WO2009071216A1 - Vorrichtung zum wärmeaustauscharmen ausdrücken von kokskammeröfen - Google Patents

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WO2009071216A1
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WO
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push rod
print head
heat
coke
section
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PCT/EP2008/009964
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French (fr)
Inventor
Ronald Kim
Franz-Josef Schuecker
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ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
Uhde GmbH
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Priority to EP08857818A priority patent/EP2217681A1/de
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Priority to US12/734,850 priority patent/US20110027050A1/en
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Priority to BRPI0820111 priority patent/BRPI0820111A2/pt
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Classifications

    • 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 device for expressing a coke cake by a coke oven with a double-sided opening.
  • the expression of the coke cake of a coke oven takes place after the end of the fermentation process of a coking cycle.
  • the cooking process may take from 16 to 192 hours, depending on the oven type and process orientation of the plant, by varying the bed height, feed coal mix and oven temperature.
  • the expression is made from the opening of a coke oven side to the other coke oven side.
  • the expressions are usually made with a so-called push rod, which is driven for this purpose on a car in front of the battery to be expressed and is moved by hydraulic devices. After the process of expressing the reloading with coal takes place.
  • the coke oven is preferably a "non-recovery" or “heat-recovery” coke oven, which uses the co-products and coking gases produced during the coking to burn and recover the heat required for coking coke oven chamber but it can also be a conventional, so-called horizontal chamber oven, which absorbs the by-products of the coking process and further processed. Verkokungspro- processes are carried out at temperatures of 800 to 1500 0 C. a considerable part of the heat is stored in the walls and the furnace roof As the combustion of byproducts is usually sufficient to produce the necessary coking energy, it is desirable to minimize the loss of heat during the squeezing process.
  • a print head When expressing the coke according to the prior art, a print head, on which a push rod is attached, pushed by a suitable thruster through the coke oven.
  • the push rod is equipped at its rear end with a device that can exert a compressive force on the push rod.
  • the print head has a plate on the front to protect against the enormous heat of the coke cake.
  • the push rod and printhead are subjected to a considerable heat load in the process of squeezing. As a result, the parts can bend after a short period of operation or material have albruch. For this reason, there are a number of inventions that describe measures against the strong heating of the squeezing device.
  • DE 4224491 A1 describes a device for expressing a coke oven, which consists of a print head and a liquid-cooled push rod.
  • the push rod itself is surrounded by a radiation shield, which surrounds the push rod to the outside at a certain distance and is provided on the inside with cooling coils.
  • a cooling medium which is preferably water or a water-containing liquid.
  • the supply and return of the cooling medium via hose connections.
  • the recooling is carried out via heat exchangers which are connected to the hose connections.
  • the push rod can be formed by T-beams, which are welded, for example, side by side.
  • the device has the disadvantage that the passage of a cooling medium is complicated and prone to failure. For example, leaks in the cooling system can result in unnoticed damage to the squeezing device or the coke oven chamber.
  • DE 840538 C describes a device with a Ausd Wegstange for expressing Kokshuntöfen, which is designed box-shaped and constructed in several parts inside.
  • the push rod is preferably designed in the form of a T-beam. Through the individual parts of the push rod air flows as a cooling medium, which is guided through the rod so that the walls of the rod are always flushed in the same flow direction. As a result, warping the rod is not possible.
  • a printhead is mounted in front, which is not specified in the relevant patent specification.
  • the device cools the push rod, but does not protect the material of the push rod from the intense heat radiation.
  • the design of the push rod depending on the shape of the print head leaves large amounts of cold air of the environment in the coke oven chamber.
  • the push rod is fixed in the center of the print head, so that behind the print head a considerable space remains free, is pressed by the same time when expressing cold air of the coke oven environment in the coke oven chamber.
  • the free space that is forced into the furnace behind the print head adjacent to the push rod emits a considerable portion of the heat stored in the inner coke oven wall to the outside. This represents a considerable heat loss, which must be compensated by the subsequent coking process again.
  • the coal burn is higher and the coke produced is of poorer quality.
  • the push rod Due to the increased heat radiation, the push rod is also exposed to a strong temperature load, which can deform and become brittle after a short period of operation. This is a source of danger because the push rod must absorb strong mechanical forces.
  • the desired device should also prevent cold air from penetrating into the interior of the coking chamber, through which the interior of the coke oven chamber may cool during squeezing and loading, resulting in increased coal consumption and reduced coke quality.
  • a mounted on the printhead baffle which provides the present invention.
  • a baffle or apron is mounted, which covers the push rod almost the entire length.
  • an envelope or enclosure forms around the entire expressing device.
  • the space between the push rod and the enclosure can be left free. But it can also be filled out for better isolation.
  • Glass wool or ceramic fibers are suitable for this purpose, for example.
  • the expressing device takes the form of a cuboid, when the printhead is rectangular and is wrapped on all sides of the enclosure according to the invention. In the interior, the push rod then forms one massive cylinder.
  • the enveloping device is preferably made of a temperature-resistant material.
  • the push rod is protected against the high temperatures of the coke oven chamber and in particular the coke oven walls, which are exposed after expressing the coke. Since the heat capacity and the heating rate of the enclosure is low, the cooling of the coke oven chamber and in particular the coke oven walls is largely prevented. The cold air of the environment can not penetrate to the coke oven walls and thus not cool them. If there is an insulating filling in the interior of the housing, the coke oven walls will remain almost the same temperature if the squeezing process does not last too long.
