to be explained in more detail below with the aid of the hydraulic circuit diagram shown in the figure.

Im vorliegenden Schaltplan bilden die vier Pumpen 1-4, deren elektrische Antriebsleistung von den vier Motoren 5-8 erzeugt wird, den hydraulischen Gesamtantrieb der Koksausdrückmaschine. Für den Fahrantrieb der Koksausdrück­maschine sind die Hydromotoren 9-16 vorgesehen, durch die über die Radwellen acht Räder des Fahrwerkes der Koksaus­drückmaschine angetrieben werden. Die Hydromotoren 17 und 18 dienen dem Antrieb der Druckstange, während über die Hydromotoren 19 und 20 die Planierstange angetrieben wird. Wie aus dem Schaltplan hervorgeht, sind alle Hydromotoren mit den vier Pumpen 1-4 des Gesamtantriebes über Hydrau­leitungen im geschlossenen Kreislauf verbunden. Die Steue­rung der Zufuhr des Druckmediums (Hydraulikflüssigkeit) zu den einzelnen Hydromotoren erfolgt dabei über die Ven­tile 21-30. Die an den Ventilen angebrachten Kennbuchsta­ben kennzeichnen die Zuordnung der einzelnen Ventile zu den einzelnen Aggregaten der Koksausdrückmaschine. "F" bedeutet hierbei Fahrantrieb, "D" Druckstange und "P" Planierstange. Das Bezugszeichen 31 kennzeichnet den Ver­teilerkasten für das Druckmedium für die Vorwärtsfahrt der Druckstange und 32 den Verteilerkasten für die Rück­wärtsfahrt der Druckstange. Entsprechendes gilt auch für die Planierstange. Hier erfolgt die Zufuhr des Druckmediums für die Vorwärtsfahrt über den Verteilerkasten 33 und für die Rückwärtsfahrt über den Verteilerkasten 34. Die Pumpe 35 ist als Notaggregat für den Fall eines Ausfalles der Pumpen 1-4 vorgesehen. Diese Pumpe wird dabei direkt durch den Diesel­motor 36 angetrieben und ist in der Lage, im Notfall die Hy­dromotoren im unbedingt erforderlichen Umfange mit Druckme­dium zu versorgen, so daß das Fahren und Planieren mit voller Geschwindigkeit und das Drücken mit verringerter Geschwindig­keit durchgeführt werden können. Die Sperrventile 37 und 38, die im Normalbetrieb geschlossen sind, werden zu diesem Zweck geöffnet. Das Ventil 39 dient der Steuerung der Zufuhr des Druckmediums zu den beiden von der Pumpe 35 abgehenden Hy­draulikleitungen. Damit etwa auftretende Verluste an Druck­medium ausgeglichen werden können, weisen die Pumpen 1-4 und 35 Zuführungsleitungen 40-44 für die Zufuhr von frischem Druckmedium auf. Bei Zufuhr von frischem Druckmedium sind die in diesen Leitungen befindlichen Ventile 45-49 geöffnet, sonst bleiben sie normalerweise geschlossen. In den Leitun­gen 40-43 sind außerdem noch kleine Förderpumpen 50-53 in­stalliert, durch die das von außen zugeführte Druckmedium in den Kreislauf der jeweiligen Pumpe eingespeist wird.In the present circuit diagram, the four pumps 1-4, the electrical drive power of which is generated by the four motors 5-8, form the overall hydraulic drive of the coke extracting machine. The hydraulic motors 9-16 are provided for the travel drive of the coke extraction machine, by means of which eight wheels of the chassis of the coke extraction machine are driven via the wheel shafts. The hydraulic motors 17 and 18 serve to drive the push rod, while the leveling rod is driven via the hydraulic motors 19 and 20. As can be seen from the circuit diagram, all hydraulic motors are connected to the four pumps 1-4 of the overall drive via hydraulic lines in a closed circuit. The control of the supply of the pressure medium (hydraulic fluid) to the individual hydraulic motors takes place via the valves 21-30. The identification letters attached to the valves indicate the assignment of the individual valves to the individual units of the coke extracting machine. "F" here means travel drive, "D" push rod and "P" leveling rod. The reference numeral 31 designates the distribution box for the pressure medium for the forward travel of the push rod and 32 the distribution box for the backward travel of the push rod. The same applies to the leveling bar. This is where the print medium is fed for forward travel via distribution box 33 and for reverse travel via distribution box 34. Pump 35 is provided as an emergency unit in the event of failure of pumps 1-4. This pump is driven directly by the diesel engine 36 and is able to supply the hydraulic motors with the necessary amount of pressure medium in an emergency, so that driving and leveling can be carried out at full speed and pressing at reduced speed. The check valves 37 and 38, which are closed in normal operation, are opened for this purpose. The valve 39 serves to control the supply of the pressure medium to the two hydraulic lines coming from the pump 35. So that any losses of pressure medium that may occur can be compensated for, the pumps 1-4 and 35 have supply lines 40-44 for the supply of fresh pressure medium. When fresh pressure medium is supplied, the valves 45-49 in these lines are open, otherwise they normally remain closed. Small feed pumps 50-53 are also installed in lines 40-43, through which the pressure medium supplied from the outside is fed into the circuit of the respective pump.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Koksausdrückmaschi­ne läßt sich wie folgt beschreiben:The mode of operation of the coke press machine according to the invention can be described as follows:

