-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung als Verschluss des Füllloches einer Koksofenkammer, wobei diese Vorrichtung als innerer Rahmen für einen Verschlußdeckel geartet ist, und dieser Rahmen sowohl gegen den Verschlußdeckel als auch gegen einen äußeren Rahmen verdrehbar ist, und der Rahmen gegen eine Vertikalebene asymmetrisch geartet ist, so dass der Verschlussdeckel bei einer Drehung des inneren Rahmens in der horizontalen Ebene entlang einer longitudinalen Achse verschoben wird. Dadurch lässt sich die Position der Fülllochöffnung und des dann enthaltenen Verschlußdeckels auf der Decke einer Koksofenkammer verändern, ohne dass bauliche Maßnahmen auf der Decke einer Koksofenkammer erforderlich sind. Dies ist insbesondere von Vorteil, um die Position des Fülllochdeckels an die genaue Füllposition der Füllmaschine anzupassen, so dass sich keine Abweichungen aus der genauen Füllposition der Füllmaschine ergeben, was im Standardbetrieb nach dem Stand der Technik eine erhöhte Emission von Koksofengasen aus dem Koksofen nach sich zieht.
-
Die Verkokung von Kohle wird typischerweise zyklisch durchgeführt. Die Verkokung wird dabei so durchgeführt, dass eine für die Verkokung geeignete Koksofenkammer mit Kohle beladen wird, diese dann verschlossen wird, die Kohle durch Erhitzen zu Koks verkokt wird, und der fertige Koks dann aus der Koksofenkammer ausgedrückt wird. Die Beladung der Koksofenkammer erfolgt bei einigen Ausführungsarten durch die Öffnungen der Koksofenkammertüren der Koksofenkammer. Andere Ausführungsarten wiederum werden durch die Decke der Koksofenkammer beladen. Die Wahl der jeweiligen Ausführungsform bleibt in der Regel dem ausführenden Fachmann überlassen.
-
Ausführungsformen für Koksofenkammern, welche durch die Decke mit zur Verkokung vorgesehener Kohle beladen werden, sind im Stand der Technik hinreichend bekannt. Die
DE 19743868 A1 beschreibt einen Kohlefüllwagen zum Befüllen von Verkokungskammern einer Koksofenbatterie, mit einem trichterförmigen Bodenauslass, einem horizontalen Schneckenförderer unterhalb des Bodenauslasses und einer Deckelabhebevorrichtung zum Öffnen und Verschließen von Fülllochdeckeln der Verkokungskammern. Erfindungsgemäß ist das Gehäuse des Schneckenförderers an der Unterseite des Kohlefüllwagens horizontal beweglich angeordnet, sowie mittels eines Stellantriebes bei unverändertem Standort des Füllwagens zwischen einer Ausgangsstellung und einer Füllstellung bewegbar. In der Ausgangsstellung ist der Auslassstutzen seitlich zum Füllloch positioniert.
-
Durch die Deckenbeladung entfällt der apparative Aufwand, der ansonsten zur Beladung vor der Koksofenkammer erforderlich ist. Bei einer frontalen Beladung durch die Öffnung der Koksofenkammertür sind in der Regel Belademaschinen erforderlich, die aufwendig dimensioniert sind und entsprechend Platz vor der Koksofenkammer benötigen. Dieser Aufwand fällt bei der Deckenbeladung weg, jedoch ist bei der Deckenbeladung eine genaue Positionierung der Kohlebefüllmaschine über dem Füllloch notwendig.
-
Die Fülllöcher sind zur Isolierung der Koksofenkammer in der Regel mit einem geringen Querschnitt ausgestaltet, um den Wärmeverlust der Koksofenkammer durch die Koksofenkammerdecke gering zu halten. Auch können durch kleinere Fülllöcher in der Koksofenkammerdecke die Emissionen gering gehalten werden. Die Fülllöcher sind durch bauliche Maßnahmen, wie z. B. einer Umschalung durch ein feuerfestes Material, fest in die Koksofenkammerdecke integriert. Da jedoch die Deckenkonstruktionen von Koksofenkammern einer starken Temperaturbelastung ausgesetzt sind, kommt es im Laufe der Betriebsdauer zu Veränderungen der Abstandsmaße der gesamten Anlage durch Betriebseinflüsse, Umwelteinflüsse, Temperaturdifferenzen, und Eindringen von Verunreinigungen in die Fugen. Die Folge ist eine Veränderung der Position der Fülllöcher in der Koksofenkammerdecke, wodurch eine Automatisierung der Befüllung erschwert ist. Die zur Befüllung mit Kohle vorgesehenen Maschinen müssen deshalb die Veränderung der Positionen der Fülllöcher ausgleichen.
