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Die Erfindung betrifft eine Schrotttrockungs- und/oder -vorwärmvorrichtung umfassend einen Schrottkorb, der im Bodenbereich gasdurchlässig ausgebildet ist, und eine Aufnahme für den Schrottkorb, wobei die Aufnahme eine Auflage zur Aufnahme des Bodenbereichs des Schrottkorbs aufweist, wobei die Auflage einen Gaszuführ- oder -abführraum einschließt, der mit einer Gaszuführ- oder -abführleitung in fluidischer Verbindung steht, wobei die Aufnahme eine obere Abdeckung aufweist, die zur Auflage auf dem oberen Bereich des Schrottkorbs ausgebildet ist, wobei die Abdeckung mit einer Gasabführ- oder -zuführleitung in fluidischer Verbindung steht.
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Gattungsgemäße Schrottvorwärmanlagen dienen der Energierückgewinnung durch Nutzung heißer Abgase aus dem Schmelzprozess, z. B. aus Lichtbogenöfen. Hierzu wird der zu schmelzende Schrott von heißem Abgas umströmt und auf eine erhöhte Temperatur gebracht. Dies hat zur Folge, dass die zum Schmelzen des Schrottes in den Ofen einzubringende Energie geringer ist.
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Schrotttrocknungsanlagen dienen zudem dazu, den zu schmelzenden Schrott von Wasser (insbesondere in Form von Schnee und Eis) zu befreien. Hierbei geht es hauptsächlich darum, Wasserdampfexplosionen während des Schmelzprozesses zu vermeiden und somit den Ofenbetrieb sicherer zu gestalten.
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Es sind verschiedene Ausführungen von Schrottvorwärm- und Schrotttrocknungsanlagen bekannt. Es gibt integrierte Lösungen, bei denen beispielsweise ein mit Schrott gefüllter Schacht von heißem Abgas durchströmt wird, wobei besagter Schacht auch Teil eines Lichtbogenofens sein kann (sog. Schachtöfen). Weiterhin gibt es Ausführungen, die eine eigenständige Anlage darstellen, welche entweder mit heißem Abgas aus dem Ofenprozess oder mittels Brennerflamme beheizt werden.
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Bei den eigenständigen Schrottvorwärm- und Schrotttrocknungsanlagen wird in der Regel ein mit Schrott befüllter Schrottkorb von heißem Gas durchströmt. Dieses Gas wird entweder durch die Schrottsäule hindurch gedrückt oder gesaugt. Zudem gibt es Anlagen bei denen der gefüllte Schrottkorb in eine verschließbare, mit heißem Gas durchströmte Kammer gestellt wird.
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In der Regel kommen dabei sog. Schalenschrottkörbe zum Einsatz, welche an deren Unterseite zwei Halbschalen aufweisen. Diese Halbschalen sind gasdurchlässig ausgebildet (doppelter Boden, Fächerboden). Die Halbschalenbauweise bedingt aber auch sowohl einen nicht verschließbaren vertikalen Spalt zwischen diesen Halbschalen als auch einen Ringspalt zwischen den Halbschalen und dem Schrottkorbkörper. Durch diese Spalte geht entweder heißes Gas verloren, wenn es durch den Schrottkorb gedrückt wird (z. B. auf Grund eines zu hohem Strömungswiderstand der Schrottfüllung) oder es wird zu viel kalte Luft von außen eingesaugt, wenn das heiße Gas durch den Schrottkorb gesaugt wird. In beiden Fällen hat dies einen erheblichen negativen Einfluss auf den Wirkungsgrad der Anlage.
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Der Erfindung daher liegt die Auf gabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schrotttrockungs- und/oder -vorwärmvorrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, einen erhöhten Wirkungsgrad im Betrieb zu erzielen, d. h. das heiße Gas, welches zur Trocknung bzw. Vorwärmung des Schrotts eingesetzt wird, effizienter zu nutzen.
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Die Lös u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme einen gegen die Umgebung abgedichteten Raum, insbesondere einen Ringraum, aufweist, der den Schrottkorb umgibt.
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Der Schrottkorb und der Raum, insbesondere der Ringraum, sind dabei bevorzugt konzentrisch zueinander angeordnet.
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Die Abdeckung weist bevorzugt zwei konzentrische Ringdichtungen auf, die einmal zur Anlage am oberen Bereich (Rand) des Schrottkorbs und einmal am oberen Ende einer den Ringraum begrenzenden Wandung ausgebildet sind. Die Ringdichtungen sind dabei bevorzugt als Kompensatordichtungen ausgebildet.
