[0001] Die Erfindung betrifft einen Horizontalkammerverkokungsofen mit beidseitigem etwa
der Höhe der Ofenkammer entsprechendem Verschluß, der jeweils mit seinem Türstopfen
in die Ofenkammer hineinragt und mit einer umlaufenden Abdichtung in Schließstellung
an den Dichtflächen eines an der Ofenkammer koksseitig angebrachten geschlossenen
Türrahmens anliegt, wobei zwischen Tür, Türstopfen und Türrahmen Gassammelräume zum
Abziehen der beim Verkokungsvorgang anfallenden Gase verbleiben, die gegen die Atmosphäre
durch die Abdichtung verschlossen sind.
[0002] In Horizontalkammerverkokungsöfen wird für die Verkokung geeignete Feinkohle durch
indirekte Erhitzung verkokt, wobei erhebliche Mengen Gas freigesetzt werden. Diese
Gase versuchen insbesondere kurz nach dem Einfüllen der Kokskohle durch die etwa die
gleiche Höhe wie die Koksöfen aufweisenden Verschlüsse, d.h. Türen, in die Atmosphäre
zu entweichen.
[0003] Es sind zahlreiche Vorschläge bekannt, um diese Türen so dicht zu machen, daß nur
möglichst geringe Mengen derartiger z.T. giftiger Gase austreten können. Außerdem
entzündet sich das Gas leicht, verbrennt und führt zu Zerstörungen am Koksofen. Die
bekannten Kokskammerverschlüsse weisen umlaufende und in Schließstellung gegen Dichtflächen
des Türrahmens anliegende Abdichtungen aus Metall auf. Diese Metall auf Metalldichtungen
haben den Vorteil der Hitzebeständigkeit, führen aber nicht zu einer zufriedenstellenden
Abdichtung der Kokskammern weil ein einwandfreies Aufeinanderliegen der Metalldichtungen
auf der Dichtfläche des Türrahmens nicht immer zu gewährleisten ist. Die verschärften
Umweltschutzbestimmungen haben den Kokskammerverschluß mit einer Abdichtung Metall
auf Metall zusätzlich in Frage gestellt. Derartige Kokskammerverschlüsse sind z.B.
aus den DE-PS 1
0 65 37
0, DE-AS 1
0 17 59o, DE-p 24 693, 1o a D bekannt.
[0004] Diese bekannten Verschlüsse für Horizontalkammerverkokungsöfen bringen eine ungenügende
Abdichtung der Ofenkammer gegen die Atmosphäre. Sie sind außerdem mit einem großen
Reinigungsaufwand verbunden, der bei den unterschiedlichen anfallenden teer- und graphithaltigen
Kondensaten technisch sehr schwierig und kostenaufwendig ist, zumal die manuelle Reinigung
aufgrund der fehlenden Arbeitskräfte und den jetzt üblichen hohen Ofenkammern von
der maschinellen Reinigung wahrgenommen werden muß. Die maschinelle Reinigung ist
jedoch insbesondere in den Türeckbereichen sehr schwierig.
[0005] Alle diese Verschlüsse für Horizontalkammerverkokungsöfen mit einer Abdichtung Metall
auf Metall benötigen einen Kondensatfilm, um die Ofenkammer wirksam abzudichten. Dieser
Kondensatfilm bildet sich dadurch, daß die während des Drückvorganges ausgeschwenkte
Koksofentür eine Temperatur annimmt, die nach dem Zurückschwenken in den Koksofen
zum Niederschlag von Kondensaten in diesem Bereich führt. Dabei kühlt das Dichtorgan
selbst am weitesten ab, so daß sich hier am meisten und am schnellsten der notwendige
Kondensatfilm bildet. Nach dem Einsetzen der Koksofentür vor die Ofenkammer und dem
Einfüllen der Kokskohle schlagen die vorbeiströmenden Gase sich so lange als Kondensat
nieder, bis der Bereich des Verschlusses wieder die notwendige höhere Temperatur angenommen
hat.