  • Claimed is in particular a device for pressing out the filling of a coke oven, wherein
  • the device is formed as a push rod in the form of a rod with an oven-side mounted printhead in the form of a plate, and which is characterized in that
  • the printhead is surrounded with mounted rearward baffles or skirts to form an enclosure having the same outer side lengths as the printhead and the outer shape of a square having a uniform cross section when the printhead is rectangular or square; located in the interior pressure rod forms a solid cylinder when it is round in cross-section.
  • the print head has the same cross section as the opening of the coke oven chamber. Then, the outer walls of the enclosure abut exactly on the coke oven chamber walls, so that they are completely shielded from the relatively cold temperatures of the coke oven environment when the contents of the coke oven furnace are pushed out. This allows the process of Koksofenausconces be carried out even in adverse weather conditions.
  • the aprons also protect the rear side of the printhead and the push rod against the high temperatures during squeezing.
  • the printhead may be rectangular or square for use in expressing the coke cake. However, it is also possible to make this round. This is particularly advantageous for a special form of coke oven. It is possible in principle to design the print head in any desired form, if this requires an optimum process of coke ejection.
  • the push rod may have any shape and any cross-section.
  • the push rod is designed as a solid cylinder and round in cross-section. Since the push rod is advantageously mounted in the center of the print head, this forms a solid cylinder in the box or cylinder forming by the housing, depending on the shape of the print head.
  • the push rod can also have any shape for the production of the device according to the invention. So this can be designed as a cuboid.
  • it can also be made of simple, head-mounted T-beams. It is also possible to weld together T-beams and use them as push rods with improved stability.
  • the push rods can be arbitrarily shaped, depending on the requirement of Ausdrückvorganges.
  • the shape that forms the printhead with the mounted enclosure or enclosure in the length of uniform cross-section.
  • the coke oven chamber walls are completely covered by the housing and do not come into contact with the cooler ambient air.
  • this may be tapered or thickened in length and change in cross section. This may be useful, for example, in sensitive secondary air loaf shelves or chambers.
  • the shape may also be irregular in shape if the shape of the coke oven chamber or optimum thermal protection so requires.
  • the entire device for expressing is advantageously formed with the housing in such a way that the process of pushing out the contents of the coke oven chamber is as heat-exchangeable as possible.
  • the baffles may be alsmontiert to manufacture the enclosure according to the invention on all sides of the print head.
  • all oven walls are protected against cooling or cooling down by the simultaneous penetration of cold ambient air.
  • the lower side of the mold may remain free to protect the bottom of the coke oven chamber, which is typically thinner and therefore less robust. It is also possible to protect only one side of the print head with the housing according to the invention.
  • the Aprons can also be of different lengths when an optimal expression process requires it.
  • the aprons or baffles which are used for the construction of the housing according to the invention, can be made of a heat-resistant metallic material. But they can also be made of a ceramic material. It is also possible to make the aprons from a metallic material and to provide it with a ceramic coating. This can advantageously be designed so that it reflects or reflects the heat of the environment.
  • the coating with a heat-reflecting layer by way of example a high-emitting coating, a so-called “high-emission coating", which can be incorporated into the outer layers of the material, for example by a high-sintering temperature method
  • a high-emitting coating inorganic metal oxides mixed with carbides, wherein chromium or iron oxides in a mixture with silicon carbides may be mentioned here by way of example
  • a high-emitting coating is described by way of example in EP 742276 A1
  • the design of an apron made of a heat-resistant material is optimal
  • the heat-protective layer may be applied as a coating, but also in the form of tiles, foils or tiles.
  • the push rod and the print head are made of a material that is resistant to the high temperatures that prevail in the coke oven chamber.
  • the push rod or print head is made of a highly heat-resistant material to withstand the high temperatures prevailing inside coke oven chambers.
  • the print head can also be provided with a heat-resistant coating for better protection against the high temperatures. This can be, for example, a coating of ceramic, firebricks, silica or a hydraulic shotcrete.
  • the push rod may be provided with such a housing, if the protection of this structural part requires it. Usually, however, this is not necessary as the aprons around the push rod have lower temperatures.
  • the enclosure which forms by the assembly of the aprons to the print head, may also contain additional devices that serve to control the Ausd Wegvorganges. These may be, for example, temperature measuring devices or sight glasses.
  • the enclosure may also contain devices that serve to improve the coking process. Examples are insulating materials such as glass wool or ceramic fibers.
  • the device also includes parts for attachment to a coke ejecting machine or a drive device. These parts are preferably attached to the end of the push rod. But they can also be attached to the end of the aprons or the housing. This depends on the type of coke ejector or drive. For operation of the device according to the invention, both mobile coke ejecting machines and stationary coke ejecting machines can be used.
  • a method which uses the device according to the invention for expressing coke is also claimed.
  • the method is designed so that the Koksausd Wegvorgang is made after the process of door opening. This usually happens after the end of the coking process, which typically takes 16 to 192 hours in the "non-recovery” or "heat-recovery” coke oven. The process of Koksaus suitss then followed by a refill. Of course, a cleaning can be carried out with the device according to the invention, if the given apparatus facilities make this seem advantageous. After filling, the doors of the coke oven chamber are closed and a renewed coking cycle follows.
  • the method according to the invention is suitable for all types of coke ovens.
