DE3040003C2

DE3040003C2 - Vorrichtung zur Erhöhung der Packungsdichte der Kohlencharge in der Verkokungskammer eines Koksofens

Info

Publication number: DE3040003C2
Application number: DE3040003A
Authority: DE
Inventors: Hisanori Hara; Wako Tokai Aichi Ieko; Takafumi Kawamura; Fukuoka Kitakyushu; Osamu Takamori
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1979-10-23
Filing date: 1980-10-23
Publication date: 1984-08-02
Also published as: US4375388A; GB2062828A; IT8025534A0; GB2062828B; IT1149230B; DE3040003A1; FR2467878B1; BR8006807A; FR2467878A1

Description

(a) daß der Träger (8) seitlich in die Verkokungskammer ein- und ausfahrbar ist,

(b) daß mindestens eine Rüttelvorrichtung (18) mindestens mit dem vorderen Ende des Trägers (8) gelenkig verbunden und relativ zu diesem schwenkbar ist und eine Druck- und Rüttelfläche(20)i:rLd einen Hebearm (22) aufweist, und

(c) daß am Hinteren Ende des Trägers (8) ein mit dem Hebearm (22) der Rüttelvorrichtung (18) durch eine Zugstange (25) verbundenes Hebezeug (24) zum Schwenken der Rüttelvorrichtung (18) befestigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) auch als Planierstange ausgebildet und jede Rüttelvorrichtung (18) innerhalb eines rahmenartigen Abschnitts des Trägers (8) angeordnet ist

3. Vorrichtung zur Erhöhung der Packungsdichte der Kohlencharge in det VerkGuungskammer eines Koksofens, mit einem in die Verkokungskammer hinein und aus ihr heraus beweglichen Träger (8), der nach dem Füllen und dem Planieren die gesamte Länge der Kammer in Kontakt mit der Oberfläche der Kohle überdeckt, und mit einer Vibrations-Rüttelvorrichtung verschen ist. dadurch gekennzeichnet,

(a) daß als Druck- und Rüttelflächc an der Unterseite des Trägers (8) in dessen Längsrichtung in geeignetem Abstand Bodenplatten (18') angeordnet sind,

(b) daß eine Trägerabsenkvorrichtung (31, 3Γ) /um Absenken des seitlich in die Verkokungskammer (A) hineinbewegten Trägers (8) bei waagrechter Stellung des Trägers (8) vorgesehen ist, und

(c) daß der Vibrator (32) am hinteren Teil des Trägers (8) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) auf einem horizontal beweglichen Laufwagen (30,30') vertikal beweglich angeordnet und nach Bewegen in die Verkokungskammer (A) auf dem Laufwagen (30,30') absenkbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein hinterer Teil (8') des Trägers (8) abgekrümmt ist,

b) der gekrümmte Teil (8') des Trägers (8) beweglich auf einem geneigten Teil des horizontal beweglichen Laufwagens (30') angeordnet ist. und

c) ein nach Bewegen des Trägers (8) in die Verkokungskammer (A) innerhalb der Verkokungskammer (A) befindlicher Teil des Trägers (8) durch Bewegen des Trägers (8) auf dem geneigten Teil des in Längsrichtung des Trägers (8) beweglichen Laufwagens (30') absenkbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) auch als Planiervorrichtung ausgebildet ist und in jede·- der Bodenplatten (18') eine öffnung (19') zum Entleeren der im Träger (8) befindlichen Kohle vorgesehen ist

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhöhung der Packungsdichte der Kohlencharge in der Verkokungskammer eines Koksofens, insbesondere zur Einstellung homogener und optimaler Packungsdichte.

Es ist bekannt, daß die Koksfestigkeit durch Erhöhung der Packungsdichte der Kohlencharge in der Verkokungskammer eines Koksofens verbessert werden kann, da sich der Abstand zwischen den Kohleteilchen mit Erhöhung der Packungsdichte verringert

Bisher wurde die Verkokungskammer durch einfaches Schütten oder Kippen der Kohle von oben beschickt In diesem FaUe nimmt die Packungsdichte der Kohlencharge im oberen Teil der Kammer ab, während die Kohlencharge im unteren Teil der Kammer aufgrund des Eigengewichts eine hohe Packungsdichte aufweist Eine derartige ungleichmäßige Verteilung der Packungsdichte führt zu einer ungleichmäßigen Qualität des erzeugten Kokses und steht Produktivitätsverbesserungen entgegen. Insbesondere bei der Verwendung schlecht zusammenbackender Kohle wird bei einer ungleichen Verteilung der Packungsdichte Koks mit niedriger Bruchfestigkeit erzeugt Wenn derartiger Koks als Reduziermittel bei der Herstellung von Roheisen in einem Hochofen verwendet wird, ist es aufgrund des erhöhten Koksabriebs schwierig, die gewünschte Luft- und Flüssigkeitsdurchlässigkeit zu erreichen. Dies führt zu einer Verringerung der Produktivität beim Betrieb des Hochofens.

