Koksofentür mit keramischem Schildaufbau

Abstract

 Bei einer bekannten Koksofentür mit keramischem Schildaufbau aus mehreren übereinander angeordneten Frontplatten sind die Frontplatten in Stahlrahmen gelagert, die über Verankerungen mit der Platte verbunden sind. Ein neuer Schildaufbau soll den Einschluß von Metallteilen in den keramischen Platten vermeiden und eine leichte Auswechselbarkeit einzelner Platten gewährleisten.
An jeder keramischen Frontplatte (2) sind vorzugsweise an den oberen und unteren Schmalseiten Rillen angeordnet, in die Halterungselemente (11, 13) eingreifen, welche durch eine Schraubverbindung (15) auseinander gedrückt werden, um die Frontplatten (2) mit Druck einzuspannen.
Der vorgesehene Schildaufbau mit keramischen Frontplatten, in die keine metallischen Teile eingeschlossen sind und mit der vorgesehenen Halterung schafft die Möglichkeit, die Platten leicht auszuwechseln und ist für jede Art Koksofen oder ähnliche Anwendungsfälle nach Anpassung der Abmessungen verwendbar.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Koksofentür mit einem keramischen Schildaufbau, der unter Bildung eines als Gassammelraum dienenden Zwischenraumes mit Abstand zum eigentlichen Türkörper angeordnet ist, und auf die hierfür verwendeten Platten und Steine.

[0002] In DE-OS 34 47 187 wird ein Türstopfen für Koksofentüren mit austauschbaren keramischen Platten beschrieben. Der Türstopfen oder Schildaufbau besteht aus mehreren übereinander angeordneten Frontplatten, die jeweils in einem mit der Frontplatte verbundenen Stahlrahmen gehalten werden, wobei jeder Stahlramen durch drei Trageisen mit Abstand von der Koksofentür gehalten wird. Jeder Stahlrahmen weist Halteanker auf, die als Verbindungselemente in die keramische Platte eingeformt sind. Angesichts der auftretenden Wärmebelastung ist die Befestigung der keramischen Platten mittels der Halteanker und Stahlrahmen als keine vorteilhafte Lösung anzusehen.

[0003] In DE-PS 29 43 857 ist eine feuerfeste Auskleidung vorgeschlagen worden, die aus mehreren Schichten aufgebaut ist, die mittels spezieller Anker zusammengehalten werden. Der mehrschichtige Aufbau mit speziell geformten Steinen ist sehr aufwendig und sieht keinen Gassammelkanal vor. Der Gassammelkanal ist jedoch als Druckentlastung zur Verringerung der durch die Türdichtung entweichenden Verkokungsgase von erheblicher Bedeutung.

[0004] Nach US 4,217,177 ist ein Gassammelkanal aus speziellen U-förmigen Platten aus feuerfestem Material vorgesehen. Die dargestellten U-förmigen Platten sind sehr aufwendig in der Herstellung.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den keramischen Schildaufbau einer Koksofentür so zu verbessern, daß eine sichere Befestigung leicht auswechselbarer, einfach herzustellender Frontplatten erreicht wird, ohne daß bei der Herstellung dieser Frontplatten irgendwelche Befestigungsteile aus Metall oder aufwendige Ausnehmungen für spezielle Halterungselemente in die keramischen Platten eingeformt werden müssen.

[0006] Die Aufgabe wird gemäß dem Hauptanspruch dadurch gelöst, daß an schmalen einander gegenüberliegenden Seitenflächen ebener Frontplatten lösbare, klauenartige Halterungselemente angreifen. Die Seitenflächen weisen Einformungen oder Profilierungen von über die Länge der Seitenflächen gleichbleibendem Querschnitt, vorzugsweise in Form von Rillen mit einem U-förmigen Querschnitt mit abgerundeter Bodenfläche auf.