-
Ein typisches Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschickung von Koksöfen einer Koksofenbatterie durch die Decke mit einem Ausgleich der Positionierung der Füllöcher lehrt die
DE 10145431 C2 . Die Lehre beansprucht ein Verfahren zur Beschickung von Koksöfen einer Koksofenbatterie, bei dem ein Kohlefüllwagen auf der Ofendecke in Längsrichtung der Koksofenbatterie verfahren und zur Befüllung der Koksöfen an vorgegebene Stellen positioniert wird, wobei horizontale Lageabweichungen der Fülllochrahmen von einer Grundposition in Längs- und Querrichtung gemessen und gespeichert werden, und eine das Füllteleskop, einen Deckelabheber sowie einen Rahmenreiniger umfassende Betriebseinheit, die verstellbeweglich an den Kohlefüllwagen an den Kohlefüllwagen angeschlossen ist, nach Maßgabe der gespeicherten Werte in eine der tatsächlichen Lage der Fülllochrahmen zugeordnete Position gebracht wird, und aus dieser Position der Deckelabheber, der Rahmenreiniger und das Füllteleskop in ihre jeweiligen Arbeitspositionen bewegt werden. Die Lehre gleicht somit die Abweichungen aus der ursprünglichen Position des Füllloches, welche sich im Laufe des Betriebes einer Koksofenkammer ergeben, durch eine veränderte Positionierung der Füllmaschine beim Füllvorgang aus.
-
Der apparative Aufwand für diese Maßnahme ist jedoch erheblich. Aus diesem Grund geht man häufig dazu über, statt der Position der Füllmaschine die Position des Füllloches zu verändern und dieses weitestgehend wieder in die ursprüngliche Anordnung zurückzuversetzen. Hierzu muß das Füllloch aus der baulichen Öffnung der Koksofenkammerdecke herausgenommen werden und das Material der Koksofenkammerdecke bearbeitet werden. Dies ist in der Regel nur während einer Unterbrechung des Betriebes möglich, was erhöhte Betriebskosten und eine verschlechterte Wirtschaftlichkeit des Verfahrens bedingt.
-
Es wird deswegen nach Maßnahmen gesucht, die Position der Fülllöcher zu verändern, um die Verschiebung dieser Fülllöcher durch Wärmedehnung aufzufangen, so dass die Kohlebefüllungsmaschine ihre periodisch und wiederholt ausgeführten Befüllvorgänge in ein Füllloch stets in der gleichen Position ausführen kann. Dies kann nur dadurch geschehen, dass sich das Füllloch in der Positionierung so verschieben lässt, so dass sich damit die Verschiebung der Fülllöcher durch Veränderung der Abstandsmaße während der verlängerten Betriebsdauer ausgleichen lässt.
-
Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches eine Verschiebung der genauen Position der Fülllöcher in horizontaler Richtung auf der Koksofenkammerdecke ermöglicht, wodurch die Verschiebung der Fülllöcher aus der Koksofenkammer infolge von Wärmedehnung ausgeglichen werden kann, und durch das keine baulichen Maßnahmen in der Koksofenkammerdecke erforderlich sind.