  • the device according to the invention can also serve to protect the measurement technique, which can be mounted on the push rod for monitoring the furnace condition and the coking process and can be protected by the housing described before the radiation of the furnace interior.
  • FIG. Figure 1 shows an opened coke oven chamber in the side view, in which the coke cake is expressed with a device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a device according to the invention for expressing in the vertical view from above.
  • FIG. 3 shows a device according to the invention with a push rod made of two welded T-beams in the vertical view from above.
  • FIG. 4 shows a Coke oven in the process of squeezing with a device according to the invention in frontal view.
  • FIG. Figure 1 shows an opened coke oven chamber (1) where the coke cake (2) is exposed after opening the coke oven chamber doors (3).
  • the coke cake (2) is pushed out of the coke oven with the printhead (4) of the coke ejector.
  • the print head (4) with the push rod (5) is pushed through the coke oven.
  • Rearward-facing skirts (6a) are attached to the printhead (4). If the print head is rectangular, only the upper and lower aprons are visible in this view.
  • the side skirts (6b) have been omitted for better illustration. Since cold air would be forced into the coke oven chamber without the skirts behind the printhead, they prevent the coke oven chamber from cooling.
  • the print head is shaped so that it fits exactly between the door-comprehensive coke oven chamber wall (7) and coke oven sole (8). This prevents the entry of other outside air. Under the coke oven sole there are usually still the secondary air soles (9) and the secondary air inlet devices (10), so that the bottom can be made somewhat thinner. Shown here are also still the primary air intake devices (11) in the ceiling with control devices (11a) and the cables (12) for operating the door with the fasteners (12a).
  • FIG. 2 shows an ejection device according to the invention with printhead (4) and push rod (5). To it the aprons (6b) are fixed, which form an enclosure. If the print head is rectangular, only the side aprons are visible in this view. At the push rod is still an attachment for the Koksausd Wegmaschine connects.
  • FIG. 3 shows an ejection device according to the invention with printhead and push rod.
  • the print head (4) and the push rod (5) are formed from two T-beams welded together. You can see the side aprons here.
  • a layer (14) made of a highly heat-resistant material is applied on the printhead.
  • FIG. 4 shows a coke oven (1) in frontal view, the coke cake (2) of which is expressed by means of a device according to the invention.
  • the coke oven chamber is opened by the raised coke oven oven doors (3) so that the coke cake (2) is exposed.
  • the door comprehensive coke oven chamber wall (7) is hidden here by the raised coke oven chamber door (3) and is therefore not visible.
  • the printhead (4) advantageously has a cross-section which fits exactly in the opening, so that the coke cake (2) is behind the print head (4).
  • the print head (4) is pushed out of the coke oven with the help of push rods (5).
  • the print head (4) is equipped with aprons mounted backwards (protruding from the plane of the paper).
  • the print head is here rectangular, so that both horizontal (6a) and vertical (6b) aprons are attached.
  • the aprons prevent behind the printhead (4) cold air can get into the coking chamber.
  • the secondary air soles (9) the openings for the secondary air (10), the openings for the primary air (11) in the furnace roof with control devices (11a) and the cables (12) for pulling up the coke oven chamber with attachment (12a ).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausdrücken des Inhaltes einer Koksofenkammer, die aus einem Druckkopf mit dahinter montierten Druckstangen besteht, wobei an dem Druckkopf rückseitig Leitbleche oder Schürzen montiert sind, die ein gleichzeitiges Hereindrücken von Luft in den Kokskammerofen vermeiden und somit ein unerwünschtes Auskühlen der Koksofenkammer während des Ausdrückens verhindern. Die Schürzen verhindern auch eine übermäßige Wärmebelastung der Druckstange und der rückwärtigen Seite des Druckkopfes. Die Schürzen können auch dem Schutz von in der Einhausung montierten Messvorrichtungen dienen. Die Schürzen können aus einem hitzebeständigen metallischen oder keramischen Werkstoff gefertigt sein. Die Schürzen oder der Druckkopf können auch mit einer hitzebeständigen oder hitzereflektierenden Beschichtung oder mit hitzebeständigen oder hitzereflektierenden Kacheln versehen sein. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Ausdrücken von Kokskammeröfen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Description

Vorrichtung zum wärmeaustauscharmen Ausdrücken von Kokskammeröfen
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausdrücken eines Kokskuchens durch einen Kokskammerofen mit einer beidseitigen Öffnung. Das Ausdrücken des Kokskuchens eines Kokskammerofens erfolgt nach Ende des Gärungsprozesses eines Verkokungszyklusses. Der Garungsprozess kann je nach Ofentyp und verfahrenstechnischer Ausrichtung der Anlage durch Variation der Betthöhe, der Einsatzkohlenmischung und der Temperatur im Ofen 16 bis 192 h dauern. Das Ausdrücken erfolgt von der Öffnung einer Koksofenseite zur anderen Koksofenseite hin. Dort steht in der Regel ein Kokswagen, der den Kokskuchen auffängt und zu einem Löschturm bringt. Das Ausdrücken wird in der Regel mit einer sogenannten Druckstange vorgenommen, die hierzu auf einem Wagen vor die auszudrückende Batterie gefahren wird und durch hydraulische Einrichtungen bewegt wird. Nach dem Vorgang des Ausdrückens erfolgt die erneute Beladung mit Kohle.