In den Fig. 1 und 2 ist eine industrielle Koksofen-Großanlage skizziert. Jede Verkokungskammer eines derartigen Koksofens ist beispielsweise 0,4 bis 0,5 m breit und 5 bis 6 m hoch und die Rück- und Vorderseiten sind 14 bis 15 m voneinander entfernt An den Vorder- und Rückseiten sind jsweils Öffnungen 1 und 2 vorgesehen. Im oberen Teil der Kammer sind vier bis fünf Füllöcher 3 angeordnet. Zwischen derartigen Verkokungskammern sind jeweils Heizzüge angeordnet, so daß eine Ofengruppe mit 80 bis 100 parallel angeordneten Kammern ausgebildet wird. Ein Füllwagen C mit einer der Anzahl der Füllöcher 3 der Verkokungskatnmer entsprechenden Anzahl von Einfülltrichtern kann sich auf dem oberen Teil der Ofengruppe in Richtung der Breite der Verkokungskammer A bewegen und jede Verkokungskammer A bis zu etwa 80% ihrer Innenhöhe mit der Kohlencharge füllen. Die Kohlencharge bildet auf diese Weise eine unebene Oberfläche 5 aus, wobei sich die höchsten Stellen dieser unebenen Oberfläche unmittelbar unterhalb der Füllöcher 3 jeder Kammer befinden, während der Böschungs- oder Schüttwinkel der Kohlenobcrflächeetwa36bis40° beträgt.

Auf der Rückseite jeder Koksofengruppe befindet sich ein Wagen F mit einem Planierer D zum F.inebnen der unebenen Oberfläche 5 der Kohle und einer Aus-

druckvorrichtung E zum Hinausschieben des in jeder Verkokungskammer A erzeugten Kokses. Der Planierer D ist oberhalb der Ausdrückvorrichtung £ angeordnet und ebnet die vorstehend beschriebene unebene Oberfläche der Kohle durch mehrmaliges Hin- und Herbewegen von der Rückseite zur Vorderseite der Verkokungskammer ein, nachdem jede Kammer mit der Kohle beschickt wurde. Dieses Hin- und Herbewegen des Planierers D wird deshalb durchgeführt, um dem erzeugten Gas Giirch Einebnen der unebenen Oberfläche der Kohle einen Durchlaß zu sichern. F i g. 3 zeigt ein Beispiel für einen Planierer D. In diesem Beispiel weist der Planierer D einen Träger 8 auf, der hinreichend lang ist, um beim Hinein- und Hinausbewegen die gesamte Länge der Verkokungskammer A zu überdecken. Der Träger 8 weist zwei Seitenplatten 9 und zwischen den beiden Seitenplatten 9 in geeignetem Abstand angeordnete Trenn- oder Zwischenstreifen 10, mehrere Paare von Führungswalzen 11 zum waagerechten Stützen und Führen des Trägers 8 und eine Antriebsvorrichtung 12 zum Vor- und Rückwärtsbewegen des Trägers 8 durch eine kleine, im oberen Teil einer hinteren Öffnung 2 der Verkokungskammer A vorgesehene Türöitnung auf. Die Antriebsvorrichtung 12 umfaßt eine auf dem Wagen Fangeordnete Antriebstrommel 13, vordere und hintere feste Führungsscheiben 14 und ein um diese Führungsscheiben 14 gewickeltes Endlosseil 15. Das Endlosseil 15 ist durch eine Klammer 16 am hinteren Teil des Trägers 8 befestigt, so daß der Träger 8 durch Drehen der Führungstrommel 13 in beiden Richtungen in die Verkokungskammer A hinein- und aus ihr herausbewegt werden kann, und zwar über deren gesamte Länge. Dabei harken die Trennstreifen 10 beim Hin- und Herbewegen des Trägers 8 die unebene Oberfläche 5 der Kohle und ebnen sie damit ein.

Die Ausdrückvorrichtung E ist unterhalb des Planierers Dderart angeordnet, daß nach der Koksherstellung und dem öffnen der vorderen und hinteren öffnungen 1 und 2 der Verkokungskammer A der Schiebestempel 17 der Ausdrückvorrichtung E in die Verkokungskammer A hineingeschoben werden kann, um den erzeugten Koks durch einen auf der Seite der vorderen Tür 1 angeordneten Koksführungswagen G in einen Löschwagen H auszustoßen.

