DE3423816C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Koksofentür für Horizon­ talkammerverkokungsöfen mit einem auf der Innenseite in einem vorgegebenen Abstand am Türkörper befestigten Schutzschild aus metallischem Material, wobei im Zwischenraum mindestens ein vertikaler Gassammelraum gebildet wird, der mit dem horizonta­ len Gassammelraum oberhalb der Kammerfüllung in Verbindung steht.

Bei Horizontalkammerverkokungsöfen werden die schmalen paral­ lel zueinander angeordneten Ofenkammern durch zwischenliegende Heizwände, in denen ein Unterfeuerungsgas verbrannt wird, be­ heizt. Die beiden Enden der Ofenkammern, die im Verhältnis zur Höhe sehr schmal sind, werden durch metallene Koksofentüren verschlossen. Nach dem Ausgaren einer Koksfüllung werden diese Koksofentüren durch mechanische Einrichtungen an den Koksofen­ bedienungsmaschinen entfernt und der ausgegarte Koks aus den Ofenkammern herausgedrückt. Anschließend werden die Koksofen­ türen wieder eingesetzt und die Ofenkammer mit neuer Kohle ge­ füllt. Die Kohle wird jedoch nicht bis an die Decke der Ofen­ kammern gefüllt, sondern es verbleibt ein horizontaler Gassam­ melraum oberhalb der Kohlefüllung, um den entweichenden Entga­ sungsgasen freien Abzug zum Steigerohr und zur Gasvorlage zu sichern.

Damit die entstehenden Entgasungsgase im Bereich der Koksofen­ türen nicht zu einer zu hohen Druckdifferenz zwischen Ofen­ raum und Umgebung führen, die kaum erfüllbare Dichtigkeitsan­ forderungen an die Koksofentüren erzwingt, ist ein (vertika­ ler) Gassammelraum innen an den Koksofentüren einzurichten.

In der DE-PS 2 38 363 ist vorgeschlagen worden, an der Rückwand der Koksofentür ein Schutzschild anzubringen und dieses mit dem äußeren Türkörper zu verbinden, um zwischen Tür und Fül­ lung des Koksofens einen leeren (vertikalen) Gassammelraum zu schaffen.

Herkömmliche Koksofentüren bestehen aus einem metallenen Tür­ körper und einem daran befestigten Türstopfen aus feuerfestem Steinmaterial, der bis in den Bereich der ersten Heizzüge in die Ofenkammer hineinragt. Durch diesen Türstopfen wird der Türkörper und -rahmen weitgehend vor den hohen Temperaturen des Kokskuchens geschützt, so daß an den Innenseiten des Tür­ körpers, des Türrahmens und der Dichteinrichtungen die teeri­ gen Bestandteile des entweichenden Entgasungsgases kondensie­ ren. Das teerige Kondensat muß nach Abnehmen der Koksofentüren durch mechanische oder hydraulische Reinigungsarbeiten ent­ fernt werden, und die Qualität und Lebensdauer der Dichtein­ richtungen werden beeinträchtigt.

Der Einsatz einer Koksofentür mit einem Schutzschild führt zu wesentlich veränderten Druck- und Temperaturverhältnissen:
Durch den vertikalen Gassammelraum können die Entgasungsgase entweichen und es baut sich kein Überdruck hinter der Koksofen­ tür auf. Die Entgasungsgase geben zudem bei ihrem Weg durch den vertikalen Gassammelraum einen Teil ihrer Enthalpie an das Schild und damit an die Kohle ab, so daß der Kokskuchen im Be­ reich der Koksofentüren besser ausgart als bei Koksofentüren mit herkömmlichen Türstopfen.

Durch den fehlenden Türstopfen wird allerdings der Türkörper und der Türrahmen wesentlich wärmer und nach Erreichen einer entsprechend hohen Temperatur kondensieren die teerigen Be­ standteile der Entgasungsgase nicht mehr.