[0002] Bevorzugt handelt es sich bei dem Kokskammerofen um einen „Non- Recovery"- oder „Heat-Recovery"-Koksofen", der die bei der Verkokung entstehenden Nebenprodukte und Verkokungsgase zur Verbrennung und Gewinnung der zur Verkokung notwendigen Wärme nutzt. Bei dem Kokskammerofen kann es sich aber auch um einen konventionellen, sogenannten Horizontalkammerofen handeln, der die Nebenprodukte des Verkokungsprozesses auffängt und weiterverarbeitet. Verkokungspro- zesse werden bei Temperaturen von 800 bis 1500 0C durchgeführt. Ein beträchtlicher Teil der Wärme wird in den Wänden und der Ofendecke gespeichert, die aus Silika- oder Schamottesteinen oder beliebigem feuerfestem Mauerwerk bestehen. Da die Verbrennung der Nebenprodukte meist gerade zum Erzeugen der notwendigen Verkokungsenergie ausreicht, strebt man an, den Verlust an Wärme während des Ausdrück- Vorganges so gering wie möglich zu halten.
[0003] Beim Ausdrücken des Kokses nach dem Stand der Technik wird ein Druckkopf, an dem eine Druckstange befestigt ist, durch eine geeignete Schubvorrichtung durch den Koksofen geschoben. Die Druckstange ist an ihrem hinteren Ende mit einer Vorrichtung ausgestattet, die eine Druckkraft auf die Druckstange ausüben kann. Der Druckkopf wiederum ist auf der Vorderseite mit einer Platte ausgestattet, die gegen die enorme Hitze des Kokskuchens schützt. Die Druckstange und der Druckkopf sind bei dem Vorgang des Ausdrückens einer beträchtlichen Wärmebelastung ausgesetzt. Dadurch können sich die Teile bereits nach kurzer Betriebsdauer verbiegen oder Materi- albruch aufweisen. Aus diesem Grund gibt es eine Reihe an Erfindungen, die Maßnahmen gegen die starke Erwärmung der Ausdrückvorrichtung beschreiben.
[0004] Die DE 4224491 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Ausdrücken eines Koksofens, die aus einem Druckkopf und einer flüssigkeitsgekühlten Druckstange be- steht. Die Druckstange selbst ist dabei von einem Strahlungsschirm umgeben, der die Druckstange nach außen in einem bestimmten Abstand umgibt und auf der Innenseite mit Kühlschlangen versehen ist. Durch die Kühlschlangen strömt ein Kühlmedium, das vorzugsweise Wasser oder eine wasserhaltige Flüssigkeit ist. Die Zu- und Rückführung des Kühlmediums erfolgt über Schlauchverbindungen. Die Rückkühlung wird über Wärmetauscher vorgenommen, die mit den Schlauchverbindungen verbunden sind. Die Druckstange kann durch T-Träger gebildet werden, die beispielsweise nebeneinander verschweißt werden. Die Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass die Durchleitung eines Kühlmediums aufwendig und störanfällig ist. So können Leckagen im Kühlsystem zu einer unbemerkten Beschädigung der Ausdrückvorrichtung oder der Koks- ofenkammer führen.
[0005] Die DE 840538 C beschreibt eine Vorrichtung mit einer Ausdrückstange zum Ausdrücken von Kokskammeröfen, die kastenförmig gestaltet ist und im Inneren mehrteilig aufgebaut ist. Die Druckstange ist bevorzugt in Form eines T-Trägers gestaltet. Durch die einzelnen Teile der Druckstange strömt als Kühlmedium Luft, die so durch die Stange geführt wird, dass die Wände der Stange stets in der gleichen Flussrichtung durchspült werden. Dadurch ist ein Verziehen der Stange nicht möglich. Auf der Stange selbst ist vorn ein Druckkopf montiert, der in der betreffenden Patentschrift nicht näher spezifiziert ist. Die Vorrichtung kühlt zwar die Druckstange, schützt jedoch das Material der Druckstange nicht vor der intensiven Wärmestrahlung. Zudem lässt die Gestaltung der Druckstange je nach Form der Druckkopf große Mengen kalter Luft der Umgebung in die Koksofenkammer.
[0006] Die DE 459600 C beschreibt eine Vorrichtung mit einer Ausdrückstange zum Ausdrücken von Kokskammeröfen, bei der der Druckkopf Führungsbleche besitzt, die am oberen Ende des Druckkopfes zur rückwärtigen Seite gerichtet angeschweißt sind und die den Druckkopf an der oberen Seite gegen die Koksofendecke drücken. Dadurch kann die Koksausdrückvorrichtung so geführt werden, dass diese nur an der oberen Koksofenwand anliegt. Diese ist in der Regel wesentlich stärker gearbeitet als die Koksofensohle, die zwecks eines guten Wärmeüberganges von den Heizzügen relativ dünn gestaltet ist. Auf diese Weise werden Beschädigungen des empfindlichen Kokskammerbodens vermieden. Die verbesserte Wärmerückhaltung in der Koksofenkammerwand und der Schutz der Druckstange gegen die Hitze spielen in dieser Lehre keine Rolle. Das auf der oberen Seite des Druckkopfes angebrachte Führungsblech bedeckt außerdem nur einen kleinen Teil der Druckstange. Dadurch kann von allen Seiten die kalte Luft der Umgebung in die Koksofenkammer gelangen.