Die Härte (Festigkeit) des in einem vorstehend beschriebenen Koksofen hergestellten Kokses kann durch Erhöhen der Packungsdichte der eingesetzten Kohlencharge verbessert werden. Dies ist sowohl theoretisch als auch praktisch bekannt, da die Entfernung zwischen den einzelnen Kohleteilchen durch Erhöhen der Pakkungsdichte verringert wird. Es wurde ein Experiment mit Kohle (85 Gew.-% de^r Fraktion kleiner 3 mm. Wassergehalt von 8%) durchgeführt, um die Abhängigkeil der Packungsdichte in 10' kg/m^J (t/m^J) von verschiedenen Werten der .Schichttiefe in m festzustellen, wobei verschiedene Schichttiefen durch Variation der Fallhöhe vom Fülloch aus variiert wurde. Fig.4 zeigt die Ergebnisse des Experiments. Wie in Fig.4a gezeigt, nimmt die Packungsdichte mit zunehmender Fallhöhe und zunehmender Schichttiefe zu. Die Beziehungen to zwischen der Beschickungstiefe in m und dem Japanischen Trommeltest-Index des erzeugten Kokses Dl"⁰ (%) von in einem Testofen erhaltenem Koks sowie zwischen der Packungsdichte in t/m³ und dem Japanischen Trommeltest-Index Dl '"(%) dieses Kokses sind in den b5 F i g. 4b und 4c dargestellt. Wie gezeigt, nimmt die Härte des im Koksofen erzeugten Kokses entsprechend der Zunahme der Packungsdichte des Kohlepulvers zu.

Bisher wurde, wie vorstehend erwähnt, die Verkokungskammer eines Koksofens dadurch beschickt, daß die Kohlencharge einfach von oben in die Kammer geschüttet wurde. Bei diesem Verfahren ist die Packungsdichte der Kohlencharge im unteren Teil der Verkokungskammer wegen der größeren Fallhöhe und wegen der durch das Eigengewicht der Kohlencharge bewirkten Verdichtung größer, und die Packungsdichte der Kohlencharge in der Verkokungskammer nimmt nach oben hin ab. Diese ungleiche Packungsverteilung innerhalb des Koksofens hat eine ungleiche Härte und Qualität des erzeugten Kokses zur Folge und macht somit Produktivitätssteigerungen fast unmöglich. Insbesondere bei der Verwendung schlecht zusammenbackender Kohle ist die Bruchfestigkeit des erhaltenen Kokses so niedrig, daß sein Feinkornanteil bei Verwendung als Reduziermittel in einem Hochofen so stark zunimmt, daß die Luft- und Flüssigkeitsdurchlässigkeit kaum aufrechterhalten wird und die Produktivität des Hochofenbetriebs zu niedrig wird.

Die DE-PS 7 23 85S beschreibt ei,-.:· Vorrichtung zum Verdichten der Beschickung von Retorten, insbesondere von Schwelöfen, also nicht üblichen Koksöfen. Danach kann die Verdichtung der Beschickung der Retorte — ebenso wie die Stampfkuchen-Herstellung in einem Kokso^r2n — lagenweise durchgeführt werden. Dadurch soli es möglich werden, schon früher bekannte Verdichtungsvorrichtungen auch bei schmalen, langgestreckten Schwelzellen (Retorten) zu verwenden. Die angegebene Lösung besteht darin, daß auf dem /on oben in die Retorte einfahrbaren und seinerseits am Beschickungsbehälter angeordneten Verdichtungskörper nach der DE-PS 6 97 948 Vibratoren angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der die Packungsdichte der Kohlencharge in der Verkokungskammer eines Koksofens so erhöht werden kann, daß die Packungsdichte überall gleich groß ist und damit Koks mit gleichmäßig hoher Bruchfestigkeit hergestellt werden kann, insbesondere ohne daß durch die Verdichtungsvorrichtung das Einfüllen der Kohlencharge oder dessen Verkokung beeinträchtigt wird. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus. einen bestimmten Druck auf die Kohlencharge in der Verkokungskammer auszuüben und sie gleichzeitig zu rütteln, d. h. in schwingende Bewegung zu versetzen.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch die Merkmale der Patentansprüche aus.

Der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt das Lösungsprinzip zugrunde, einen Träger, der auch als Planierstange dienen kann, derart auszubilden, daß der seitlich in die Verkokungskammer ein- und ausfahrbar ist und in eingefahrenem Zustand die gesamte Länge der ^'er'r.okungskammcr überdeckt; der Rüttler ist derart ausgebildet, daß bei einer Ausführungsform gemäß Anspruch 1 mindestens eine Rüttelvorrichtung gelenkig und schwenkbar mit dem Träger verbunden ist (wobei, falls lediglich eine Rüttelvorrichtung vorgesehen ist, diese am vorderen Ende des Trägers vorgesehen ist), oder daß bei einer weiteren Ausführungsform gemäß Anspruch 3 an der Unterseite des Trägers in dessen Längsrichtung in geeignetem Abstand angeordnete Bodenplatten als Druck- und Rüttelfläche vorgesehen sind.