[0007] In diese Rille greifen die Halterungselemente ein, die vorzugsweise im Bereich der Angriffsflächen an die Platten in ihrer Formgebung auf die Form der Rille angepaßt insbesondere als Rund- oder Halbrundprofile ausgebildet sind. Durch die von den Halterungselementen ausgeübten Druckkräfte wird die Platte gehalten. Diese Befestigungsart der Frontplatten kommt den Festigkeitseigenschaften der keramischen und feuerfesten Werkstoffe entgegen, die dem hier notwendigen Druck ohne weiteres widerstehen können. Vorzugsweise werden die Frontplatten in einem Strangpreßverfahren hergestellt. Dabei ergeben sich die in die Seitenflächen eingeformten Rillen aus dem geeignet geformten Querschnitt der Strangpreßdüse. Die Platten werden nach dem Strangpreßen auf die gewünschte Länge geschnitten und ausschließlich getrocknet und gebrannt. Vorteilhaft ist es, die Rillen an den schmalen oberen und unteren Seitenflächen anzuordnen und in die Rillen Paare von Rundeisenstücken eingreifen zu lassen, von denen eines an einer von einem Trageisen bis zwischen die Frontplatten vorspringenden Fläche befestigt ist und das andere sich an einem zu dieser Fläche etwa parallelen Teil befindet, wobei die genannte Fläche und das zu ihr etwa parallele Teil durch eine Schraubverbindung auseinander gedrückt werden, die in dem Zwischenraum zwischen dem Schildaufbau und dem Türkörper an einem Trageisen angeordnet sein kann. Die Trageisen können aus Gußeisen oder aus einem warmfesten oder hitzebeständigen Stahl bestehen. Der Querschnitt der Trageisen weist eine für die Befestigung der Halterungselemente geeignete Form, etwa winkel-, kreis- oder ovalförmig, auf. Die etwa in Verlängerung des Trageisens zwischen benachbarte Frontplatten vorspringende Fläche unterstützt diese, wobei das in die Rille eingreifende Rundeisen eine Verschiebung verhindert. Das an der parallelen Fläche angeordnete Rundeisen übt dagegen eine Druckkraft von oben auf die untere Platte aus und hält diese fest. Die die Rundeisenstücke tragenden Teile sind hinreichend elastisch, um Wärmedehnungen der keramischen Platte auszugleichen. Zwischen zwei benachbarten Platten verbleibt ein Spalt, der durch eine Matte aus hitzebeständigem Faserstoff verschlossen wird und so groß ist, daß nach dem Lösen der Schraubverbindung eine Frontplatte aus dem Schildaufbau herausgenommen werden kann.

[0008] Die Frontplatten bestehen vorzugsweise aus einem keramischen Material mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten und hoher Temperaturwechselbeständigkeit. Als ein solches Material wird ein cordierithaltiger Werkstoff bevorzugt. Weiter kann vorgesehen werden, daß die keramischen Frontplatten auf ihrer der Kohle zugewandten Seite mit einem dichten glasigen Überzug versehen sind, dessen Wärmeausdehnung der des Materials der Platte angepaßt ist und der eine unerwünschte Graphitbildung auf der Oberfläche der Platte verhindert.

[0009] In DE-OS 34 47 187 wird vorgeschlagen, auf der Innenseite des Türkörpers eine Isolierung anzuordnen. In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, auf dem Türkörper an seiner dem Zwischen- und Gassammelraum zugekehrten Seite wärmeisolierende Leichtsteinelemente anzuordnen. Zwischen den Leichsteinelementen und dem Türkörper kann eine Fasermatte eingelegt sein. Die Leichtsteinelemente sind zweckmäßigerweise mit Ausnehmungen für den Durchgang der Trageisen versehen. Sie bestehen vorzugsweise aus temperaturbeständigen Werkstoffen mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten. Vorzugsweise werden auch hier keramische Werkstoffe verwendet, die Cordierit enthalten.

[0010] Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Koksofentür ergeben sich aus den Unteransprüchen und werden nachstehend anhand der beigefügten vereinfachten Zeichnungen beschrieben.