-
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen verstellbaren Fülllocheinsatz zum Einsetzen in eine Füllöffnung zur Befüllung der Koksofenkammern einer Koksofenbatterie, wobei dieser Fülllocheinsatz aus den Bestandteilen Füllöffnungen, Fülllochverschluss und Fülllochdeckel besteht, und der Fülllochverschluss aus einem inneren Rahmen und einem äußeren Rahmen besteht, und der Fülllochdeckel durch eine geeignete Konstruktion in dem inneren Rahmen des Fülllochverschlusses gelagert wird, und der innere Rahmen des Fülllochverschlusses sowohl gegen den äußeren Rahmen und den Fülllochdeckel verdrehbar ist, und der innere Rahmen asymmetrisch konstruiert ist, so dass sich die in dem inneren Rahmen gelegene Öffnung, die für den Fülllochdeckel vorgesehen ist, beim Drehen des inneren Rahmens in horizontaler Richtung verschiebt.
-
Die Asymmetrie des inneren Rahmens des Fülllochdeckels kann typischerweise dadurch erreicht werden, dass dieser keine exakt runde Form besitzt. Der innere Rahmen ist so geformt, dass der Außenumfang des Innenrahmens gegen den Innenumfang des Innenrahmens asymmetrisch verschoben ist, wodurch deren korrespondierende Kreise mit ihren geometrischen Zentren nicht zusammenfallen. Der aus der runden Form abweichende Rahmen nimmt dann den runden Fülllochdeckel auf, so dass dieser bei einer Drehung des inneren Rahmens verschoben wird. Obwohl diese Verschiebung in der Regel nur wenige Zentimeter ausmacht, ist diese zum Ausgleich der Verschiebung für einen weiteren Betriebszeitraum ausreichend.
-
Beansprucht wird insbesondere ein verstellbarer Fülllochverschluss zum Einsetzen in eine Füllöffnung zur Befüllung der Koksofenkammern einer Koksofenbatterie, umfassend
- • ein oder mehrere Füllöffnungen, welche mindestens einfach auf der Decke der Koksofenkammer einer Koksofenbatterie angeordnet sind, und welche eine Öffnung in der baulichen Oberflächenstruktur der Decke darstellen,
- • einen oder mehrere Fülllochverschlüsse, welche auf der Decke einer Koksofenkammer durch bauliche Maßnahmen fest in die Decke der Koksofenkammer einer Koksofenbatterie eingebaut sind, und welche als rundumlaufende Rahmen mit einem Vorsprung oder einer aufnehmenden Haltevorrichtung für den Fülllochdeckel ausgestattet sind,
- • einen Fülllochdeckel, welcher rundumlaufende, vertikal abwärts nach innen laufende schräge Einsetzflächen oder eine in eine aufnehmende Haltevorrichtung abstützende Einsatzvorrichtung zum festen Einsetzen in einen Fülllochverschluss besitzt, und der Fülllochdeckel gegen den Fülllochverschluss verdrehbar ist, wobei
- • der Fülllochverschluss aus einem inneren rundumlaufenden Rahmen und einem äußeren rundumlaufenden Rahmen besteht, und
- • der innere Rahmen durch vertikal abwärts nach innen laufende schräge Einsetzflächen oder eine in eine aufnehmende Haltevorrichtung abstützende Einsatzvorrichtung in den äußeren Rahmen einsetzbar ist, und
- • der äußere Rahmen gegen den inneren Rahmen und der innere Rahmen gegen den Fülllochdeckel verdrehbar angeordnet sind,
und welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass - • der innere Fülllochrahmen in Bezug auf eine vertikale Schnittebene asymetrisch ist, so dass diese Asymmetrie beim Drehen des inneren Rahmens zu einer Verschiebung der Füllöffnung und des einsetzbaren Füllochdeckels in der horizontalen Ebene führt.
-
Das Material der Vorrichtungsbestandteile kann dabei beliebig gestaltet sein, muss jedoch so geartet sein, dass dieses den hohen Temperaturen, die auf der Decke der Koksofenkammer herrschen, widersteht. Der äußere Rahmen ist in einer Ausführungsform aus einem feuerfesten mineralischen Material gestaltet. Auch der innere Rahmen ist in einer Ausführungsform aus einem feuerfesten mineralischen Material gestaltet. Das feuerfeste mineralische Material ist in einer Ausführungsform Keramik oder Schamottestein. Der äußere oder innere Rahmen oder beide Rahmen sind in einer weiteren Ausführungsform aus Gusseisen oder einem hochtemperaturbeständigen Stahl gestaltet.