Bei diesen beiden Ausführungsformen ist gewährleistet, daß — ohne Pctätigung der Rüttelvorrichtung — der Träger als Planierstange verwendbar ist. und daß — wenn die Rütielvorrichtung betätigt wird — die Kohlencharge beim seitlichen Ausfahren des Trägers mit

der Rüttelvorrichtung über die gesamte Kammerlänge und -tiefe gleichmäßig verdichtet wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer Koksofenanlage,

Fig.3 eine Seitenansicht eines herkömmlichen Planierers,

Fig.4a, b, c die Ergebnisse der vorstehend erläuterten Experimente,

F i g. 5, 6 und 7 die Ergebnisse von entsprechend der Erfindung durchgeführten Tests (F i g. 5 zeigt die Abhängigkeit der Packungsdichte der Kohle von der Tiefe der Kohle in der Schicht unter konstantem Packdruck bei verschiedenen Rüttelbedingungen. Fig.6 die Abhängigkeit der Packungsdichte der Kohle von ihrer Tiefe unter konstanten Rüttelbedingungen für verschiedene Packdrücke und Fig. 7 die Abhängigkeit der Pakkungsdichte von der Rüueizeii für vciM/iiiedenc- Tiefen der Kohle),

F i g. 8 die Ergebnisse von mit einem 7 m hohen Modell durchgeführten Tests zur Ermittlung der Abhängigkeit der Packungsdichte der Kohlencharge von dessen Fülltiefe,

F i g. 9a und b Seitenansichten der wesentlichen Teile einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 10a und b Seitenansichten der wesentlichen Teile einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. Ha und b schematische Seitenansichten einer weiteren Ausführungsform mit zwei Rüttelvorrichtungen,

Fig. 12 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 13 eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 14 einen vergrößerten Querschnitt eines Trägers,

Fig. 15a und b Seitenansichten der wesentlichen Teile einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform.

Fig. 16 eine Seitenansicht der wesentlichen Teile einer sechsten Ausführungsform und

Fig. 17 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur zweistufigen Durchführung des Beschickungsverfahrens.

Es werden Experimente mit einer Modellvorrichtung bei einem konstanten Packdruck von 15.5 χ 10~² N/cm² durchgeführt. Es wird gerüttelt, d. h. eine Schwingungsbewegung erzeugt mit 3600 min-' (Schwingungen pro Minute) und einer Vibrationsbeschleunigung von 2 m/s² über verschiedene Zeitdauern. Fi g. 5 zeigt die Abhängigkeit der Packungsdichte der Kohlencharge von der Tiefe in der Verkokungskammer des Modells. In F i g. 5 stellt die Kurve a einen ohne Rütteln durchgeführten Test dar, die Kurve b einen Test mit einer 10 Sekunden lang durchgeführten Rüttelbewegung, die Kurve c einen Test mit einer 30 Sekunden langen Rüttelbewegung und die Kurve d einen Test mit einer 300 Sekunden langen Rüttelbewegung. F i g. 6 zeigt Ergebnisse von mit dem gleichen Modell bei verschiedenen Packdrücken durchgeführten Tests, wobei die Rütteldauer jeweils 10 Sekunden beträgt, um unter diesen Bedingungen die Abhängigkeit der Packungsdichte der Kohlencharge von deren Tiefe zu ermitteln. In Fig.6 stellt die Kurve a Ergebnisse eines ohne Packdruck durchgeführten Tests dar (d. h. die Packung erfolgt nur unter dem Eigengewicht der Kohlencharge), Kurve b Ereebnisse eines Tests mit einem Packdruck von 15,5 χ 10 '■ N/cm², während bei der Kurve cder Packdruck 31,8 χ 10-² N/cm² und bei der Kurve d 42.5 χ 10-²N/cm²beträgt.

F i g. 7 zeigt Ergebnisse von mit derselben Modellvorrichtung zur Ermittlung der Abhängigkeit der Pakkungsdichtc von der Vibrationszeit in den oberen und unteren Bereichen der Kohlencharge in der Verkokungskammer durchgeführten Tests, wobei der Packdruck 15,5 χ IO~² N/cm² die Schwingungsfrequenz

in 3600min-' und die Beschleunigung 2 m/s² beträgt. In F ig. 7 stellt die Kurve A die Abhängigkeit der Pakkungsdichtc von der Vibrationszeit im eine Tiefe von 200 mm umfassenden oberen Bereich und die Kurve B im eine Tiefe von 1200 mm umfassenden unteren Bereich der Kohlencharge dar.

Wie aus den vorstehend beschriebenen Testergebnissen hervorgeht, wird das Einsetzen der Kohlencharge vorzugsweise unter einem Packdruck von 9.8 bis !9,6 χ 10~² N/cm² bei einer Vihrationszeit von 10 bis 50 Sekunden mit einer Schwingungsfrequenz von 3600 min"¹ und einer Beschleunigung von 1 bis 3 m/s^! vorgenommen.

Der Einfüllvorgang kann wirksamer durchgeführt werden, wenn die Rieselfähigkeit zur Erhöhung der gesamten Packungsdichte dadurch erhöht wird, daß der Kohlcncharge Zusätze, wie Schweröl, zugeführt werden, was auch der Energiezunahme des Koksofengases dient. Di; Verwendung eines derartigen Zusatzes erlaubt in Verbindung mit dem Rütteln ein wirksames

jo Füllen der Kammer bei leichtem Druck und leichter Vibration.