Für die Fahrbewegung der Maschine werden die auf den Rad­wellen der Antriebsräder installierten Hydromotoren 9-16 ohne Zwischenschaltung eines Getriebes durch den von den Pumpen 1-4 erzeugten Kreislauf des Druckmediums angetrie­ben. Die Koksausdrückmaschine fährt dabei in an sich be­kannter Weise auf Schienen an der Koksofenbatterie entlang.For the movement of the machine, the hydraulic motors 9-16 installed on the wheel shafts of the drive wheels are driven by the circuit of the pressure medium generated by the pumps 1-4 without the interposition of a transmission. The coke pressing machine travels along rails along the coke oven battery in a manner known per se.

Für die Schnellfahrt werden alle vier Pumpen 1-4 auf volle Förderleistung geschaltet. Die Fahrgeschwindigkeit wird durch stufenweise Reduzierung der Förderleistung der Pum­pen 1-4 verringert, sobald sich die Koksausdrückmaschine der zu drückenden Koksofenkammer nähert. Für die sogenann­te Schleichfahrt zum genauen Positionieren der Koksaus­drückmaschine vor der zu entleerenden Koksofenkammer wird der Fahrantrieb nur noch durch eine einzige der vier Pum­pen 1-4 bewerkstelligt. Sobald die Koksausdrückmaschine ihre richtige Position erreicht hat und die Türen der ent­sprechenden Koksofenkammer geöffnet worden sind, werden durch Umstellung der entsprechenden Ventile die Hydro­motoren 17 und 18 in Gang gesetzt, die die Druckstange antreiben. Führungsgröße für die Auslegung der gesamten Hydraulik des Systems ist hierbei der Druckstangenantrieb. Hierfür können beispielsweise folgende Maximalwerte zu­grundegelegt werden:
Druckstangengeschwindigkeit 25 m/min
Druckkraft 1100 kNFor fast travel, all four pumps 1-4 are switched to full delivery capacity. The driving speed is reduced by gradually reducing the delivery capacity of the pumps 1-4 as soon as the coke extraction machine approaches the coke oven chamber to be pressed. For the so-called creep speed for the exact positioning of the coke extraction machine in front of the coke oven chamber to be emptied, the travel drive is only accomplished by one of the four pumps 1-4. As soon as the coke extraction machine has reached its correct position and the doors of the corresponding coke oven chamber have been opened, the hydraulic motors 17 and 18 which drive the push rod are started by changing over the corresponding valves. The reference variable for the design of the entire hydraulic system is the push rod drive. The following maximum values can be used as a basis for this:
Push rod speed 25 m / min
Pressure force 1100 kN