-
Der hochtemperaturbeständige Stahl oder das Gusseisen sollten bis mindestens 800°C beständig sein. Dies gilt für die gesamte Konstruktion des Fülllochverschlusses und der umgebenden baulichen Maßnahmen und dem Fülllochdeckel. Die Wahl des Materials bleibt dem ausführenden Fachmann auch dahingehend überlassen, als dass er kein Material wählen wird, welches den Bedingungen auf der Koksofenkammerdecke nicht standhält. Er wird deshalb zum Beispiel kein Material wählen, welches bereits bei 800°C erweicht oder brüchig wird. Das Material muss so beschaffen sein, dass dieses sowohl den hohen Temperaturen auf der Koksofenkammerdecke als auch eine Verdrehbarkeit des Fülllochdeckels gegen den inneren Rahmen und eine Verdrehbarkeit des inneren Rahmens gegen den äußeren Rahmen gewährleistet.
-
Der äußere Rahmen ist vorteilhaft fest in die Decke der Koksofenkammer integriert. Die baulichen Maßnahmen sind beispielhaft eine Einarbeitung mit einem Mörtel.
-
Drehbare Deckel als Fülllochöffnungen in der Decke einer Koksofenkammer sind im Prinzip vorbekannt. Die
DE 2942805 A1 beschreibt einen Deckel zum dichten Schließen einer in einen Koksofen führenden Öffnung, welcher eine Innenfläche und eine Außenfläche aufweist, wobei dem Deckelkörper eine Dichtkante zugeordnet ist, die mit der abgeschrägten Randfläche des Deckels in Eingriff kommen kann und eine Primärdichtung für den Deckel bildet. Die
DE 2732245 B1 beschreibt eine Verschlusseinrichtung für ein Füllloch einer Koksofenkammer mit einem in einen Rahmen eingesetzten Fülllochdeckel, wobei die konstruktiven Bestandteile des Deckels und des Rahmens und des Deckels, welche diese ineinander verankern, gegeneinander durch ein verdrängbares, pulverförmiges Material abgedichtet sind.
-
Die genannten Vorrichtungen offenbaren jedoch keine Möglichkeit, durch einen einfachen Verfahrensschritt eine Verschiebung des Deckels in horizontaler Richtung zu ermöglichen. Dies ist bei der vorliegenden Erfindung der Fall.
-
Sowohl der äußere Rahmen und der innere Rahmen der vorliegenden Erfindung besitzen Haltevorrichtungen, durch den der innere Rahmen in den äußeren Rahmen aufnehmbar ist. Dies sind beispielsweise abgeschrägte Rundflächen als umlaufende Ränder der Rahmen, wobei eine Rundfläche in der inneren Rundung des äußeren Rahmens abgeschrägt und aufwärts sich in den Rahmen erweiternd angeordnet ist, und eine weitere Rundfläche in der äußeren Rundung des inneren Rahmens abgeschrägt und aufwärts sich nach außen aufbauend angeordnet ist. Diese greifen dann beim Einsetzen des inneren Rahmens ineinander.
-
Auch der Fülllochdeckel kann gegen den inneren Rahmen beliebig abgestützt sein. Dies sind beispielsweise abgeschrägte Rundflächen als umlaufende Ränder der Rahmen, wobei eine Rundfläche in der inneren Rundung des äußeren Rahmens abgeschrägt und aufwärts sich in den Rahmen erweiternd angeordnet ist, und eine weitere Rundfläche in der äußeren Rundung des inneren Rahmens abgeschrägt und aufwärts sich nach außen aufbauend angeordnet ist. Diese greifen dann beim Einsetzen des Fülllochdeckels ineinander. Die Haltevorrichtung kann aber beliebig geartet sein. Dies kann beispielhaft auch eine Ringnase sein, die in einen Ringkanal greift, wie dies in der
DE 2732245 B1 gezeigt ist. Dies kann auch für den inneren gegen den äußeren Rahmen so vorgenommen werden.