Es besteht jedoch eine Grenze für die Tiefe, über die eine dichte Packung der Kohlencharge durch Ausüben von Druck- und Vibrationskräften von der Oberfläche:

des Kohlepulvers her erreicht werden kann. Wenn die Höhe des Koksofens 7 m übersteigt, kann eine gleichmäßige Packungsdichte über die gesamte Tiefe vom Boden bis zur Oberfläche der in der Verkokungskammer befindlichen Kohlencharge nicht immer erzielt werden.

In einem derartigen Fall, bei dem die gewünschte dichte Packung nicht durch einen einmaligen Druck- und Rüttelvorgang erzielt werden kann, kann das Problem durch das nachstehend beschriebene Verfahren gelöst werden: Nach dem Einfüllen der Kohlencharge in die Verkokungskammer des Koksofens bis zu einer bestimmten Höhe innerhalb der Kammer wird durch Rütteln unter einem bestimmten, auf die Oberfläche der Kohlencharge ausgeübten Druck ein Packvorgang durchgeführt. Danach wird dieser Packvorgang abwechselnd mit dem Einfüllen weiterer Kohle in die Verkokungskammer wiederholt Auf diese Weise kan.. eine über die gesamte Höhe der in der Verkokungskammer befindlichen Kohlencharge annähernd gleichmäßige Packungsdichte erzielt werden.

F i g. 8 zeigt die mit einem 7 m hohen Koksofenmodell ermittelte Abhängigkeit der Packungsdichte von der Tiefe der innerhalb der Verkokungskammer befindlichen Kohle. In F i g. 8 stellt die Kurve A das herkömmliche Verfahren dar, bei dem die Kohlencharge durch

eo einfaches Schütten bis zu einer Höhe von 7 m eingefüllt und danach eingeebnet wird. Kurve B stellt das »Einmal-Verfahren« dar, bei dem die Kohlencharge bis zu einer Höhe von 7 m eingefüllt und dann ein einziges Mal dem Druck- und Rüttelvorgang zur Erhöhung der Pakkungsdichte unterworfen wird. Die Kurve C stellt das vorstehend beschriebene Verfahren dar, bei dem nach dem Einfüllen der Kohlencharge bis zu einer Höhe von 3.5 m ein erster Druck- und Rüitelvorgang. und dann

nach dem weiteren Einfüllen von Kohle bis zur vollen Höhe von 7 m ein /weiter Druck- und Rültclvorgung zum Packen der Kohlcnchargc durchgeführt wird. Wie aus !■' i g. 8 ersichtlich, weist die Kohlencharge beim erfindungsgemäßen Verfahren eine über die gesamte Höhe annähernd gleichmäßige Packungsdichte auf.

Nachstehend wird eine erste und zweite Ausführungsf^rm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Nutzung der vorstehend dargelegten Erkenntnisse beschrieben:

In den Fig.9a und 9b sowie 10a und 10b sind eine erste und eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Ein Träger 8 umfaßt zwei lange Seitenplatten 9 und Trennplatten 10 (Trennstreifen), die an den Seitenplatten 9 befestigt sind und jeweils einen geeigneten Abstand voneinander aufweisen, um viele bodenlose Abschnitte des Trägers 8 auszubilden. Am vorderen Ende des Trägers 8 ist eine Rüttelvorrichtung 18 vorgesehen, die durch eine Drehachse 19 am unteren hinteren Ende gelenkig mit dem Träger 8 verbunden ist, und abgesenkt und angehoben werden kann. Die Rüttelvorrichtung 18 weist eine Bodenplatte als Druck- und Rüttelfläche 20 mit einer Stirnfläche zum Drücken und Rütteln der Kohlencharge sowie einen Hebearm 22 mit einem Schlitz 21 auf. Auf der oberen Oberfläche der Bodenplatte 20 ist ein Luftvibrator 23 angeordnet. Am hinteren Ende des Trägers 8 ist ein Hebezeug 24 zum Anheben der Rüttelvorrichtung 18 mittels einer Zugstange 25 vorgesehen. Die Zugstange 25 weist an ihrem vorderen Ende einen in den Schlitz 21 des Hebearms 22 der Rüttelvorrichtung 18 eingeführten Bolzen 26 auf. Die Zugstange 25 kann auch als Luftzufuhrleitung ausgebildet sein und den Luftvibrator 23 mit Druckluft versorgen. Da jedoch die Zugstange 25 in erster Linie als Zugvorrichtung dient, kann die Stange auch durch ein Drahtseil ersetzt werden.