Die Antriebsleistung der Hydromotoren setzt sich dabei zu­sammen aus dem Produkt Druck mal Volumenstrom, wobei der Druck der beim Drücken des Kokses aufzuwendenden Druck­kraft und der Volumenstrom der Druckstangengeschwindigkeit entspricht. Die aufzuwendende Druckkraft hängt hierbei vom Widerstand des zu drückenden Kokses in der Koksofenkammer ab. Aus dieser Beziehung ergibt sich deshalb, daß mit ab­nehmender Geschwindigkeit der Druckstange die von ihr aus­geübte Druckkraft gesteigert werden kann. Für die Praxis bedeutet dies, daß die Druckstange zunächst mit voller Geschwindigkeit von ihrer Ausgangsposition bis vor den zu drückenden Kokskuchen fährt. Je nach dem erforderlichen Kraftbedarf beim Drücken und Verfestigen des Kokskuchens kann dann die Geschwindigkeit verringert und die ausgeübte Druckkraft erhöht werden. Hierbei ist normalerweise davon auszugehen, daß in der Regel die maximale Druckkraft (PD) von 1100 kN nur äußerst selten benötigt wird. Erfindungs­gemäß ist deshalb vorgesehen, daß die Geschwindigkeit der Druckstange (VD) während des Druckvorganges nur dann ver­ringert wird, wenn die hierfür benötigte Druckkraft (PD) den Wert von 700 kN übersteigt, was nur bei ca. 5 % aller Druckvorgänge der Fall ist. Hierbei wird die Geschwindig­keit der Druckstange proportional in dem Maße verringert, wie die benötigte Druckkraft oberhalb des Wertes von 700 kN ansteigt. Liegt die benötigte Druckkraft bei dem Maximalwert von 1100 kN, so wird die Druckstangengeschwin­digkeit bis auf 16 m/min verringert. Liegt die benötigte Druckkraft dagegen im Bereich zwischen 700 und 1100 kN, so wird die Druckstangengeschwindigkeit proportional im Bereich zwischen 25 und 16 m/min so verringert, daß das Produkt PD x VD in etwa konstant bleibt. Hierbei wird normalerweise die erhöhte bzw. maximale Druckkraft nur auf einem Weg von ca. 3 m benötigt, was etwa 10 % des Ge­samtweges entspricht. Nachdem sich der Kokskuchen von den Wänden der Koksofenkammer gelöst hat, nimmt die erforder­liche Druckkraft sehr deutlich ab, so daß die Geschwindig­keit der Druckstange wieder entsprechend erhöht werden kann. Durch das erfindungsgemäße Vorgehen, bei dem der er­höhte Druckkraftbedarf im Bereich zwischen 700 un 1100 kN durch eine entsprechende Verringerung der Druckstangenge­schwindigkeit ausgeglichen wird, braucht die installierte Leistung der Koksausdrückmaschine nicht auf den Maximalwert der Druckkraft von 1100 kN ausgelegt zu werden. Hierdurch ergibt sich für die Druckkraft eine Einsparung an instal­lierter Leistung in Höhe von 36 %. Die für den Antrieb der Druckstange erforderliche Kraft wird von den Hydro­motoren 17 und 18 über eine Ritzelwelle unmittelbar, das heißt ohne Zwischenschaltung eines Getriebes, auf die Druckstange übertragen. Für den absoluten Notfall, bei dem die Druckstange mittels einer Winde aus der Ofenkam­mer gezogen werden muß, ist es möglich, die Hydromotoren 17 und 18 in eine sogenannte Schwimmstellung zu schalten, in der sie ohne Widerstand mitdrehen. Wie beim Fahrantrieb kann auch bei der Druckstange das Beschleunigen und Ab­bremsen durch stufenweise Regelung der Förderleistung der Pumpen 1-4 gesteuert werden.The drive power of the hydraulic motors is made up of the product pressure times volume flow, the pressure corresponding to the pressure force to be used when pressing the coke and the volume flow corresponding to the speed of the push rod. The pressure force to be used depends on the resistance of the coke to be pressed in the coke oven chamber. It therefore follows from this relationship that the pressure force exerted by the push rod can be increased as the speed of the push rod decreases. In practice, this means that the push rod is initially full Speed from its starting position to the coke cake to be pressed. Depending on the force required to press and solidify the coke cake, the speed can then be reduced and the pressure applied can be increased. It can usually be assumed that the maximum pressure force (P D ) of 1100 kN is rarely required. According to the invention it is therefore provided that the speed of the push rod (V D ) is reduced during the printing process only if the pressure force (P D ) required for this exceeds the value of 700 kN, which is only the case for approximately 5% of all printing processes . The speed of the push rod is reduced proportionally to the extent that the required push force rises above the value of 700 kN. If the required pressure force is at the maximum value of 1100 kN, the push rod speed is reduced to 16 m / min. If, on the other hand, the required compressive force is in the range between 700 and 1100 kN, the push rod speed is reduced proportionally in the range between 25 and 16 m / min so that the product P D x V D remains approximately constant. The increased or maximum pressure force is normally only required over a distance of approx. 3 m, which corresponds to approx. 10% of the total distance. After the coke cake has detached itself from the walls of the coke oven chamber, the pressure force required decreases very significantly, so that the speed of the pressure rod can be increased again accordingly. Through the procedure according to the invention, in which the increased pressure force requirement in the range between 700 and 1100 kN is compensated for by a corresponding reduction in the pushrod speed, the installed capacity of the coke pushing machine does not need to reach the maximum value the pressure force of 1100 kN. This results in a 36% saving in installed capacity for the pressure force. The force required to drive the push rod is transmitted directly to the push rod by the hydraulic motors 17 and 18 via a pinion shaft, that is to say without a gearbox being interposed. For the absolute emergency, in which the push rod has to be pulled out of the furnace chamber by means of a winch, it is possible to switch the hydraulic motors 17 and 18 into a so-called floating position, in which they rotate without resistance. As with the traction drive, the acceleration and braking of the push rod can be controlled by gradually regulating the delivery rate of pumps 1-4.