[0006] Nachteilig ist, daß der Kondensatanfall nicht gesteuert werden kann. Insbesondere
im Bereich des Türbodens und unmittelbar darüber fällt eine zu große Menge Kondensat
an, während im oberen Bereich teilweise nicht ausreichendes Kondensat zur Verfügung
steht. Der zu große Kondensatanfall kann mit zusätzlichen Graphitanlagerungen verbunden
sein, die gleichzeitig die Abdichtung der Ofenkammer erschweren und die später notwendigen
Reinigungsarbeiten zusätzlich belasten.
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verschlußsystem zu schaffen, das ein
Verschmutzen der Verschlußteile insbesondere der Dichtflächen des Türrahmens und der
zugeordneten Dichtungen durch Kondensatbildung und Graphitanfall weitgehend verhindert.
[0008] Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf der der Ofenkammer zugewandten
Seite des Verschlusses, der eine flexible und nachstellbare Abdichtung aufweist, ein
Heißteil angeordnet ist, das die Temperatur im Bereich des Verschlusses während des
Füll- und Verkokungsvorganges oberhalb der Kondensatbildungstemperatur hält.
[0009] Ein derartiges Heißteil, das während des eigentlichen Verkokungsvorganges aufgeheizt
wird, bleibt in einem so hohen Temperaturbereich, daß es nach dem Ausschwenken der
Koksofentür, dem Entleeren der Ofenkammer und dem Rückschwenken der Koksofentür und
Füllen der Ofenkammer mit Kokskohle ein Kondensieren der Koksofen~ gase im Verschlußteil
der Koksofentür verhindert. Das Heißteil strahlt nach dem Rückschwenken der Koksofentür
sowohl in den Gassammelraum und die angrenzenden Bereiche so viel Hitze ab, daß weder
an ihm selbst noch an den umliegenden Verschlußteilen eine Kondensatbildung möglich
ist. Das hat den zusätzlichen Vorteil, daß die in diesen Bereich gelangenden Gase
automatisch nach oben abgelenkt durch den Gassammelraum in die Vorlage abgezogen werden
können. Ein Austreten dieser Gase ist dadurch verhindert. Die flexible und nachstellbare
Abdichtung hat nur noch eine zusätzliche Sicherheitsfunktion, um eventuell über den
Gassammelraum hinaus gelangende Restgase am Austreten in die Atmosphäre zu hindern.
Dabei sind verschiedene Arten von flexiblen Abdichtungen möglich.
[0010] Um den Heißteil vor Beschädigungen durch Zusatzeinrichtungen, wie Planierstangen
zu sichern, um zusätzlichen Gassammelraum zu schaffen und um dadurch die Dichtwirkung
zu erhöhen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Heißteil rund um den Türstopfen
in eine Aussparung des Türrahmens unter Bildung eines zweimal um 9
0° abgewinkelten Gassammelbereiches hineinragt. Dadurch, daß der Gassammelraum selbst
einen wesentlich größeren Querschnitt aufweist als die beiden um 9
0° abgewinkelten Gassammeibereiche, besitzt er eine wesentlich größere Kaminwirkunq,
so daß der größte Anteil der Koksofengase im Gassammelraum nach oben zur Vorlage aufsteigt.
[0011] Damit das Heißteil nach dem Rückschwenken der Koksofentür die nötige Hitze abstrahlt,
ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Heißteil als Hohlkörper ausgebildet ist, der
mit hitzespeicherndem und gut abstrahlendem Material gefüllt ist. Dabei sollte die
Wandung des Hohlkörpers möglichst dünn sein, um den Durchtritt der Wärme nicht zu
erschweren und andererseits die Hitzeabgabe während des Ausschwenkens der Koksofentür
möglichst begrenzt zu halten. Als hitzespeicherndes und gut abstrahlendes Material
kann sowohl keramisches wie auch sonstiqes Spezialmaterial Verwendung finden.
[0012] Zur Vergrößerung des Gassammelraumes und damit zur Verbesserung der Kaminwirkung
ist das Heißteil vom Türstopfen weg versetzt angeordnet. Dies ist möglich, indem entweder
das Heißteil schmaler und tiefer aus
ge-bildet oder aber die Ausnehmung im Türrahmen entsprechend vergrößert wird. Die Vergrößerung
des Gassammelraumes in diese Richtung hat den Vorteil, daß dadurch keine Verengung
des Querschnittes im Bereich des Planierloches eintreten kann.