[0011] Es zeigen

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Koksofentür,

Fig. 2 einen horizontalen Schnitt durch eine Koksofentür etwa entsprechend II-II in Fig. 1,

Fig. 3 die Halterungselemente in ihrer Anordnung an zwei Platten, die hier teilweise und vertikal geschnitten dargestellt sind,

Fig. 4 eine Ansicht auf die Frontseite einer Frontplatte,

Fig. 5 eine Ansicht auf den oberen Abschnitt einer Schmalseite einer Frontplatte

Fig. 6 einen horizontalen Schnitt durch eine Koksofentür mit anderer Ausbildung von Trageisen und Frontplatte,

Fig. 7 einen teilweisen vertikalen Schnitt mit seitlicher Ansicht von Trageisen und Halterungselementen gemäß Fig. 6.

[0012] Fig. 1 zeigt eine Koksofentür mit dem Türkörper (1) und mit dem Schildaufbau zuzurechnenden, übereinander angeordneten, ebenen Frontplatten (2), die mit einem Abstand oder Zwischenraum (6) zum Türkörper mittels Halteeisen (3) befestigt sind. Zur Isolierung des Türkörpers sind Leichtsteinelemente (4) auf ihm angeordnet, wobei zwischen den Leichtsteinelementen (4) und dem Türköper eine vorzugsweise keramische Fasermatte (5) eingelegt ist. Zwischen je zwei Frontplatten (2) verbleibt ein Spalt (7), der durch eine nicht dargestellte Matte aus hitzebeständigem Faserstoff verschlossen werden kann. An den oberen und unteren Seiten der keramischen Platten sind Rillen (23) angeordnet (Fig. 4 und 5), in die Halterungselemente (11 und 13) hakenartig eingreifen. Diese Halterungselemente sind an den Trageisen (3) befestigt. Ferner sind an den Trageisen (3) Haltewinkel (17, 18) angebracht, die die Frontplatten (2) und die leichtsteinelemente (4) abstützen. Die Leichtsteinelemente (4) weisen Ausnehmungen auf, durch die die Trageisen (3) verlaufen.

[0013] Wie in Fig. 3 deutlicher gezeigt ist, geht von dem hier als Winkelprofil ausgebildeten Trageisen (3) eine Fläche (12) aus, an deren Ende ein Rundeisenstück (11) angeschweißt ist, welches in die Rille (23) an der unteren Schmalseite (22) der oberen Frontplatte (2) eingreift. Im Bereich der Fläche (12) weist die Unterseite der Frontplatten (2) eine Ausnehmung (24) (Fig. 4) für die Fläche (12) auf. Etwa parallel zu der Fläche (12) ist ein Teil (14) angeordnet. Das an seinem Ende befindliche Rundeisenstück (13) greift von oben in die obere Rille der unteren Platte (2) ein. Auch hier ist eine Ausnehmung (24) für das Teil (14) vorgesehen. Zwischen den Teilen (12, 14) ist ein Rundeisenstab (16) angeordnet und beispielsweise mit dem Teil (14) verschweißt. Mittels einer Schraubverbindung (15), die sich etwa an dem im Zwischenraum (6) befindlichen Ende des Teiles (14) zwischen der Fläche (12) bzw. dem horizontalen Schenkel des Trageisen (3) und dem Teil (14) befindet, kann das Rundeisenstück (13) gegen die untere Platte angedrückt werden. Die obere Platte (2) steht auf der Fläche (12), wird durch das Rundeisenstück (11) gegen Verschiebungen quer zu diesem Teil gesichert und durch ein in Fig. 3 nicht dargestelltes oberes Rundeisenstück (13) festgeklemmt und auch oben gegen Verschiebung oder Kippen gesichert. Auf diese Weise wird eine keramische Frontplatte (2) nur durch Druckkräfte eingespannt, ohne daß metallische Teile in die Platte selbst eingeformt werden müssen. Wenn eine Platte ausgewechselt werden muß, genügt es, wenigstens die Schraubverbindungen (15) zu lösen und das Rundeisenstück (13) hochzudrücken, bis es nicht mehr verriegelnd in die Rille (23) eingreift. Die auszuwechselnde Frontplatte (2) kann dann nach vorne abgekippt und/oder Anheben von den unteren Rundeisenstücken (11) abgenommen werden. Der Spalt (7) wird hierzu wenigstens in dem dem Zwischenraum (6) zugewandten Teil und auf der Länge der Rundeisenstücke (11, 13) so breit ausgebildet, daß die Entnahme einer Platte (2) möglich ist.