Im Verlauf der Abgarung erhöht sich die mittlere Temperatur des Kokskuchens und damit auch die des Schutzschildes, so daß neben dem Enthalpiestrom der Entgasungsgase auch der Strah­ lungswärmestrom des Schutzschildes in die Wärmebilanz im (ver­ tikalen) Gassammelraum zwischen Türkörper und Schutzschild eingeht. Bei steigender Heizzug- und damit Kokskuchentempera­ tur kann der Strahlungswärmestrom des Schutzschildes so hoch werden, daß im Türkörper bzw. Türrahmen Temperaturen auftreten, die das Material nicht mehr zuläßt bzw. es treten durch die wachsenden Temperaturgradienten Überschreitungen der zulässi­ gen Spannung des Materials auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile des Schutzschildes zu nutzen und durch geeignete Einrichtungen si­ cherzustellen, daß im Bereich des Türkörpers, des Türrahmens und der Dichtelemente Temperaturen einstellbar sind, die ver­ hindern, daß die teerigen Bestandteile der Entgasungsgase kon­ densieren, ohne jedoch die für das Material maximal zulässigen Temperaturen zu überschreiten.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß zur Regulierung der Wärmeabgabe vom Schutzschild an den Tür­ körper und/oder den Türrahmen zwischen Türkörper und Schutz­ schild ein oder mehrere über die ganze oder einen Teil der Fläche des Türkörpers erstreckende Strahlungsschutzschirme ver­ stellbar angeordnet sind. Bei gleichbleibendem Abstand des Schutzschildes zum Türkörper soll erfindungsgemäß der Strah­ lungsanteil vom Schutzschild an die äußeren Partien von Tür­ körper und Türrahmen durch eine Veränderung der Fläche des Strahlungsschutzschirmes und auch durch die Veränderung des Abstandes zum Türkörper eingestellt werden. In den beiden Ex­ tremstellungen kann der Strahlungsschutzschirm erfindungsge­ mäß entweder an der Innenseite des Türkörpers anliegen oder direkten Kontakt zum Schutzschild haben. Wenn z. B. der Strah­ lungsschutzschirm in seiner äußersten Stellung an der Innen­ seite des Türkörpers anliegt, kann die vom Schutzschild aus­ gehende Strahlungswärme nahezu ungehindert zum Türrahmen und vor allem zu den Bereichen der umlaufenden Türdichtung gelan­ gen. Das hat zur Folge, daß sich dort die gewünschten hohen Temperaturen einstellen und eine Kondensatbildung möglichst verhindert wird. Stellt sich aber heraus, daß bei insgesamt höheren Ofentemperaturen die Bereiche Türrahmen und Türkörper zu heiß werden und die Grenzen für das Material erreicht wer­ den, wird der Strahlungsschutzschirm erfindungsgemäß so weit vom Türkörper weg auf den Schutzschild zubewegt, bis die ge­ wünschten Temperaturen erreicht sind. Vor allem durch das Ver­ schieben des Strahlungsschutzschirmes nach innen hinter den Bereich des metallischen Türrahmens wird die direkte Strahlung auf den Türrahmen und den gesamten Dichtungsbereich verhindert.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß der Strahlungsschutz­ schirm an den Befestigungselementen des Schutzschildes ange­ bracht ist. Mit Hilfe einer Stellvorrichtung kann er z. B. auch von außen in seiner Stellung vom Türkörper bis zum Schutz­ schild verstellbar sein. Als besondere Ausführungsform schlägt die Erfindung dazu vor, daß der Strahlungsschutzschirm an Stangen oder Schraubenbolzen befestigt ist, die durch die Dichtungsplatte des Türkörpers nach außen geführt sind und von außen in Kammerlängsrichtung verstellbar sind.

Der Strahlungsanteil auf die Bereiche der Türdichtung läßt sich insbesondere dann zusätzlich verändern, wenn der Strah­ lungsschutzschirm über der Höhe und/oder der Breite der Kam­ meröffnung aus mehreren Einzelelementen besteht, die einzeln oder alle entfernbar sind. Je dichter der Kammerquerschnitt mit Strahlungsschutzelementen ausgefüllt ist, desto weniger Wärmestrahlung kann vom Schutzschild nach außen zu den Dich­ tungsbereichen gelangen. DieElemente des Strahlungsschutz­ schirmes können auch unterschiedliche Strahlungseigenschaften besitzen und einzeln oder in der Gesamtheit austauschbar sein.