[0013] Eine andere Möglichkeit, den Querschnitt des Gassammelraumes zu beeinflussen, ist
gegeben, indem das Heißteil vor die Dichtfläche des Türrahmens vorstehend angeordnet
ist.
[0014] Um den Temperaturbereich im Gassammelbereich vor der flexiblen Abdichtung weiter
zu erhöhen, ist es zweckmäßig, die Außenfläche des Heißteils zu 5o % oder weniger
vom Aufnahmeteil des Verschlusses abzudecken bzw. zu fassen.
[0015] Die Hauptstrahlung soll jedoch zum ersten abgewinkelten Teil des Gassammelbereiches
bzw. zum Gassammelraum hin gerichtet sein, was in besonders zweckmäßiger Weise erreicht
wird, indem die Außenfläche und eine Seitenfläche des Heißteils von dem zangenförmig
ausgebildeten Aufnahmeteil des Verschlusses eingefaßt ist, wobei das zangenförmig
ausgebildete Aufnahmeteil die Außenfläche und die Seitenfläche des Heißteils bilden,
an die ein dünnwandiges Winkelblech zur Einfassung des hitzespeichernden Materials
angeschlagen ist. Während die die Außenfläche und die Seitenfläche bildenden Teile
des zangenförmig ausgebildeten Aufnahmeteils aus Grauguß oder ähnlichem Material bestehen,
die beiden anderen Flächen, d.h. die Innenfläche und die andere Seitenfläche, von
einem dünnwandigen Winkelblech gebildet werden. Von daher wird die Strahlung im wesentlichen
durch das dünnwandige Winkelblech erfolgen, so daß gerade in den besagten Bereichen
eine Kondensatbildung verhindert und die Aufwärtsbewegung des Gases begünstigt wird.
[0016] Die Säuberungsarbeiten werden insbesondere im Bodenbereich dadurch erleichtert, daß
das Bodenteil des Heißteils, das an den abgeschrägten Boden des Türrahmens angrenzt,
als ein auf der Spitze stehendes rechtwinkliges Dreieck ausgebildet ist. Bodenteil
und Rahmen sind somit so aufeinander abgestimmt, daß die Reinigungswerkzeuge günstig
angelegt werden können, wobei die Reinigung dadurch erleichtert wird, daß durch die
Schräge gar keine oder nur wenig glühende Reste im Ofen verbleiben. Das Wiedereinsetzen
des Verschlusses kann daher durch liegengebliebene Koksreste nicht behindert werden.
[0017] Um ein Durchdringen des Gases bis in den Gassammelbereich vor der flexiblen Abdichtung
möglichst zu unterbinden und um die Kaminwirkung im Gassammelraum zu erhöhen, ist
es zweckmäßig, daß der Gassammelbereich von dem zwischen Heißteil und Türstopfen ausgebildeten
Gassammelraum ausgehend von innen nach außen an Querschnitt verliert.
[0018] Die Strömungsrichtung des während des Verkokungsvorganges auftretenden Gases kann
weiter dadurch beeinflußt werden, daß der Gassammel-bereich über die Höhe des Türrahmens
gesehen ein oder mehrmals über Rippen gesperrt ist. Dabei sollten zweckmäßig die Rippen
am Heißteil befestigt und schräg nach oben und innen verlaufend in einen Schlitz im
Türrahmen hineinragen. Hierdurch und durch die Ausgestaltung des Gassammelraumes wird
der Abzug auf den eigentlichen Gassammelraum konzentriert, so daß nicht nur aufgrund
des Heißteiles die Kondensatbildung insgesamt verhindert, sondern gleichzeitig auch
das Durchdringen des Gases bis zur flexiblen Abdichtung verringert bzw. ganz verhindert
werden kann.
[0019] Insgesamt gesehen bringt die Erfindung den Vorteil, daß durch die Verringerung bzw.