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Der Schrottkorb ist vorzugsweise als Schalenschrottkorb ausgebildet.
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Das Ende des oberen Bereichs des Schrottkorbs und das obere Ende einer den Ringraum begrenzenden Wandung liegen bevorzugt auf derselben Höhe. Somit kann eine eben ausgebildete Abdeckung (Haube) gleichzeitig dichten und sowohl am oberen Rand des Schrottkorbs als auch am oberen Rand der Wandung angelegt werden, die den Ringraum begrenzt.
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Bevorzugt weisen die Auflage zur Aufnahme des Bodenbereichs des Schrottkorbs sowie der Bodenbereich des Schrottkorbs eine runde Gestalt auf.
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Die obere Abdeckung der Aufnahme kann mit einem Bewegungselement in Verbindung stehen, mit dem die obere Abdeckung um eine horizontale Achse geschwenkt werden kann. Alternativ ist es aber auch möglich, dass die obere Abdeckung der Aufnahme mit einem Bewegungselement in Verbindung steht, mit dem die obere Abdeckung auf den Schrottkorb aufgesetzt werden kann, ohne eine horizontale Ausrichtung zu verlassen. Demgemäß ist im letztgenannten Falle im Unterschied zu einer kippbaren Ausgestaltung der Absaughaube ein Bewegungsmechanismus vorgesehen, der eine „parallelogrammartige“ Bewegung der Abdeckung ermöglicht, womit im gegebenen Falle Bauraum für die Vorrichtung eingespart werden kann.
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Die bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Auflage für den Schrottkorb einen Gaszuführraum einschließt, der mit einer Gaszuführleitung in fluidischer Verbindung steht, und dass die obere Abdeckung mit einer Gasabführleitung in fluidischer Verbindung steht. Demgemäß wird in diesem Falle heißes Gas von unten durch den Schrottkorb nach oben geleitet und oben wieder abgesaugt.
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Gemäß der vorgeschlagenen Lösung wird somit ein mit Schrott gefüllter Schrottkorb oberhalb eines nach oben offenen Abgaskanals (Gaszuführraum) abgestellt. Der Schrottkorb verfügt über einen gasdurchlässigen Boden. Die Anordnung und namentlich der Schrottkorb wird von einer Einhausung umgeben, deren Oberseite auf der gleichen Höhe liegt wie die Oberkante des Schrottkorbes. Von oben wird dann die Abdeckung (Absaughaube) auf die Anordnung abgesenkt, wofür beliebige Bewegungsmechanismen eingesetzt werden können.
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Die Absaughaube ist dabei als „Doppelhaube“ gestaltet, wobei die innere Haube (wie bei vorbekannten Lösungen) direkt auf den oberen Rand des Schrottkorbes abgesenkt wird. Dieser Teil der Haube wird über eine Kompensatordichtung gegenüber der Umgebung bzw. der den Schrottkorb umgebenden Ringkammer abgedichtet. Das heiße Gas wird durch diese innere Haube gesaugt (Rücklauf über die Gasabführleitung).
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Wesentlich ist dabei, dass die innere Haube von einer äußeren Haube umgeben ist, welche gleichzeitig auf den Rand der den Schrottkorb umgebenden Wandung abgesenkt wird und gleichfalls über eine Kompensatordichtung abgedichtet wird. So entsteht um den Schrottkorb herum eine hinreichend gasdichte Ringkammer.
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Somit kann sichergestellt werden, dass nur so viel kalte Luft von außen durch die Spalte am Schrottkorb gesaugt werden kann, wie sich in der Ringkammer befindet bzw. bis sich dort ein Druckausgleich mit dem Innern des Schrottkorbes einstellt. Ein Kaltluftzustrom aus der Ringkammer erfolgt somit nur, bis ein Unterdruck im System erreicht ist.
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Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad deutlich erhöht werden. Durch die vorgeschlagene Lösung wird somit eine Wirkungsgradverbesserung von Schrotttrocknungs- und Schrottvorwärmanlagen durch Verringerung ungewollter Leckströmungen am Schrottkorb erreicht.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- 1 in perspektivischer Darstellung zwei benachbarte Schrotttrockungsvorrichtungen, wobei in eine Aufnahme für den Schrottkorb dieser noch nicht eingesetzt ist,
- 2 in perspektivischer Darstellung die beiden benachbarten Schrotttrockungsvorrichtungen, wobei in die Aufnahmen die Schrottkörbe eingesetzt sind und wobei die rechte Schrotttrockungsvorrichtung bereits geschlossen und die linke Schrotttrockungsvorrichtung noch geöffnet ist, und
- 3 eine Schnittdarstellung durch eine der Schrotttrockungsvorrichtungen in geschlossenem Zustand, in dem die Trocknung des Schrotts vorgenommen wird.