-
Beansprucht wird auch ein Verfahren zur Verstellung eines Fülllochverschlusses bei der Befüllung der Koksofenkammern einer Koksofenbatterie, in dem
- • der Fülllochverschluss einer Koksofenkammer aus einem inneren rundumlaufenden Rahmen und einem äußeren rundumlaufenden Rahmen besteht, und
- • der äußere Rahmen gegen den inneren Rahmen verdrehbar angeordnet ist, und
welches dadurch gekennzeichnet ist, dass - • der innere Rahmen in Bezug auf eine vertikale Schnittebene asymmetrisch ist, so dass beim Drehen inneren Rahmens eine Verschiebung der Füllöffnung in der horizontalen Ebene durchgeführt wird, so dass
- • die Füllöffnung zur Befüllung des Koksofens durch die Decke richtig positionierbar ist.
-
Durch das Verdrehen des inneren, asymmetrischen Rahmens verschiebt sich die Füllöffnung in der Koksofendecke, so dass sich diese durch einfaches Drehen des Rahmens verschieben lässt und somit die Fülllochöffnung für die Kohlebefüllmaschine ohne Neupositionierung erreichbar bleibt. Das Verdrehen des inneren Rahmens kann sowohl durch manuell als auch durch einen Mechanismus erfolgen. Der Fülllochdeckel wird nach Beendigung des Füllvorganges wieder in den inneren Rahmen eingesetzt.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung können der äußere und der innere Rahmen gegeneinander abgedichtet werden. Auch der innere Fülllochrahmen und der Fülllochdeckel können gegeneinander durch ein Dichtmaterial abgedichtet werden. Als Dichtmaterial kann beispielhaft eine Dichtschnur oder eine Dichtmatte verwendet werden. Es kann aber auch eine füllbare oder schmierbare Dichtmasse verwendet werden. Dies kann beispielhaft Sand sein. Das Verfüllen des Rahmens oder des Fülllochdeckels mit der Dichtmasse kann beispielhaft manuell erfolgen. Dies kann aber auch durch einen Nachfüllmechanismus geschehen, wie dieser beispielhaft in der
EP 1002850 B1 gelehrt wird.
-
Die Erfindung kann in jeder Art von Koksofenkammer eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann einfach oder mehrfach oder auch in Kombination mit Füllöffnungen aus dem Stand der Technik verwendet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in Koksofenkammern verwendet werden, welche in Koksofenbänken vom Typ „Heat-Recovery” oder „Non-Recovery” angeordnet sind; diese kann aber auch in Koksofenkammern verwendet werden, welche in Koksofenbatterien vom konventionellen Typ angeordnet sind.
-
Die Erfindung besitzt den Vorteil, eine Verstellung der auf der Decke einer Koksofenkammer angeordneten Füllöffnung für Kohle zu ermöglichen, so dass die Abweichung aus ursprünglichen Anordnung der Füllöffnung, welche sich im Laufe der Betriebszeit durch die Umweltbelastungen und das Einfließen von Verunreinigungen der Koksofenkammer ergibt, durch einfaches Verdrehen eines Bauteils ermöglicht wird. Dadurch ist eine Neupositionierung der Kohlefüllmaschine als Korrektur zur Abweichung der Füllöffnung aus der Ausgangsposition nicht erforderlich oder die Abweichungen der Füllöffnung aus der Ausgangsposition können durch die Koksofenbedienmaschine besser ausgeglichen werden.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand von vier Zeichnungen erläutert, wobei diese Zeichnungen nur Ausführungsbeispiele für die Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind.
-
1 zeigt eine Schnittzeichnung eines erfindungsgemäßen verstellbaren Fülllochverschlusses in seitlicher Ansicht. 2 zeigt die gleiche Vorrichtung nach einer Drehung des Deckels um 180°. 3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in vertikaler Ansicht von oben. 4 zeigt die gleiche Vorrichtung nach einer Drehung um 180° in vertikaler Ansicht von oben.