[0007] Häufig ist nämlich die Druckstange in der Mitte des Druckkopfes befestigt, so dass hinter dem Druckkopf ein beträchtlicher Raum freibleibt, durch den beim Ausdrücken gleichzeitig kalte Luft der Koksofenumgebung in die Koksofenkammer gedrückt wird. Durch den Freiraum, der hinter der Druckkopf neben der Druckstange in den Ofen gedrückt wird, strahlt zudem ein beträchtlicher Teil der in der inneren Koksofenwand gespeicherten Wärme nach außen ab. Dies stellt einen beträchtlichen Wärmeverlust dar, der durch den nachfolgenden Verkokungsprozess wieder ausgeglichen werden muss. Dadurch ist der Kohleabbrand höher und der produzierte Koks ist von schlechterer Qualität. Durch die erhöhte Wärmestrahlung wird außerdem die Druckstange einer starken Temperaturbelastung ausgesetzt, durch die sich diese verformen und nach kurzer Betriebsdauer brüchig werden kann. Dies ist eine Gefahrenquelle, da die Druckstange starke mechanische Kräfte aufnehmen muss.
[0008] Es wird deshalb nach einer Vorrichtung gesucht, die einerseits einen Schutz des Druckkopfes und der Druckstange gegen die hohen Temperaturen eines Verkokungsprozesses bietet. Andererseits soll die erwünschte Vorrichtung auch verhindern, dass kalte Luft in das Innere der Verkokungskammer dringt, durch die das Innere der Koksofenkammer während des Ausdrückens und Beiadens auskühlen kann, was zu erhöhtem Kohleverbrauch und einer verschlechterten Koksqualität führt.
[0009] Diese Aufgabenstellung wir durch ein auf den Druckkopf aufmontiertes Leitblech gelöst, das die vorliegende Erfindung zur Verfügung stellt. Auf den Druckkopf wird ein Leitblech oder eine Schürze aufmontiert, das die Druckstange nahezu auf der gesamten Länge umhüllt. Dadurch bildet sich um die gesamte ausdrückende Vorrichtung eine Umhüllung oder Einhausung. Der sich zwischen der Druckstange und der Einhausung bildende Raum kann frei bleiben. Er kann aber zur besseren Isolierung auch ausgefüllt werden. Hierzu eignen sich beispielsweise Glaswolle oder Keramikfasern. Durch die Einhausung nimmt die ausdrückende Vorrichtung die Form eines Quaders an, wenn der Druckkopf rechteckig ist und auf allen Seiten von der erfindungsgemäßen Einhausung umhüllt wird. Im Innenraum bildet die Druckstange dann einen massiven Zylinder. Die umhüllende Vorrichtung ist vorzugsweise aus einem temperaturbeständigen Werkstoff gefertigt.
[0010] Durch die Leitbleche wird die Druckstange gegen die hohen Temperaturen der Koksofenkammer und insbesondere der Koksofenwände geschützt, die nach dem Ausdrücken des Kokses freiliegen. Da die Wärmekapazität und die Aufheizrate der Einhausung gering ist, wird das Auskühlen der Koksofenkammer und insbesondere der Koksofenwände weitgehend verhindert. Die kalte Luft der Umgebung kann nicht bis zu den Koksofenwänden vordringen und diese dadurch auch nicht auskühlen. Befindet sich im Inneren der Einhausung eine Isolierfüllung, bleiben die Koksofenwände nahezu gleich temperiert, wenn der Ausdrückvorgang nicht über Gebühr andauert.
[0011] Beansprucht wird insbesondere eine Vorrichtung zum Herausdrücken der Befüllung eines Kokskammerofens, wobei
• die Vorrichtung als Druckstange in Form einer Stange mit einem ofen- seitig aufgesetzten Druckkopf in Form einer Platte geformt ist, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass
• der Druckkopf mit aufmontierten rückwärts gerichteten Leitblechen oder Schürzen umgeben ist, so dass diese eine Einhausung bilden, die die gleichen äußeren Seitenlängen wie der Druckkopf und die äußere Form eines Quaders mit einem einheitlichen Querschnitt besitzt, wenn der Druckkopf rechteckig oder quadratisch ist, wobei die sich im Innenraum befindliche Druckstange einen massiven Zylinder bildet, wenn diese im Querschnitt rund ist.
[0012] Bevorzugt besitzt der Druckkopf den gleichen Querschnitt wie die Öffnung der Koksofenkammer. Dann liegen die äußeren Wände der Einhausung genau an den Koksofenkammerwänden an, so dass diese beim Herausdrücken des Inhalts des Kokskammerofens vollkommen abgeschirmt sind von den verhältnismäßig kalten Temperaturen der Koksofenumgebung sind. Dadurch kann der Prozess der Koksofenausdrückens auch bei widrigen Witterungsbedingungen ausgeführt werden. Durch die Schürzen sind auch die rückwärtige Seite des Druckkopfes und die Druckstange vor den hohen Temperaturen beim Ausdrücken geschützt.
[0013] Der Druckkopf kann zum Einsatz beim Ausdrücken des Kokskuchens rechteckig oder quadratisch sein. Es ist jedoch auch möglich, diesen rund zu gestalten. Dies ist insbesondere bei einer speziellen Form des Koksofens von Vorteil. Es ist prinzipiell möglich, den Druckkopf in jeder beliebigen Form zu gestalten, wenn dies ein optimaler Prozess des Koksausdrückens erfordert.