Für die erfindungsgemäßen Koksofentüren ist eine sogenannte Leichtbaukonstruktion des Türkörpers bekannt, der aus einer einfachen Türkörpertragkonstruktion und einer damit verbunde­ nen durchgehenden Dichtungsplatte besteht. Die Innenseite der Dichtungsplatte wird dabei üblicherweise mit einer Isolier­ schicht versehen. Im Bereich der umlaufenden, mit der Dich­ tungsplatte verbundenen Dichtelemente, die gegen den Türrahmen abdichten, fehlt eine derartige Isolierschicht, so daß trotz hoher Wärmestrahlung in diesen Bereichen hohe Wärmeverluste auftreten. Das ist deswegen der Fall, weil wegen der hohen Wärmeleitfähigkeit der metallischen Dichtungsplatte diese ins­ gesamt als Kühlrippe wirkt. Um auch hier eine Abkühlung und Bildung von Teerkondensat zu verhindern, sieht die Erfindung vor, daß auf der Innenseite der Dichtungsplatte ein parallel zur Dichtungsplatte verlaufendes umlaufendes Dichtungsblech unter Zwischenlegung einer Isolierschicht befestigt ist, an dem das umlaufende Dichtungselement angeordnet ist. Dieses Dichtungsblech wird durch die Strahlungseinflüsse auf hohem Temperaturniveau gehalten und gibt aufgrund der Isolierung ge­ genüber der Dichtungsplatte nach außen relativ wenig Wärme ab. Ein direkter Kontakt Metall auf Metall zu den außen liegenden Elementen des Türkörpers wie z. B. Dichtungsplatte und Türkör­ per sowie dem inneren am Türkörper befestigten Halteblech für die Isolierung soll möglichst vollständig vermieden werden. Nähere Ausführungsformen des Dichtungsbleches sind in den An­ sprüchen 9 bis 12 beschrieben.

Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 8 bei­ spielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Koksofentür mit Schutzschild und Strahlungsschutzschirm.

Fig. 2 zeigt einen anderen Schnitt durch die Koksofentür in Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Teilansicht der Befestigung und Verstell­ barkeit des Strahlungsschutzschirmes an den Befesti­ gungselementen des Schutzschildes.

Fig. 4 zeigt eine Teilansicht zur Befestigung und Verstell­ barkeit des Strahlungsschutzschirmes.

Fig. 5 zeigt eine Teilansicht der Befestigung des Strah­ lungsschutzschirmes, die von außen verstellbar ist.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt zur Ausbildung des Strahlungs­ schutzschirmes aus Elementen.

Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt durch eine Koksofentür mit Schutzschild, Strahlungsschutzschirm, Dichtungsblech und Isolation.

Fig. 8 zeigt einen anderen Schnitt durch die Koksofentür nach Fig. 7.

In den Figuren ist auf die Darstellung der an sich bekannten Konstruktionen für die Verriegelung und Befestigung der Dich­ tungsplatte an der Türkörpertragkonstruktion verzichtet wor­ den.

Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch, wie in dem durch die Dichtungsplatte (2) mit kammerseitiger Isolierung (10) und dem Schutzschild (4) gebildeten vertikalen Gassammelraum (5) ein Strahlungsschutzschirm (9) angebracht ist. Deckt der Strah­ lungsschutzschirm (9) die gesamte Fläche des Schutzschildes (4) ab, so hängt die Wirkung des Strahlungsschutzschirmes auf die Temperaturen im Bereich der Dichtungselemente (12) und des Türrahmens (8) nur vom Abstand zum strahlenden Schutzschild (4) ab, da mit wachsendem Abstand der Schutzschild (4) zu­ sätzlich auf einen Teil der Kammerwand (21) strahlen kann und sich damit in Folge der Wärmeleitung die Temperatur in diesem Bereich erhöht.