Das Hebezeug 24 in Form eines Zylinders wird durch über ein Soienoid-Ventii 27 zugeführte Druckluft betrieben und bewirkt seinerseits eine Bewegung der Zugstange 25. Durch die Bewegung der Zugstange 25 wird die Rüttelvorrichtung 18 entweder angehoben und mit dem Träger 8 ausgerichtet oder soweit abgesenkt, wie es der im Hebearm 22 vorgesehene Schlitz 21 zuläßt. Der Luftdruck wird dem Luftvibrator 23 durch einen Luftschlauch 30 zugeführt, der zusammen mit einem Wickelkabel 28 auf eine Wickeltrommcl 29 auf- und von ihr abgewickelt werden kann; die Druckluft kann auch durch eine Luftleitung 30' zugeführt werden. Mit Hilfe der zugeführten Druckluft kann der Vibrator 23 eine schwingende Bewegung auf die Rüttelvorrichtung 18 übertragen. Die Rüttelvorrichtung 18 kann als geschlossener Behälter ausgebildet sein, der den Luftvibrator 23 aufnimmt. In der in F i g. 9 gezeigten Ausführungsform ist der vordere Teil des Trägers 8 einfach so ausgebildet, daß er als Rüttelvorrichtung dient Im in F i g. 10 dargestellten Fall ist der Vibrator 23 innerhalb eines vorderen Abschnitts des Trägers 8 untergebracht. Wenn die Rüttelvorrichtung 18 nicht mehr dem Zug der Zugstange 25 unterliegt, drückt das gesamte Gewicht der Rüttelvorrichtung 18 einschließlich des Luftvibrators 23 die eingeebnete Oberfläche der Kohlencharge durch die Druck- und Rüttelfläche 20 der Rüttelvorrichtung 18 zusammen. Dann wird der Luftvibrator 23 betätigt und versetzt die Kohlencharge in die gewünschte Rüttelbewegung. Die überschüssige Luft des Luftvibrators 23 wird zum Kühlen der Rüttelvorrichtung ίο verwendet

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung zur Erhöhung der Packungsdichte der Kohlencharge in der Verkokiingskammcr unter Vibration arbeitet in der nachlolgcn-.l beschriebenen Weise: Die in die Verkokungskammer A des Koksofens eingesetzte Kohlencharge ■; weist eine unebene Oberfläche 5 auf. wobei sich die Spitzen jeder kegelförmigen Erhebung unmittelbar unterhalb der Füllöcher 3 befinden. Diese unebene Oberfläche muß zunächst planiert werden. Zum Planieren wird die Rüttelvorrichtung 18 angehoben, bis sie mit dem Träger 8 ausgerichtet ist. Dann wird, wie in F i g. 3 gezeigt, die Antriebsvorrichtung 12 mit der Antriebstrommel 13 und dem Endlosseil 15 betätigt und bewegt den Träger 8 in die Verkokungskammer A hinein und aus ihr heraus, wobei der Träger 8 die gesamte Länge der Kammer A überdeckt. Die kegelförmigen Erhebungen zerfallen unter Einwirkung des Trägers 8 und die Oberfläche der Kohlencharge wird geharkt und planiert. Nach zwei- oder dreimaligen Wiederholen des Einebnens wird die Rüttelvorrichtung 18 aus ihrer angehobenen Stellung gelöst und auf die planierte Oberfläche der Kohlcncharge abgesenkt. Während somit durch das Gewicht der Rüttelvorrichtung 18 eine nach unten drückende Kraft auf die Kohlencharge ausgeübt wird, wird der Luftvibrator 23 betätigt, wodurch die Rüttelvorrichtung 18 eine vibrierende Kraft auf die Oberfläche der Kohlencharge ausübt. Während die Kohlencharge auf diese Weise gepreßt und in Schwingungsbewegung versetzt wird, wird der Träger 8 in Richtung auf die Außenseite der Verkokungskammer A bewegt. Der

jo von der Rüttelvorrichtung 18 auf die Kohlencharge ausgeübte Packungsdruck, die Anzahl bzw. Frequenz der Vibrationen und ihre Beschleunigung sowie die Bewegungsgeschwindigkeit des Trägers 8 werden derart aufeinander abgestimmt, daß sichergestellt ist, daß die Pakkungsdichte der Kohlencharge im oberen und unteren Teil der Verkokungskammer A annähernd gleich groß wird.

Bei der in den Fig.9a und 9b sowie iOa und iOb dargestellten Ausführungsform dient der Träger 8 mit der an seinem vorderen Teil angeordneten Rüttelvorrichtung 18 auch als Planiervorrichtung. Es kann jedoch auch eine vom Träger 8 getrennte Planiervorrichtung vorgesehen sein. Weiterhin können, wie in den Fig. lla und lib gezeigt, zur Beschleunigung des Rüttel- und Packvorgangs zwei oder mehr als zwei Rüttelvorrichtungen 18 vorgesehen sein.