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In den Figuren ist eine Schrotttrockungs- und/oder -vorwärmvorrichtung 1 dargestellt, die im wesentlichen aus einer Aufnahme 3 für einen Schrottkorb 2 besteht. Der Schrottkorb 2 weist dabei einen gasdurchlässigen Boden auf, sodass heißes Gas vertikal durch den Schrottkorb 2 und somit über den sich im Schrottkorb 2 befindlichen Schrott geleitet werden kann.
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Wie sich am besten aus 3 ergibt, weist die Aufnahme 3 eine Auflage 4 zur Aufnahme des Bodenbereichs 5 des Schrottkorbs 2 auf. Im Ausführungsbeispiel ist sowohl für den Schrottkorb 2 als auch für die Aufnahme 3 eine generell zylindrische Gestaltung vorgesehen, was allerdings nicht zwingend ist. Demgemäß ist die Auflage 4 der obere Bereich einer hohlzylindrischen Struktur, die einen Gaszuführraum 6 einschließt, der mit einer Gaszuführleitung 7 verbunden ist; in den Gaszuführraum 6 kann somit heißes Gas eingeleitet werden, welches dann durch den gasdurchlässigen Bodenbereich 5 des Schrottkorbs 2 hindurchtreten kann.
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Im oberen Bereich der Aufnahme 3 ist eine Abdeckung 8 angeordnet, die als Absaughaube fungiert. Ist sie (durch eine Kippbewegung oder eine parallelogrammartige Verschiebebewegung, die von einem Bewegungselement 16 ausgeführt wird) auf den oberen Bereich 9 des Schrottkorbs 2 aufgesetzt (diese Situation ist in 3 dargestellt), kann über eine Gasabführleitung 10 das heiße Gas abgesaugt bzw. abgeführt werden.
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Wesentlich ist, dass die Aufnahme 3 weiterhin einen gegen die Umgebung U abgedichteten Raum 11 aufweist, der aufgrund der hier generell runden Gestaltung der Vorrichtung als Ringraum ausgebildet ist. Dieser Ringraum 11 umgibt den Schrottkorb 2, wie es aus 3 gesehen werden kann.
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Zu erkennen ist (und hierzu wird auf 2 Bezug genommen), dass die Abdeckung 8 (Haube) zwei konzentrische Ringdichtungen 12 und 13 aufweist. Weiterhin kann gesehen werden (s. hierzu insbesondere 3), dass der obere Bereich 9 des Schrottkorbs 2 auf der einen Seite und das obere Ende 14 der Wandung 15, die den Ringraum 11 außen begrenzt, auf der anderen Seite auf derselben vertikalen Höhe liegen. Wird demgemäß die Abdeckung 8 auf den Schrottkorb 2 abgesenkt, kommt es zur gleichzeitigen Anlage der beiden Dichtungen 12 und 13 am oberen Rand des Schrottkorbs 2 bzw. am oberen Ende 14 der Wandung 15.
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Demgemäß ergibt sich beim Schließen der Aufnahme 3 durch Absenkung der Abdeckung 8 ein hermetisch abgeschlossene Raum, nämlich der Ringraum 11, sodass der oben erläuterte Zustrom kalten Gases begrenzt bzw. verhindert ist.
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Der Wirkungsgrad der Vorrichtung beim Trocknen des Schrotts mittels heißen Gases kann somit erhöht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schrotttrockungs- und/oder -vorwärmvorrichtung
- 2
- Schrottkorb
- 3
- Aufnahme für den Schrottkorb
- 4
- Auflage zur Aufnahme des Bodenbereichs des Schrottkorbs
- 5
- Bodenbereich des Schrottkorbs
- 6
- Gaszuführ- oder -abführraum
- 7
- Gaszuführ- oder -abführleitung
- 8
- obere Abdeckung der Aufnahme
- 9
- oberer Bereich des Schrottkorbs
- 10
- Gasabführ- oder -zuführleitung
- 11
- Raum / Ringraum
- 12
- Dichtung / Ringdichtung
- 13
- Dichtung / Ringdichtung
- 14
- oberes Ende der Wandung
- 15
- Wandung
- 16
- Bewegungselement
- U
- Umgebung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1216901 B1 [0002]
- DE 3307400 C1 [0002]
- DE 68916348 T2 [0002]
- DE 69802671 T2 [0002]
- EP 0636698 B1 [0002]
- DE 3133447 C2 [0002]