Verhinderung der Kondensatbildung im Bereich des Türverschlusses die bisher sehr umfangreichen,
wartungs- und kostenaufwendigen Reinigungsarbeiten weitgehend entfallen, so daß die
bisher auftretenden Unzuträglichkeiten der Abdichtung entfallen. Damit ist ein gasdichter
Abschluß der Ofenkammer während einer Vielzahl von Verkokungsvorgängen sichergestellt,
ohne daß die Verschlußteile, namentlich die Dichtflächen der Türrahmen und die ihnen
zugeordnete Abdichtung durch Kondensat- und Graphitanfall ihre Funktionsfähigkeit
verlieren kann.
[0020] Nachfolgend sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 einen Verschluß gemäß eines ersten Ausführungsbeispieles in Vorderansicht,
Fig. 2 den Verschluß gemäß Fig. 1 in Seitenansicht und teilweise geschnitten,
Fig. 3 den Bereich des Ofenkammerverschlusses im Horizontalschnitt,
Fig. 4a und
Fig. 4b den in Fig. 3 dargestellten Horizontalschnitt im anderen Maßstab mit zwei
unterschiedlichen Aufnahmeteilen für den erfindungsgemäßen Heißteil,
Fig. 5a einen Ausschnitt aus Fig. 4a im Bereich eines horizontalen als Sperre wirkenden
Bleches,
Fig. 5b eine Seitenansicht gemäß Ansicht A nach Fig. 5a,
Fig. 6a und Fig. 6b Ausführungsformen für die Verlagerung bzw. Anordnung des Heißteiles,
dargestellt anhand eines Schnittes gemäß 4a, 4b.
[0021] Der am Ende einer waagerecht verlaufenden, nicht im einzelnen dargestellten Koksofenkammer
angebrachte Verschluß 1 weist jeweils einen gußeisernen, den Ofenkopf verkleidenden
und geschlossen umlaufenden Türrahmen 3 sowie einen am Türrahmen 3 festlegbaren Türkörper
2 aus Grau- oder Sphäroguß sowie eine am Türkörper 2 befestigte und umlaufende Abdichtung
4 auf.
[0022] Fig. 1 zeigt einen derartigen Verschluß 1 in Vorderansicht, wobei die umlaufende
Abdichtung 4 über Dichtmembranen 5, 6 jeweils so beeinflußt ist, daß sie ausreichend
dicht auf die Dichtfläche 8 des Türrahmens 3 aufgepreßt wird. Wie aus der Fig. 2 zu
ersehen ist, handelt es sich bei den Dichtmembranen 5, 6 um Federkörper, die die Abdichtung
4 mit einer entsprechenden Kraft beaufschlagen. Die für die Befestigung des Verschlusses
1 notwendige Verriegelung ist mit 7 bezeichnet.
[0023] Rundum den Türkörper ist auf dessen der Kammer zuweisenden Seite ein Heißteil 15
angeordnet. Dieses Heißteil 15 wird beim Vorsetzen des Verschlusses 1 in eine Aussparung
24 des Türrahmens 3 eingeführt. Im unteren Bereich der Ofenkammer 1o geht der Ofenkammerboden
12 in den mit einer Schräge versehenen Boden 13 des Türrahmens 3 über. Das Heißteil
15 weist in diesem Bereich ein Bodenteil 16 auf, das als rechtwinkliges Dreieck ausgebildet
ist, das auf der Spitze 17 steht.
[0024] Aus den Fig. 2 und 3 wird deutlich, daß der Verschluß 1 mit seinem über den Halter
2o gehaltenen Türstopfen 21 in die Ofenkammeröffnung 9 hineinragt. Dabei bleibt zwischen
den Ofenkammerwänden 11 und dem Türstopfen 21 ein Kanal 14, durch den die Gase bis
zum Verschluß vordringen können.
[0025] Der Türkörperboden 19 ist zu Aufnahmeteilen 22, 23 verlängert, um daran das Heißteil
15 zu befestigen. Wie aus Fig. 4a und 4b hervorgeht, kann dabei das Heißteil entweder
über die gesamte Außenfläche 37 mit dem Aufnahmeteil 22 oder nur teilweise mit dem
Aufnahmeteil 23 verbunden sein. Das Heißteil 15 ist dabei in beiden Ansichten als
Hohlkörper 36 ausgebildet.