Fig. 3 zeigt, wie der Strahlungsschirm (9) an den Befesti­ gungselementen (3) des Schutzschildes (4) verstellbar ange­ bracht ist. Dabei können in den Befestigungselementen in glei­ chen Abständen Bohrungen angeordnet sein, in die der Strah­ lungsschutzschirm mit Hilfe von Bolzen eingehängt werden kann. In Fig. 4 ist beispielsweise eine Stellvorrichtung (13) ange­ deutet, mit deren Hilfe die Lage des Strahlungsschutzschirmes stufenlos veränderbar ist. Mit Hilfe von Klemmschrauben wird dabei der Strahlungsschutzschirm (9) auf einer in Kammerlängs­ richtung angeordneten Schiene arretiert. Fig. 5 zeigt, wie der Strahlungsschutzschirm (9) an einem von außen verstellba­ ren Schraubenbolzen (14) befestigt ist, um auch bei geschlos­ senen Koksofentüren den Strahlungsschutzschirm in Kammerlängs­ richtung verschieben zu können.

In Fig. 6 ist ein aus zwei Einzelelementen (15) und (16) ge­ bildeter Strahlungsschutzschirm (9) dargestellt, der nur einen Teil der gesamten Fläche des Schutzschildes (4) abdeckt. Die­ se Einzelelemente (15) und (16) werden von den Seiten über die Befestigungselemente (3) des Schutzschildes (4) geschoben und können in der Mitte bei (22) miteinander verschraubt werden. Grundsätzlich können die Einzelelemente auch von oben und/oder unten auf­ gesteckt werden und etwa auf halber Höhe verbunden werden. Über der Höhe des Strahlungsschutzschirmes befinden sich auf diese Weise eine Reihe von offenen Querschnitten (23) bis (26) in dem Strahlungsschutzschirm. Durch Austausch der Einzelele­ mente (15) und (16) können die freien Querschnitte beliebig verändert werden.

Die Wärmeabgabe an die Umgebung von Türrahmen und Dichtungs­ platte ist unterschiedlich, da insbesondere dem geringen be­ strahlten Flächenanteil der Dichtungsplatte (2) eine große Kühlfläche zur Umgebung gegenüber steht. Somit kann es unmög­ lich werden, Türrahmen (8) und Dichtungsbereich auf gleicher Temperatur zu halten. Aus diesem Grunde wird erfindungsgemäß, wie in den Fig. 7 und 8 dargestellt, ein zusätzlich von der Dichtungsplatte (2) durch eine Isolierung (18) getrenntes Dichtungsblech (17) angebracht. Da dieses Dichtungsblech (17) durch die Isolierung (18) nur eine geringe Wärmeabgabe an die Umgebung hat, wird die Temperatur im Bereich der Dichtungs­ elemente (12) deutlich erhöht. Durch dieses zusätzliche Dich­ tungsblech (17) bildet sich ein zusätzlicher Raum (19), der erfindungsgemäß mit elastischem Isoliermaterial verfüllt wird, um ein Eindringen von Entgasungsgasen und eventuelle Konden­ sation zu verhindern. Das Dichtungsblech (17) hat gegenüber dem inneren Halteblech (11), das die Isolierung an der Innenseite der Dichtungsplatte hält, einen geringen Abstand. Eine hohe Wärmeableitung über das Halteblech (11) an die Dichtungsplatte (2) wird auf diese Weise vermieden. Darüber hinaus behält die Dichtungsplatte (22) im Bereich der umlaufenden Dichtungsele­ mente (12) die erforderliche Beweglichkeit, damit die Dich­ tungselemente über Federkräfte gegen den Türrahmen (8) ge­ preßt werden können.