Sobald das Drücken des Kokses beendet ist, wird die Druck­stange wieder in ihre Ausgangsposition zurückgefahren und die Türen der Koksofenkammer wieder geschlossen und ver­riegelt. Anschließend wird, ohne daß die Koksausdrück­maschine ihre Position verändert, die entleerte Koksofen­kammer neu mit Kohle gefüllt. Der hierbei entstehende Schüttkegel muß durch die Planierstange eingeebnet wer­den. Hierzu werden durch Umschaltung der entsprechenden Ventile die Hydromotoren 19 und 20 in Betrieb gesetzt. Prinzipiell gelten für den Antrieb der Planierstange die gleichen Überlegungen wie für die Druckstange. Der An­trieb der Planierstange erfolgt dabei über eine Seiltrom­mel, die von den Hydromotoren 19 und 20 ohne Zwischen­schaltung eines Getriebes angetrieben wird. Auch für die­se Motoren ist eine sogenannte Schwimmstellung für den Notfall vorgesehen, so daß gegebenenfalls die Planier­stange mittels einer Winde aus der Koksofenkammer gezo­gen werden kann.As soon as the coke has been pressed, the push rod is moved back to its starting position and the doors of the coke oven chamber are closed and locked again. The emptied coke oven chamber is then refilled with coal, without the coke pressing machine changing its position. The resulting cone must be leveled by the leveling rod. For this purpose, the hydraulic motors 19 and 20 are put into operation by switching over the corresponding valves. In principle, the same considerations apply to the drive of the leveling rod as for the push rod. The leveling rod is driven by a cable drum which is driven by the hydraulic motors 19 and 20 without the interposition of a gear. For these motors, too, a so-called floating position is provided for emergencies, so that, if necessary, the leveling rod can be pulled out of the coke oven chamber by means of a winch.

Grundsätzlich geht die Erfindung davon aus, daß jeweils immer nur die Antriebe eines der drei Arbeitsvorgänge Fahren, Drücken und Planieren betrieben werden. Analysen bei bereits ausgeführten Koksausdrückmaschinen auf Groß­kokereien haben nämlich ergeben, daß auch das Drücken und das Planieren nacheinander ablaufen und nicht zeit­gleich durchgeführt werden.Basically, the invention is based on the fact that in each case only the drives of one of the three operations driving, pressing and leveling are operated. Analyzes of coke extracting machines that have already been carried out on large coking plants have shown that pressing and leveling also take place in succession and are not carried out at the same time.

Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Konstruktion und des erfindungsgemäßen Verfahrens werden eine ganze Reihe von Vorteilen erzielt, die sich wie folgt zusammen­fassen lassen:

  • 1. Es sind weniger Bauteile erforderlich, nämlich
    - keine Getriebe
    - keine Kupplungen
    - weniger Elektroantriebe.
  • 2. Durch den hydraulischen Gesamtantrieb in Verbindung mit dem zeitlichen Versatz der einzelnen Arbeitsvor­gänge wird der Bedarf an elektrischer Energie herab­gesetzt.
  • 3. Die verwendeten Hydromotoren erzeugen wesentlich geringere Schallemissionen als andere schnell­laufende Antriebe.
  • 4. Durch die Verringerung der Bauteile entsteht ein geringerer Wartungsaufwand und geringerer Platzbe­darf.
  • 5. Durch die geschwindigkeitsgeregelte Betätigung der Druckstange werden die Wände der Koksofenkammern geschont und damit ihre Lebensdauer verlängert.
  • 6. Die installierte Leistung für den Antrieb der Druck­stange braucht nicht auf den zu erwartenden Maximal­wert der Druckkraft ausgelegt zu werden, da der er­höhte Druckkraftbedarf im Bereich > 700 kN durch eine entsprechende Verringerung der Druckstangen­geschwindigkeit ausgeglichen wird.
  • 7. Die Ermittlung der erforderlichen Druckkraft ist zu jedem Zeitpunkt des Druckvorganges durch eine ein­fache Druckmessung möglich.
By using the construction according to the invention and the method according to the invention, a whole series of advantages are achieved, which can be summarized as follows:
  • 1. Fewer components are required, namely
    - no gears
    - no clutches
    - fewer electric drives.
  • 2. The need for electrical energy is reduced by the hydraulic overall drive in connection with the time offset of the individual work processes.
  • 3. The hydraulic motors used generate much lower noise emissions than other high-speed drives.
  • 4. By reducing the number of components, maintenance and space requirements are reduced.
  • 5. The speed-controlled actuation of the push rod protects the walls of the coke oven chambers and thus extends their lifespan.
  • 6. The installed power for the drive of the push rod does not need to be designed for the expected maximum value of the push force, since the increased push force requirement in the range> 700 kN is compensated for by a corresponding reduction in the push rod speed.
  • 7. The required pressure force can be determined at any time during the printing process by a simple pressure measurement.