[0014] Auch die Druckstange kann jede beliebige Form und jeden beliebigen Querschnitt besitzen. In einer einfachen Ausführung ist die Druckstange als massiver Zylinder gestaltet und im Querschnitt rund. Da die Druckstange vorteilhaft in der Mitte des Druckkopfes montiert ist, bildet diese einen massiven Zylinder in dem durch die Einhausung sich bildenden Quader oder Zylinder, je nach Form des Druckkopfes. Auch die Druckstange kann jedoch zur Fertigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung jede beliebige Form besitzen. So kann diese als Quader gestaltet sein. Sie kann jedoch auch aus einfachen, kopfseitig montierten T-Trägern gearbeitet sein. Es ist auch möglich, T-Träger zusammenzuschweißen und diese als Druckstangen mit verbesserter Stabilität zu nutzen. Schließlich können die Druckstangen beliebig geformt sein, je nach Anforderung des Ausdrückvorganges.
[0015] Bevorzugt ist die Form, die der Druckkopf mit der aufmontierten Umhüllung oder Einhausung bildet, in der Länge von einheitlichem Querschnitt. Dadurch werden die Koksofenkammerwände vollständig von der Einhausung bedeckt und kommen nicht mit der kühleren Umgebungsluft in Kontakt. Je nach Anforderung an den Ausdrückvorgang kann sich diese in der Länge jedoch verjüngen oder verdicken und sich im Querschnitt ändern. Dies kann zum Beispiel bei empfindlichen Sekundärluftsohleböden oder -kammern von Nutzen sein. Die Form kann auch unregelmäßig geformt sein, wenn die Form der Koksofenkammer oder ein optimaler Wärmeschutz dies erfordern. Die gesamte Vorrichtung zum Ausdrücken ist mit der Einhausung vorteilhaft so geformt, dass der Vorgang des Herausdrückens des Inhalts der Koksofenkammer möglichst wärmeaustauscharm verläuft.
[0016] Die Leitbleche können zur Fertigung der erfindungsgemäßen Einhausung auf alle Seiten des Druckkopfes aufmontiert sein. Dadurch werden beim Herausdrücken der Koksofenkammern alle Ofenwände gegen Aus- oder Herunterkühlen durch das gleichzeitige Eindringen vor kalter Umgebungsluft geschützt. Es ist jedoch auch möglich, beispielsweise bei einem rechteckigen Druckkopf weniger als vier Seiten des Druckkopfes mit der rückseitigen Schürze zu versehen. So kann zum Beispiel die untere Seite der Form frei bleiben, um den Boden der Koksofenkammer zu schützen, der in der Regel dünner gestaltet ist und dadurch weniger robust ist. Es ist auch möglich, nur eine Seite des Druckkopfes mit der erfindungsgemäßen Einhausung zu schützen. Die Schürzen können auch unterschiedlich lang sein, wenn ein optimaler Prozess zum Ausdrücken dies erfordert.
[0017] Die Schürzen oder Leitbleche, die zur Errichtung der erfindungsgemäßen Einhausung genutzt werden, können aus einem hitzebeständigen metallischen Werk- Stoff gefertigt sein. Sie können aber auch aus einem keramischen Werkstoff gefertigt sein. Es ist auch möglich, die Schürzen aus einem metallischen Werkstoff zu fertigen und mit einer keramischen Beschichtung zu versehen. Diese kann vorteilhaft so gestaltet sein, dass sie die Hitze der Umgebung reflektiert oder spiegelt. Ebenfalls möglich ist die Beschichtung mit einer hitzereflektierenden Schicht, wobei beispielhaft hier eine hoch emittierende Beschichtung, ein sogenanntes „High-Emission-Coating", genannt ist. Dieses kann beispielsweise durch ein Hochsintertemperaturverfahren in die äußeren Schichten des Materials eingebunden werden. Geeignete hitzereflektierende Materialien sind insbesondere anorganische Metalloxide im Gemisch mit Carbiden, wobei hier Chrom- oder Eisenoxide im Gemisch mit Siliciumcarbiden beispielhaft genannt seien. Eine hoch emittierende Beschichtung ist beispielhaft beschrieben in der EP 742276 A1. Optimal ist die Konstruktion einer Schürze, die aus einem hitzebeständigen Material gefertigt ist und zur besseren Isolierung eine hitzebeständige und isolierende Schicht besitzt. Die hitzeschützende Schicht kann als Beschichtung, aber auch in Form von Kacheln, Folien oder Fliesen aufgebracht werden.
[0018] Auch die Druckstange und der Druckkopf sind aus einem Material gefertigt, das beständig gegen die hohen Temperaturen ist, die in der Koksofenkammer herrschen. Bevorzugt sind die Druckstange oder der Druckkopf aus hochhitzebeständigem Material gestaltet, um den hohen Temperaturen zu widerstehen, die im Inneren von Koksofenkammern herrschen. Insbesondere der Druckkopf kann zum besseren Schutz gegen die hohen Temperaturen auch mit einer hitzebeständigen Beschichtung versehen sein. Dies kann beispielsweise eine Beschichtung aus Keramik, Schamottesteinen, Silika oder einem hydraulischen Spritzbeton sein. Auch die Druckstange kann mit einer solchen Einhausung versehen sein, wenn der Schutz dieses Konstruktionsteils dies erfordert. In der Regel ist dies jedoch nicht erforderlich, da durch die Schürzen um die Druckstange herum niedrigere Temperaturen herrschen.