Bezugszeichenliste

(1) Türkörpertragkonstruktion
(2) Dichtungsplatte
(3) Befestigungselement
(4) Schutzschild
(5) vertikaler Gassammelraum
(6) horizontaler Gassammelraum
(7) Kammerfüllung
(8) Türrahmen
(9) Strahlungsschutzschirm
(10) Isolierung
(11) kammerseitiges Halteblech
(12) Dichtelemente
(13) Stellvorrichtung
(14) Schraubenbolzen
(15) Elemente des Strahlungsschutzschirmes
(16) Elemente des Strahlungsschutzschirmes
(17) Dichtungsblech
(18) Isolierschicht
(19) Zwischenraum
(20) Zwischenraum zwischen (17) und (11)
(21) Kammerwände
(22) Schraubverbindung
(23) offene Querschnitte in (9)
(24) offene Querschnitte in (9)
(25) offene Querschnitte in (9)
(26) offene Querschnitte in (9)
(27) Andruckelemente

Claims (12)

1. Koksofentür für Horizontalkammerverkokungsöfen mit einem auf der Innenseite in einem vorgegebenen Abstand am Türkör­ per (1, 2) befestigten Schutzschild (4) aus metallischem Material, wobei im Zwischenraum mindestens ein vertikaler Gassammelraum (5) gebildet wird, der mit dem horizontalen Gassammelraum (6) oberhalb der Kammerfüllung (7) in Verbin­ dung steht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regulierung der Wärmeabgabe vom Schutzschild (4) an den Türkörper (1, 2) und/oder den Türrahmen (8) zwischen Türkörper und Schutzschild ein oder mehrere sich über die ganze oder einen Teil der Fläche des Türkörpers erstrecken­ de Strahlungsschutzschirme (9) verstellbar angeordnet sind.

2. Koksofentür nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Strahlungsschutzschirm (9) vom Türkörper (1, 2) bis zum Schutzschild (4) verstellbar ist.

3. Koksofentür nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsschutz­ schirm (9) an den Befestigungselementen (3) des Schutz­ schildes (4) angebracht ist.

4. Koksofentür nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der am Türkörper (1, 2) befestigte Strahlungsschutzschirm (9) durch eine Stellvor­ richtung (13) vom Türkörper bis zum Schutzschild (4) ver­ stellbar ist.

5. Koksofentür nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Strahlungsschutzschirm (9) an Stangen oder Schraubenbolzen (14) befestigt ist, die durch die Dichtungsplatte (2) nach außen geführt sind und von außen in Kammerlängsrichtung verstellbar sind.

6. Koksofentür nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsschutz­ schirm (9) über der Höhe und/oder Breite der Kammeröffnung aus mehreren Einzelelementen (15, 16) besteht, die einzeln oder alle entfernbar sind.

7. Koksofentür nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente des Strahlungsschutzschirmes (15, 16) unterschied­ liche Strahlungseigenschaften besitzen und einzeln oder in der Gesamtheit austauschbar sind.

8. Koksofentür nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche mit auf der Innenseite der Dichtungsplatte (2) an­ geordneter Isolierschicht (10) und mit der Dichtungsplatte (2) verbundenen Dichtelementen (12), die gegen den Türrah­ men (8) abdichten, dadurch gekennzeich­ net, daß auf der Innenseite der Dichtungsplatte (2) ein parallel zur Dichtungsplatte (2) verlaufendes, umlau­ fendes Dichtungsblech (17) unter Zwischenlegung einer Iso­ lierschicht (18) befestigt ist, an dem das umlaufende Dich­ tungselement (12) angeordnet ist.

9. Koksofentür nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Dichtungsblech (17) sich zur Kammermitte hin mindestens bis zur Innenkante des Türrahmens (8) erstreckt und mit geringem Abstand zum in der Mitte an der Dichtungsplatte (2) angebrachten Halte­ blech angeordnet ist.

10. Koksofentür nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsblech (17) ein Breite von 30 bis 150 mm, vorzugsweise 50 bis 80 mm, hat.

11. Koksofentür nach einem der Ansprüche 8 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der ge­ samte Zwischenraum (19) zwischen Dichtungsblech (17) und Dichtungsplatte (2) sowie der Isolierschicht (18) und der in der Mitte der Dichtungsplatte (2) angebrachten Isolie­ rung (10) mit elastischem Material ausgefüllt ist.

12. Koksofentür nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dichtungsblech (17) und dem kammerseitigen Halteblech (11) ein Zwischenraum (20) von wenigen Milli­ metern vorhanden ist.