Claims (7)

1. Koksausdrückmaschine für Verkokungsöfen, bei der alle Antriebe zur Durckführung der Arbeitsvorgänge Fahren, Drücken und Planieren durch einen gemein­samen hydraulischen Gesamtantrieb bewerkstelligt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Durch­führung der einzelnen Arbeitsvorgänge benötigten An­triebe mit dem Gesamtantrieb durch einen geschlos­senen Kreislauf des Druckmediums verbunden sind, wobei die einzelnen Antriebe untereinander durch die Schaltstellung der Ventile (21-30) für das Druckmedium so verriegelt werden können, daß immer nur ein Arbeitsvorgang mit der zur Verfügung stehen­den Leitung betrieben wird.1. Coke squeezing machine for coking ovens, in which all drives for carrying out the driving, pressing and leveling operations are accomplished by a common hydraulic overall drive, characterized in that the drives required for carrying out the individual operations are connected to the overall drive by a closed circuit of the pressure medium , whereby the individual drives can be locked to one another by the switching position of the valves (21-30) for the pressure medium in such a way that only one operation is operated with the available line. 2. Koksausdrückmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Gesamtantrieb aus einer Reihe von Pumpen (1-4) mit den dazugehörigen Motoren (5-8) besteht, wobei die Pumpen (1-4) durch einen geschlos­senen Kreislauf des Druckmediums mit den Hydromo­toren (9-20) der Antriebe für die einzelnen Arbeits­vorgänge verbunden werden können.2. Coke pressing machine according to claim 1, characterized in that the overall drive consists of a series of pumps (1-4) with the associated motors (5-8), the pumps (1-4) through a closed circuit of the pressure medium with the Hydromotors (9-20) of the drives for the individual work processes can be connected. 3. Koksausdrückmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Notaggregat zusätz­lich eine Pumpe (35) installiert ist, die von einem Dieselmotor (36) direkt angetrieben wird.3. Coke pressing machine according to claims 1 and 2, characterized in that a pump (35) is additionally installed as an emergency unit, which is driven directly by a diesel engine (36). 4. Verfahren zum Betrieb der Koksausdrückmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsvorgänge Fahren, Drücken und Planieren nacheinander durchgeführt werden.4. A method of operating the coke pushing machine according to claims 1 to 3, characterized in that the driving, pressing and leveling operations are carried out one after the other. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstange beim Drücken mit maximaler Ge­schwindigkeit bis vor den zu drückenden Kokskuchen fährt, worauf die Geschwindigkeit, sofern die benö­tigte Druckkraft einen bestimmten Wert übersteigt, verringert und der Kokskuchen mit dieser verringer­ten Geschwindigkeit der Druckstange verfestigt und gedrückt wird, wobei die Druckstange nach Beendigung des Druckvorganges wieder auf die maximale Geschwin­digkeit beschleunigt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the push rod moves at maximum speed in front of the coke cake to be pressed, whereupon the speed, if the required compressive force exceeds a certain value, is reduced and the coke cake solidifies with this reduced speed of the push rod and is pressed, the push rod being accelerated again to the maximum speed after the printing process has ended. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Druckstange mit einer maxima­len Geschwindigkeit von 25 m/min bewegt wird, wobei diese Geschwindigkeit während des Druckvorganges nur dann verringert wird, wenn die hierfür benötigte Druckkraft den Wert von 700 kN übersteigt.6. The method according to claims 4 and 5, characterized in that the push rod is moved at a maximum speed of 25 m / min, this speed being reduced during the printing process only if the pressure force required for this exceeds the value of 700 kN . 7. Verfahren nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Druckstan­ge während des Druckvorganges bei einer benötigten Druckkraft von 1100 kN bis auf 16 m/min verringert wird.7. The method according to claims 4 to 6, characterized in that the speed of the push rod is reduced during the printing process at a required compressive force of 1100 kN to 16 m / min.
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