[0014] Parallel zu dem Rundstab (16), der beispielsweise an das Teil (14) angeschweißt ist, kann an dem Teil (12) ein weiterer Stab (29) angebracht sein, dessen Höhe jedoch niedriger als die des Rundstabes (16) ist. In der Anordnung gemäß Fig. 3 sichert der Stab (29) das Teil (14) mit dem Rundstab (16) gegen ein Verschieben in Richtung auf das Innere des Ofens, so daß also auch bei einem Bruch der Schraubverbindung (15) die betroffene Platte nicht ohne weiteres herauskippen kann. Der Stab (29) dient darüberhinaus zur Zentrierung des Teils (14) bei der Montage. Gegebenenfalls kann ein weiterer Stab auf der anderen Seite des Rundstabes (16) die Zentrierung bei der Montage erleichtern.

[0015] Die oberste der Frontplatten (2) wird durch ein Teil (14a) mit einem Rundeisenstück entsprechend dem Teil (14) gehalten, wobei hier jedoch das Teil (14a) mittels einer entsprechenden Schraubverbindung an einem Halteeisen (3) nur nach unten an die Oberseite der Frontplatte (2) angedrückt wird.

[0016] Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen keramischen Frontplatte (2), bei der die obere Schmalseite (21) beidseitig der etwa U-förmigen Rille (23) zwei Abschnitte (21a, 21b) aufweist. Dabei ist erfindungsgemäß der Abstand (d) so bemessen, daß durch lösen der Schraubverbindung (15) (Fig. 3) und hochklappen des Teils (14) (Fig. 3) bis das Teil (14) gegen die Fläche (12) (Fig. 3) anliegt, das Halterungselement (13) (Fig. 3) aus der Rille (23) so weit hinausbewegt wird, daß die Frontplatte (2) in Richtung ihrer Frontfläche gekippt und herausgehoben werden kann. Zur Aufnahme von haken- oder klauenförmigen Halterungselementen (11, 13) kann der eine Schenkel des etwa U-förmigen Querschnittes entgegen dem zweiten Schenkel in geeigneter Weise geneigt sein.

[0017] Während die Fig. 1 und 2 als Trageisen (3) Paare von Winkelprofilen vorbestimmter Länge zeigen, können die Trageisen (3) auch in bekannter Weise mehrteilig ausgeführt werden, so daß die Breite des Zwischenraumes je nach Bedarf einstellbar ist. In einer nicht dargestellten, bevorzugten Ausführung bestehen die Trageisen aus gegossenen runden Profilen.

[0018] In einer weiteren, nicht dargestellten, bevorzugten Ausführungsform bestehen die Halterungselemente und/oder die Haltewinkel oder entsprechende Flächen aus Gußeisen.

[0019] Fig. 6 und 7 zeigen Trageisen (30) von anderer Ausbildung. Hier werden hochkant stehende Flacheisen, etwa bügel- oder halbkreisförmig verwendet, wobei sie in ihrem mittleren Teil die Frontplatte (2) zum Zwischenraum (6) hin abstützen. Unter den in Fig. 6 abgeschrägt dargestellten Ecken wird die Fläche (12) angeschweißt, die zugleich die Ecken versteift und eine Verbindung zu den Haltewinkeln (17) schafft. Unter der Fläche (12) befindet sich das Teil (14) in der gemäß Fig. 3 dargestellten Anordnung.