[0019] Die Einhausung, die sich durch die Montage der Schürzen um den Druckkopf bildet, kann auch zusätzliche Vorrichtungen enthalten, die der Kontrolle des Ausdrückvorganges dienen. Dies können beispielsweise Temperaturmesseinrichtungen oder Schaugläser sein. Die Einhausung kann aber auch Vorrichtungen enthalten, die der Verbesserung des Verkokungsprozesses dienen. Beispiele sind isolierende Materialien wie Glaswolle oder Keramikfasern.
[0020] Die Vorrichtung enthält auch Teile, die der Befestigung an einer Koksausdrückmaschine oder einer Antriebsvorrichtung dienen. Diese Teile sind vorzugsweise am Ende der Druckstange befestigt. Sie können aber auch am Ende der Schürzen o- der der Einhausung befestigt sein. Dies hängt von der Art der Koksausdrückmaschine oder des Antriebs ab. Zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung können sowohl mobile Koksausdrückmaschinen als auch stationäre Koksausdrückmaschinen verwendet werden.
[0021] Beansprucht wird schließlich auch ein Verfahren, das die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausdrücken von Koks nutzt. Üblicherweise wird das Verfahren so gestaltet, dass der Koksausdrückvorgang nach dem Vorgang des Türöffnens vorgenommen wird. Dies geschieht in der Regel nach Ende des Verkokungsvorganges, der beim „Non-Recovery" oder „Heat-Recovery"-Koksofen typischerweise 16 bis 192 h dauert. An den Vorgang des Koksausdrückens schließen sich dann eine erneute Befüllung an. Selbstverständlich kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch eine Reinigung vorgenommen werden, wenn die gegebenen apparativen Einrichtungen dies vorteilhaft erscheinen lassen. Nach der Befüllung werden die Türen der Koksofenkammer geschlossen und ein erneuter Verkokungszyklus schließt sich an. Das erfin- dungsgemäße Verfahren eignet sich für alle Typen von Koksöfen.
[0022] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann darüber hinaus dem Schutz der Messtechnik dienen, die zur Überwachung des Ofenzustandes sowie des Verkokungsverfahrens auf der Druckstange angebracht sein kann und durch die beschriebene Einhausung vor der Strahlung des Ofeninnenraumes geschützt werden kann.
[0023] Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand von vier Zeichnungen erläutert, wobei diese Zeichnungen nur Ausführungsbeispiele für die Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind.
[0024] FIG. 1 zeigt eine geöffnete Koksofenkammer in der seitlichen Ansicht, bei der der Kokskuchen mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgedrückt wird. FIG. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausdrücken in der vertikalen Ansicht von oben. FIG. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Druckstange aus zwei verschweißten T-Trägern in der vertikalen Ansicht von oben. FIG. 4 zeigt einen Kokskammerofen bei Vorgang des Ausdrückens mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in frontaler Ansicht.
[0025] FIG. 1 zeigt eine geöffnete Koksofenkammer (1), bei der der Kokskuchen (2) nach dem Öffnen der Koksofenkammertüren (3) freiliegt. Der Kokskuchen (2) wird mit dem Druckkopf (4) der Koksausdrückvorrichtung aus dem Kokskammerofen herausgedrückt. Dazu wird der Druckkopf (4) mit der Druckstange (5) durch den Koksofen hindurchgedrückt. An dem Druckkopf (4) sind rückwärtsgerichtete Schürzen (6a) befestigt. Ist der Druckkopf rechteckig, so sind in dieser Ansicht nur die obere und untere Schürze zu sehen. Die seitlichen Schürzen (6b) wurden zur besseren Veranschauli- chung weggelassen. Da ohne die Schürzen hinter dem Druckkopf kalte Luft in die Koksofenkammer gedrückt würde, verhindern diese das Auskühlen der Koksofenkammer. Vorteilhaft ist der Druckkopf so geformt, dass dieser genau zwischen türumfassender Koksofenkammerwand (7) und Koksofensohle (8) hindurchpasst. Dadurch wird der Zutritt weiterer Außenluft verhindert. Unter der Koksofensohle befinden sich übli- cherweise noch die Sekundärluftsohlen (9) und die Sekundärlufteinlassvorrichtungen (10), so dass der Boden etwas dünner gestaltet sein kann. Gezeigt sind hier ebenfalls noch die Primärlufteinlassvorrichtungen (11) in der Decke mit Regelvorrichtungen (11a) und die Seilzüge (12) zum Betätigen der Tür mit den Befestigungen (12a).
[0026] FIG. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausdrückvorrichtung mit Druckkopf (4) und Druckstange (5). Daran sind die Schürzen (6b) befestigt, die eine Einhausung bilden. Ist der Druckkopf rechteckig, so sind in dieser Ansicht nur die seitlichen Schürzen zu sehen. An die Druckstange schließt sich noch eine Befestigung für die Koksausdrückmaschine an.
[0027] FIG. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausdrückvorrichtung mit Druckkopf und Druckstange. Der Druckkopf (4) und die Druckstange (5) werden aus zwei zusammengeschweißten T-Trägern gebildet. Zu sehen sind hier die seitlichen Schürzen. Auf dem Druckkopf ist eine Schicht (14) aus einem hochhitzebeständigen Material aufgebracht.