[0026] Die Verriegelung 7 besteht neben dem Federpaket 29 aus dem Verschlußriegel 28 und
dem Riegelhaken 27. Seitlich davon sind der Ankerständer 33 und die Wandschutzplatte
34 angedeutet.
[0027] Fig. 5a zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 4a, wobei durch die Pfeile deutlich gemacht
ist, daß der Hohlkörper 36 mit einem hitzespeichernden und hitzegutabgebendem Material
35 gefüllt ist. Die von diesem Heißteil 15 abgegebene Hitze strahlt sowohl in den
Gassammelraum 3o als auch in den Gassammelbereich 25, der zweimal um 9
00 abgewinkelt ist, sowie in den Gassammelbereich 26 in unmittelbarer Nähe der flexiblen
Abdichtung 4. Hierdurch wird sowohl die Bildung von Kondensat in diesem Bereich verhindert,
als auch Graphitablagerung weitgehend minimiert bzw. unterbunden. Der Gassammelraum
3o weist einen wesentlichen größeren Querschnitt als der sich in Richtung Gassammelbereich
26 verjüngende Gassammelbereich 25 auf. Da der Zug in dem Gassammelbereich 25 zusätzlich
durch die Rippen 47, 48 beeinflußt wird, wird die Kaminwirkung innerhalb des Gassammelraumes
3o zusätzlich vergrößert. Die Rippen 47, 48 ragen, wie aus Fig. 5b zu entnehmen ist,
in Schlitze 49, die im Türrahmen 3 ausgebildet sind, hinein. Sie sind zweckmäßigerweise
schräg nach oben und in Richtung Gassammelraum 3o geneigt angeordnet, so daß die in
diesem Bereich hoch steigenden Gase automatisch zum Gassammelraum 3o hingeführt werden.
[0028] Das als Hohlkörper 36 ausgebildete Heißteil 15 weist an der Außenfläche 37, den Seitenflächen
38, 39 und der Innenfläche 4o dünnwandige Bleche auf, die den Wärmedurchgang nicht
oder nur wenig behindern.
[0029] Aus der Darstellung in Fig. 5a wird deutlich, daß in den mit 26 bezeichneten Gassammelbereich
nur wenige oder gar keine Gase gelangen werden. Die flexible Abdichtung 4 stellt somit
eine zusätzliche Sicherung dar, die noch durch die Ausbildung des Gassammelbereiches
26 zusätzlich entlastet wird. Durch diese Ausbildung werden eventuell in diesen Bereich
26 gelangende Gase so aufgewärmt bzw. heißgehalten, daß sie nach oben abgezogen werden.
Zum Schutz des Türkörpers 2 sind zwischen Aufnahmeteil 23 und Türkörper 2 Körper 44,
45 aus Isoliermasse angeordnet. Hierdurch wird gleichzeitig der Querschnitt des Gassammelbereiches
26 eingeschränkt und auf den Bereich begrenzt, der über das Heißteil 15 beeinflußbar
ist.
[0030] Die Fig. 6a und 6b zeigen schließlich weitere Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemäße
Heißteil 15 auf, wobei in Fig. 6a der Türkörperboden 19 gabelartig ausgebildet und
mit Vorsprüngen 46 versehen ist. Der Gabelteil des Aufnahmeteils 42 bildet die Außenfläche
bzw. Seitenfläche des Heißteiles, während die beiden zum Gassammelraum 3o hinweisenden
Flächen durch ein Winkelblech 43 gebildet sind. Das Winkelblech 43 ist über die Vorsprünge
46 mit dem Aufnahmeteil 42 verbunden.
[0031] Zur Vergrößerung des Gassammelraumes 3o ist bei Fig. 6b das Heißteil 15 schmaler
ausgebildet und/oder aus der Achse 53 und vom Türstopfen 21 weg versetzt ausgebildet.