Eine dritte und vierte Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 12 und 13 dargestellt. Dabei weist ein Träger 8 zwei lange Seitenplatten 9 und an den Seitenplattcn 9 angebrachte Trennplatten 10 auf, die in geeignetem Abstand voneinander angeordnet sind, so ds3 viele bodenlose Trägerabschnitte ausgebildet werden. Auf der Unterseite des Trägers 8 sind als Druck- und Rüttelvorrichtung dienende Bodenplatten 18' derart angeordnet, daß sie entweder die ganze Unterseite des Trägers 8 überdecken oder einen geeigneten Abstand voneinander aufweisen. Jede Bodenplatte 18' weist eine öffnung 19' in der in F i g. 14 gezeigten Weise auf, so daß keine Kohle innerhalb des Trägergehäuses zurückbleibt, wenn die Bodenplatte zum Einebnen der Oberfläche der Kohlcncharge verwendet wird.

Im in F i g. 12 dargestellten Fall ist der hintere Teil des Trägers 8 innerhalb eines Laufwagens 30 angeordnet und von einer Antriebsvorrichtung 31 nach oben und unten bewegbar. Der Träger 8 weist einen entweder von einem Luftdruckmotor oder einem elektrischen Motor angetriebenen Vibrator (Rüttler) 32 auf. Bei der in Fig. 13 gezeigten Ausführungsform ist der hintere

Teil des Trägers 8 als beweglich auf einem geneigten Laufwagen 30' angeordneter, gekrümmter Teil 8' ausgebildet. Zur Bewegung des Trägers 8 relativ zum geneigten Laufwagen 30' ist eine geeignete Antriebsvorrichtung 31' vorgesehen.

Nachdem der Träger 8 von der in F i g. 3 gezeigten Antriebsvorrichtung 12 in die Verkokungskammer A des Koksofens Lewegt worden ist, wird die Trägerabsenkvorrichtung 31 bzw. 3Γ betätigt und senkt den Träger 8 auf die eingeebnete Oberfläche der Kohlencharge in der Verkokungskammer A ab, wobei der Träger 8 in waagerechter Stellung gehalten wird.

Beim Einebnen der Oberfläche der Kohlencharge ist der Träger 8 am Laufwagen 30 bzw. 30' angeklemmt, und die, wie in F i g. 3 gezeigt, eine Antriebstrommel 13 und ein Endlosseil 15 aufweisende Antriebsvorrichtung 12 wird betätigt und bewegt den Träger 8 in die Verkokungskammer A hinein und aus ihr heraus, wobei die gesamte Lang« der Verkokungskammer A überdeckt wird. Nachdem der Planiervorgang zweimal, dreimal oder mehrmals durchgeführt worden ist, wird die Klemmverbindung zwischen dem Träger 8 und dem Laufwagen 30 bzw. 30' gelöst, und der Träger 8 wird durch Betätigen der Trägerabsenkvorrichtung 31 oder 31' auf die eingeebnete Oberfläche der Kohlencharge abgesenkt und drückt diese nieder. Der am hinteren Ende des Trägers 8 angeordnete Vibrator 32 wird entweder während oder nach dem Absenken des Trägers 8 betätigt, um die Kohlencharge durch Druck und Vibration dichter zu packen. Der obere Teil der Kohlencharge wird durch diesen Packvorgang um etwa 200 mm nach unten gedrückt. Die durch den am hinteren Teil des Trägers 8 angeordneten und immer außerhalb der Verkokungskammer befindlichen Vibrator 32 erzeugte Schwingungsbewegung wird auf den gesamten Träger 8 übertragen, um den Druck- und Rüttelvorgang auf der Oberfläche der Kohlencharge in relativ kurzer Zeit durchführen zu können. Nach Beendigung dieses Druck- und Rüttelvorgangs hebt die Trägerabsenkvorrichtung 31 oder 3Γ den Träger 8 von der Oberfläche des Kohlepulvers ab. Die Antriebsvorrichtung 12 bewegt den Träger 8 zusammen mit dem Laufwagen 30 bzw. 30' aus der Verkokungskammer A heraus. Zu diesem Zeitpunkt öffnet sich die in der zum Drücken und Rütteln ausgebildeten Bodenplatte (Rüttelvorrichtung) 18 jedes Abschnitts des Trägers 8 vorgesehene öffnung 19', wodurch sichergestellt wird, daß keine Kohle innerhalb eines Abschnitts des Trägers 8 zurückbleibt.

Bei den in den F i g. 12 und 13 gezeigten Ausführungsformen dient der Träger 8 auch als Planiervorrichtung. Der Träger 8 kann jedoch auch getrennt von einer Planiervorrichtung angeordnet sein. In diesem Falle muß keine öffnung 19 in der zum Drücken und Rütteln dienenden Bodenplatte 18' des Trägers 8 vorgesehen sein.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in F i g. 15 dargestellt. Ein Träger 8 weist Seitenplatten 9 und Trennplatten 10 sowie mehrere bodenlose Abschnitte auf. Am vorderen Ende des Trägers 8 ist eine Rüttelvorrichtung 18 vorgesehen, deren unteres hinteres Ende durch eine Drehachse 19 gelenkig mit dem vorderen Ende des Trägers 8 verbunden ist Die Rüttelvorrichtung 18 weist eine als Druck- und Rüttelfläche für die Kohlencharge dienende Bodenplatte 20, einen Hebearm 22 und ein auf der Bodenplatte 20 angeordnetes Gewicht 41 zur Ausübung eines gegebenenfalls erforderlichen zusätzlichen Drucks auf die Kohlencharge auf.