-
1 zeigt einen verstellbaren Fülllochverschluss (1) zum Einsetzen in eine Füllöffnung (2) zur Befüllung der Koksofenkammern (3) einer Koksofenbatterie, wobei dieser aus einem äußeren Rahmen (4) besteht, welcher baulich beispielsweise durch einen Mörtel in die Decke (5) der Koksofenkammer integriert ist. Dieser äußere Rahmen (4) bildet einen Bestandteil des Fülllochverschlusses. Der andere Bestandteil des Fülllochverschlusses ist der innere Rahmen (6), der gegen den äußeren Rahmen (4) verdrehbar ist. Der innere Rahmen (6) ist so geformt, dass der Außenumfang des Innenrahmens (6) gegen den Innenumfang asymmetrisch verschoben ist, wodurch deren korrespondierende Kreise mit ihren geometrischen Zentren nicht zusammenfallen. In dem inneren Rahmen (6) ist ein Fülllochdeckel (7) gelagert. Die Koksofenkammer (3) befindet sich hier unter dem Fülllochverschluss. Der Fülllochdeckel (7) besitzt eine zentrale vertikale Drehachse (7a), um die der Fülllochdeckel (7) rotierbar ist. Der Fülllochdeckel (7) enthält außerdem eine Dichtfläche (7b), oder eine ähnlich geartete Vorrichtung, mit der der Fülllochdeckel (7) gegen den inneren Rahmen (6) weitgehend abgedichtet wird. Der innere Rahmen (6) ist hier mit einer Dichtmasse (8) gegenüber dem äußeren Rahmen (4) abgedichtet.
-
2 zeigt den gleichen Deckel (7) nach dem Verdrehen des inneren Rahmens (6) um die vertikale, zentrale Achse. Beim Verdrehen des inneren Rahmens (6) um einen Winkel α° verschiebt sich die vertikale Achse (7c) des Fülllochdeckels um den Betrag Δ (Vergleich zu 1). Dadurch ist diese wieder für die Füllmaschine erreichbar. Liegt der Deckel (7) in der Öffnung (2), so verschiebt sich dessen Position um den gleichen Betrag.
-
3 zeigt einen verstellbaren Fülllochverschluss zum Einsetzen in eine Füllöffnung (2) zur Befüllung der Koksofenkammern (3) einer Koksofenbatterie, wobei diese in vertikaler Ansicht von oben gezeigt ist. Gezeigt sind die Decke (5) der Koksofenkammer (3), der äußere Rahmen (4), der innere Rahmen (6) und der Fülllochdeckel (7). Der innere Rahmen (6) ist durch eine Verschiebung der geometrischen Zentren (6a) des Außenumfangs und des Innenumfangs asymmetrisch geformt. In dem inneren Rahmen (6) sitzt der Fülllochdeckel (7), der um eine zentrale vertikale Achse (7a) drehbar ist. Gezeigt sind auch zwei imaginäre Achsen (9a, 9b), die die Lage des Fülllochdeckels (7) in der horizontalen Ebene zeigen.
-
4 zeigt den gleichen Fülllochverschluss (1), dessen innerer Rahmen (6) um 180° gedreht wurde. Der innere Rahmen (6) ist erfindungsgemäß um die zentrale vertikale Achse drehbar (10). Durch die Drehung des Rahmens (6) verschiebt sich der Deckel (7) in dem inneren Rahmen (6) um eine Verschiebung (6a), so dass dadurch Veränderungen in der Position und Verwerfungen der Füllöffnung (2) ausgeglichen werden können.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fülllochverschluss
- 2
- Füllöffnung
- 3
- Koksofenkammer
- 4
- Äußerer Rahmen
- 5
- Decke der Koksofenkammer
- 6
- Innerer Rahmen
- 6a
- Verschiebung der geometrischen Zentren des Außenumfangs und des Innenumfangs des inneren Rahmens
- 7
- Fülllochdeckel
- 7a
- Zentrale vertikale Drehachse
- 7b
- Dichtfläche
- 7c
- Zentrale vertikale Achse des Fülllochdeckels
- 8
- Dichtmasse
- 9a
- Imaginäre Achse parallel zur Koksofenkammerdecke
- 9b
- Imaginäre Achse parallel zur Koksofenkammerdecke
- 10
- Drehrichtung des inneren Rahmens