[0020] Fig. 6 zeigt außerdem eine andere Ausbildung der Frontplatten (2), deren vertikale Schmalseiten (25), die hier mit einem Winkel größer als 90 Grad an die der Kohle zugewandte Frontseite anschließen. Dies ergibt eine konische Ausbildung der Schildplatte, die ein einfacheres Einsetzen der Türen bei verringerten Randspalten ermöglicht. Die konische Ausführung kann vorteilhafterweise durch die Schnittführung beim Ablängen des stranggepreßten Profils erzeugt werden.

[0021] Durch die Wahl von cordierithaltigem Material für die keramischen Frontplatten, die die Schildplatte bilden, wird ein niedriger Ausdehnungskoeffizient erreicht, so daß auch hierdurch die Randspalte zum die Tür umgebenden Mauerwerk kleiner als beispielsweise bei Metallschilden gewählt werden können.

[0022] Die der Isolierung des Türkörpers (1) dienenden Leichsteine (4) können aus gesondert angefertigten Leichtsteinelementen mit Ausnehmungen, die an den Querschnitt der Trageisen angepaßt sind, für die Trageisen (3,30) bestehen, oder die Isolierung wird aus genormten Formaten aufgebaut. Auch für die Leichtsteine wird ein keramisches Material mit geringem Ausdehnungskoeffizienten bevorzugt, dem Cordierit zugesetzt ist.

[0023] Die erfindungsgemäß im Strangpreßverfahren hergestellten Frontplatten weisen eine durch das Strangpreßen mit dem nachfolgenden Trocknen und Brennen verbesserte keramische Struktur auf. Die vorgesehenen Halterungselemente, beispielsweise in Form der dargestellten Rundeisenstücke (11, 13), vermeiden Wärmespannungen zwischen keramischem und metallischem Material. Außerdem ermöglichen sie ein sehr einfaches Auswechseln einzelner Frontplatten.

[0024] Bei einer ausgeführten Konstruktion der erfindungsgemäßen Koksofentür betrug die Größe der erfindungsgemäß verwendeten keramischen Frontplatten in der Dicke etwa 80 mm in der Höhe etwa 450 mm und in der Breite etwa 500 mm, bei einer Gesamthöhe der an der Tür übereinander angeordneten Platten von mehr als 4.000 mm. Dabei richteten sich die Abmessungen der Platten nach den Abmessungen der Ofentür. Andere Abmessung sind ohne weiteres möglich.

[0025] Der erfindungsgemäße Schildaufbau ist nicht nur für Koksofentüren vorteilhaft, sondern kann auch bei anderen industriell eingesetzten Ofentüren mit und ohne Gaskanal verwendet werden.

Ansprüche

1. Koksofentür mit einem an Trageisen befestigten keramischen Schildaufbau, bestehend aus einer Anzahl auswechselbarer keramischer Frontplatten (2), die zur Bildung eines als Gassammelkanal dienenden Zwischenraumes (6) in Abstand zu dem mit einer Isolierschicht versehenen Türkörper (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatten (2) mittels an gegenüberliegenden Seitenflächen (21, 22) der Frontplatten (2) angreifenden, lösbaren Halterungselementen (11, 12, 13, 14) gehalten werden, wobei die Halterungselemente (11, 12, 13, 14) an den Trageisen (3, 30) angeordnet und gegen die Seitenflächen (21, 22) andrückbar sind und die Seitenflächen Einformungen aufweisen, die über die Länge der Seitenfläche von gleichbleibendem Querschnitt sind, vorzugsweise in Form einer Rille (23), in die Halterungselemente (11, 13), die entsprechend den Einformungen ausgebildetet sind, eingreifen.