[0028] FIG. 4 zeigt einen Kokskammerofen (1) in frontaler Ansicht, dessen Koks- kuchen (2) mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgedrückt wird. Die Koksofenkammer ist durch die hochgezogenen Kokskammerofentüren (3) geöffnet, so dass der Kokskuchen (2) freiliegt. Die türumfassende Koksofenkammerwand (7) wird hier von der hochgezogenen Koksofenkammertür (3) verdeckt und ist deshalb nicht zu sehen. Der Druckkopf (4) besitzt vorteilhaft einen Querschnitt, der genau in die Öffnung passt, so dass der Kokskuchen (2) hinter dem Druckkopf (4) liegt. Der Druckkopf (4) wird mit Hilfe von Druckstangen (5) aus dem Kokskammerofen herausgedrückt. Der Druckkopf (4) ist mit Schürzen ausgestattet, die rückwärtsgerichtet montiert sind (aus der Papierebene herausragend). Der Druckkopf ist hier rechteckig, so dass sowohl horizontale (6a) als auch vertikale (6b) Schürzen befestigt sind. Die Schürzen verhindern, dass hinter dem Druckkopf (4) kalte Luft in die Kokskammer gelangen kann. Ebenfalls zu sehen sind hier die Sekundärluftsohlen (9), die Öffnungen für die Sekundärluft (10), die Öffnungen für die Primärluft (11) in der Ofendecke mit Regeleinrichtungen (11a) und die Seilzüge (12) zum Hochziehen der Koksofenkammertüren mit Befestigung (12a).
[0029] Bezugszeichenliste
1 Koksofenkammer
2 Kokskuchen
3 Kokskammerofentür
4 Druckkopf
4a Schweissnaht
5 Druckstange
6a Horizontal anliegende Schürze oder Einhausung
6b Vertikal anliegende Schürze oder Einhausung
7 Türumfassende Ofenwand
8 Koksofenkammersohle
9 Sekundärluftsohle
10 Zutrittsöffnungen für Sekundärluft
11 Zutrittsöffnungen für Primärluft in der Decke
11 a Regeleinrichtung für Primärluft
12 Kette oder Seilzug zum Öffnen der Kokskammerofentüren 12a Befestigung der Tür am Seilzug
13 Befestigung der Koksausdrückmaschine an der Druckstange
14 Hitzebeständige Schicht

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Herausdrücken der Befüllung eines Kokskammerofens, wobei
• die Vorrichtung als Druckstange in Form einer Stange mit einem ofen- seitig aufgesetzten Druckkopf in Form einer Platte geformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass
• der Druckkopf mit aufmontierten rückwärts gerichteten Leitblechen oder Schürzen umgeben ist, so dass diese eine Einhausung bilden, die die gleichen äußeren Seitenlängen wie der Druckkopf und die äußere Form eines Quaders mit einem einheitlichen Querschnitt besitzt, wenn der Druckkopf rechteckig oder quadratisch ist, wobei die sich im Innenraum befindliche Druckstange einen massiven Zylinder bildet, wenn diese im Querschnitt rund ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf rund gestaltet ist, so dass die Vorrichtung zum Herausdrücken die äußere Form eines Zylinders mit einem einheitlichen Querschnitt besitzt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf beliebig gestaltet ist, so dass die Vorrichtung zum Herausdrücken die verlängerte äußere Form des Querschnittes des Druckkopfes besitzt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt der Einhausung im rückgerichteten Verlauf ändert, so dass die Einhausung eine beliebige Form besitzt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schürzen in der Länge kürzer sind als die Druckstange.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schürzen auf den Seiten des Druckkopfes unterschiedliche Längen besitzen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das die Druckstange einen runden Querschnitt mit beliebiger Form besitzt und sich im Querschnitt der ausdrückenden Vorrichtung im Zentrum befindet.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das die Druckstange einen beliebigen Querschnitt mit beliebiger Form besitzt und sich im Querschnitt der ausdrückenden Vorrichtung an beliebiger Stelle befindet.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Herausdrücken des Inhaltes des Kokskammerofens genau den Querschnitt der Öffnung des auszudrückenden oder zu befüllenden Kokskammerofens besitzt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitbleche auf alle Seiten des Druckkopfes aufmontiert sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitbleche auf weniger als alle Seiten des Druckkopfes aufmontiert sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Druckstange zum Herausdrücken des Kokskuchens um einen T- Träger handelt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Druckstange zum Herausdrücken des Kokskuchens um eine Druckstange aus mehreren zusammengeschweißten T-Trägern handelt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhausung ganz oder teilweise aus einem hitzebeständigen metallischen
Werkstoff hergestellt ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhausung ganz oder teilweise aus einem hitzebeständigen keramischen Werkstoff hergestellt ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstange am Druckkopf oder auf der Einhausung oder am Druckkopf und auf der Einhausung mit einer Beschichtung aus einem hitzeschützenden Material ausgestattet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus hitzeschützendem Material in Form von Kacheln, Folien oder Fliesen aufgebracht wird.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schicht als hochhitzereflektierende Schicht in Form eines „High-
Emission"-Coatings, aufgebracht wird.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass diese Schicht aus anorganischen Metalloxiden im Gemisch mit Carbiden gefertigt ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung im Inneren der durch die Einhausung gebildeten Form Einrichtungen zum Messen der Temperatur besitzt.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung im Inneren der durch die Einhausung gebildeten Form isolierende Materialien enthält.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den isolierenden Materialien um Glaswolle oder Keramikfasern handelt.
23. Verfahren zum Verkokung von Kohle, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausdrücken des Kokses eine ausdrückende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22 eingesetzt wird.
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