Weiter ist der Türrahmen 3 unter Bildung eines zusätzlichen Rahmenteiles 5o geteilt
ausgebildet, wobei die Dichtfläche 51 des Rahmenteils 5o als Anpreßfläche für die
flexible Abdichtung 31 dient. Der Türrahmen 3 weist eine Innenschräge 54 auf, die
im wesentlichen ebenfalls eine Vergrößerung des Gassammelraumes 3o zum Ziele hat.
1. Horizontalkammerverkokungsofen mit beidseitigem etwa der Höhe der Ofenkammer entsprechendem
Verschluß, der jeweils mit seinem Türstopfen in die Ofenkammer hineinragt und mit
einer umlaufenden Abdichtung in Schließstellung an den Dichtflächen eines an der Ofenkammer
koksseitig angebrachten geschlossenen Türrahmens anliegt, wobei zwischen Tür, Türstopfen
und Türrahmen Gassammelräume zum Abziehen der beim Verkokungsvorgang anfallenden Gase
verbleiben, die gegen die Atmosphäre durch die Abdichtung verschlossen sind, dadurch
qekennzeichnet, daß auf der der Ofenkammer (10)zugewandten Seite (18) des Verschlusses (1), der eine flexible und nachstellbare
Abdichtung (4 ) aufweist, ein Heißteil (15) angeordnet ist, das die Temperatur im
Bereich des Verschlusses während des Füll- und Verkokungsvorganges oberhalb der Kondensatbildungstemperatur
hält.
2. Horizontalkammerverkokungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Heißteil (15) rundum den Türstopfen (21) in eine Aussparung (24) des Türrahmens (3)
unter Bildung eines zweimal um 90° abgewinkelten Gassammelbereiches (25) hineinragt.
3. Horizontalkammerverkokungsofen nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch qekennzeichnet,
daß das Heißteil (15) als Hohlkörper (36) ausgebildet ist, der mit hitzespeicherndem
und gut abstrahlendem Material (35) gefüllt ist.
4. Horizontalkammerverkokungsofen nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Heißteil (15) vom Türstopfen (21) weg versetzt angeordnet ist.
5. Horizontalkammerverkokungsofen nach Anspruch 1 bis Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Heißteil (15) vor die Dichtfläche (8) des Türrahmens (3) vorstehend angeordnet
ist.
6. Horizontalkammerverkokungsofen nach Anspruch 1 bis Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenfläche (37) des Heißteils (15) zu 5o % oder weniger vom Aufnahmeteil
(23) des Verschlusses (1) abgedeckt bzw. gefaßt ist.
7, Horizontalkammerverkokungsofen nach Anspruch 1 bis Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenfläche (37) und eine Seitenfläche (38) des Heißteils (15) von dem zangenförmig
ausgebildeten Aufnahmeteil (42) des Verschlusses (1) eingefaßt ist.
8. Horizontalkammerverkokungsofen nach Anspruch 7, dadurch aekennzeichnet, daß das
zangenförmig ausgebildete Aufnahmeteil (42) die Außenfläche (37) und die Seitenfläche
(38) des Heißteils (15) bilden, an die ein dünnwandiges Winkelblech (43) zur Einfassung
des hitzespeichernden Materials (35) angeschlagen ist.
9. Horizontalkammerverkokungsofen nach Anspruch 1 bis Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bodenteil (16) des Heißteils (15), das an den abgeschrägten Boden (13) des
Türrahmens (3) angrenzt, als ein auf der Spitze (17) stehendes rechtwinkliges Dreieck
ausgebildet ist.
10. Horizontalkammerverkokungsofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Gassammelbereich (25) von dem zwischen Heißteil (15) und Türstopfen (21) ausgebildeten
Gassammelraum (30) ausgehend von innen nach außen an Querschnitt verliert.
11. Horizontalkammerverkokungsofen nach Anspruch 2 und Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gassammelbereich (25) über die Höhe des Türrahmens
(3) gesehen ein oder mehrmals über Rippen (47, 48) gesperrt ist.
12. Horizontalkammerverkokungsofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rippen (47, 48) am Heißteil (15) befestigt und schräg nach oben und innen verlaufend
in einen Schlitz (49) im Türrahmen (3) hineinragen.