2. Koksofentür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die keramischen Frontplatten (2) an ihren schmalen oberen und unteren Seitenflächen (21, 22) je eine über die Länge dieser Seitenflächen verlaufende Rille (23) mit abgerundeter Bodenfläche aufweisen und daß in die Rillen (23) Paare von Rundeisenstücken (11, 13) eingreifen, von denen eines (11) an einer vom Trageisen (3, 30) bis zwischen die Frontplatten (2) vorspringenden und die auf ihr ruhende Frontplatte (2) stützende Fläche (12) befestigt und das andere (13) an einem zu dieser Fläche (12) etwa parallelen Teil (14) angebracht ist, wobei die Rundeisenstücke (13, 14) durch wenigstens eine im Zwischenraum (6) befindliche Schraubverbindung (15) auseinander und in die Rillen (23) zweier benachbarter Frontplatten (2) hineingedrückt werden.

3. Koksofentür nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (7) zwischen benachbarten Frontplatten (2) und die Tiefe der Rille (23) so groß sind, daß nach Lösen der Schraubverbindung (15) eine der Frontplatten (2) abgenommen werden kann.

4. Koksofentür nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (7) zwischen zwei benachbarten keramischen Frontplatten (2) durch eine Matte aus hitzebeständigem Faserstoff verschlossen wird.

5. Koksofentür nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatten (2) aus einem keramischen Material mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten und hoher Temperaturwechselbeständigkeit, vorzugsweise aus cordierithaltigem Werkstoff besteht.

6. Koksofentür nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die keramischen Frontplatten (2) mit einem dichten, glasigen Überzug auf ihrer der Kohle zugewandten Seite versehen sind.

7. Koksofentür nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Türkörper (1) zugekehrten Seite des Zwischenraumes (6) wärmeisolierende Leichtsteinelemente (4) insbesondere aus temperaturwechselbeständigen Werkstoffen mit niedrigen Ausdehnungskoeffizenten vorzugsweise mit Cordierit angeordnet sind, die Ausnehmungen für den Durchgang der Trageisen (3, 30) aufweisen, wobei vorzugsweise zwischen den Leichtsteinelementen (4) und dem Türkörper (1) eine Fasermatte (5) eingelegt ist.

8. Koksofentür nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Trageisen (3) senkrecht zum Türkörper (1) angeordnete Profile von winkelförmigem Querschnitt am Türkörper (1) befestigt sind, an denen die Halterungselemente (11, 12, 13, 14) und Haltewinkel (17, 18) angeordnet sind und innerhalb des Zwischenraumes (6) zwischen der vorspringenden Fläche (12) und dem zu ihr etwa parallelen Teil (14) ein Rundstab (16) angebracht ist und das etwa parallele Teil (14) mittels einer nahe dem freien Ende dieses Teils (14) angreifenden Schraube (15) gegen die Fläche (12) anziehbar ist, um die Rundeisenstücke (11, 13) gegen die benachbarten Platten (2) auseinanderzudrücken.

9. Koksofentür nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Trageisen (30) ein halbkreis- oder bügelförmig gebogenes Flacheisen verwendet ist, an dem die Halterungselemente (11, 12, 13, 14) und Haltewinkel (17, 18) angeordnet sind.

10. Koksofentür nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageisen (3, 30) und/oder die Halterungselemente (11, 12, 13, 14) und/oder die Haltewinkel (17, 18) aus Gußeisen sind, wobei vorzugsweise die Halterungselemente (13, 14) ein Gußteil bilden und wenigstens die Halterungselemente (11, 12) als Bestandteile der Trageisen (3, 30) ausgeführt sind.

11. Koksofentür nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Schmalseiten (25) der Frontplatten (2) konisch ausgebildet sind und an die der Kohle zugewandte Frontseite mit einem Winkel von mehr als 90 Grad anschließen.

12. Keramische Frontplatte (2) für eine Koksofentür, wie in einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche beschrieben.

13. Wärmeisolierende Leichtsteinelemente (4) mit Ausnehmungen für Trageisen gemäß Anspruch 8, 9 oder 10.

Zeichnung