Am immer außerhalb der Verkokungskammer des Koksofens befindlichen hinteren Ende des Trägers 8 sind ein von einen, Luftdrückmotor, einem Elektromotor oder anderen geeigneten Mitteln angetriebener Vibrator 23 und ein Hebezeug 24 zum Heben der Rüttelvorrichtung 18 vorgesehen. Eine Zugstange 25 ist starr mit dem Vibrator 23 verbunden, während ihr vorderes Ende durch einen Bolzen 26 mit dem Hebearm 22 der Rüttelvorrichtung 18 verbunden ist. Diese Zugstange 25 überträgt die vom Vibrator 23 erzeugte Schwingungsbewegung auf die Rüttelvorrichtung 18. Das Hebezeug 24 ist derart mit der Rüttelvorrichtung 18 verbunden, daß die Rüttelvorrichtung 18 durch Betätigen des Hebezeugs 24 mittels der Zugstange 25 angehoben und mit dem Träger 8 ausgerichtet wird.

r> Bei der in Fig. 15 gezeigten Ausführungsform ist die Rüttelvorrichtung 18 kistenförmig ausgebildet und innerhalb des vorderen Abschnitts des Trägers 8 untergebracht. Es ist jedoch auch die in Fi g. 16 gezeigte Ausführungsform möglich, bei der der vordere Abschnitt

2(> des Trägers 8 selbst als Rüttelvorrichtung verwendet wird. Es können auch, wie beispielsweise in F i g. 11 gezeigt, mehrere Rüttelvorrichtungen 18 vorgesehen sein. Das Hebezeug 24 wird durch über ein Solenoid-Ventil 27 zugeführte Druckluft derart betrieben, daß es die Rüttelvorrichtung anhebt und mit dem Träger 8 ausrichtet oder sie durch Bewegen der Zugstange 25 absenkt bzw. nach unten abknicken läßt.

Wenn die Rüttelvorrichtung durch Betätigen des Hebezeugs 24 abgesenkt bzw. nach unten abgeknickt ist, ist

jo die planierte Oberfläche der Kohlencharge in der Verkokungskammer A einer vom Gesamtgewicht der Rüttelvorrichtung einschließlich des Gewichts 41 ausgeübten Druckkraft ausgesetzt. Dann kann gegebenenfalls durch Betätigen des Vibrators 23 eine vibrierende Kraft auf die Kohlencharge ausgeübt werden.

Fig. 17 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die insbesondere dann angewandt wird, wenn die Höhe eines Koksofens zu groß ist, um eine gleichmäßige Packungsdichte der eingefüllten Kohlencharge im gesamten Koksofen vom untersten bis zum obersten Teil zu erzielen. Bei dieser Ausführungsform wird der Druck- und Rüi.el Vorgang zum Packen der Kohle in zwei Schritten durchgeführt. Der Aufbau dieser Vorrichtung unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen dadurch, daß bei dieser Ausführungsform zwei in zwei Stufen übereinander angeordnete Träger 8i und 82 vorgesehen sind.

Mit einer dieser Ausführungsform entsprechenden Vorrichtung wurde experimentell ein Packungsvorgang durch Vibration an Kohle durchgeführt, die sich in der 32 m* großen Verkokungskammer eines Koksofen befand. Der auf die Oberfläche der Kohlencharge ausgeübte Packdruck betrug 1,58 χ 10~² kg/cm* (15,5 χ 10-² N/cm²), die Schwingungszahl 3600 min-', die Schwingungsbeschleunigung 13 m/s² und die Zeitdauer der Vibration 30 Sekunden.
Ergebnisse des Experiments:

Im Bereich von der Oberfläche der Kohlencharge bis zu einer Tiefe von 1 m nimmt die Packungsdichte um 100 kg/m³ und der Japanische Trommeltest-lndex Dl'" (%) des in diesem Bereich erhaltenen Kokses um 2,85% zu, während der Feinkornanteil des dort erhaltenen Kokses um 2,88% abnimmt.

Hierzu 12 Blatt Zeichnungen

Claims

20 25 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erhöhung der Packungsdichte der Kohlencharge in der Verkokungskammer (A) eines Koksofens, mit einem in die Verkokungskammer (A) hinein und aus ihr heraus beweglichen Träger (8), der nach dem Füllen und dem Planieren die gesamte Länge der Kammer (A) in Kontakt mit der Oberfläche der Kohle überdeckt, und mit einer Vibrations-Rüttelvorrichtung (18) versehen ist, dadurch gekennzeichnet,