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Die Erfindung betrifft eine metallurgische Schmelzeinrichtung, umfassend eine Schmelzkammer sowie einen Schacht mit einer Schachtwand, wobei der Schacht in die Schmelzkammer mündet, um Schmelzgut in die Schmelzkammer zu fördern. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Betreiben einer metallurgischen Schmelzeinrichtung, welche einen Schacht für ein Schmelzgut aufweist, der in eine Schmelzkammer mündet.
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DE 29 51 826 A1 beschreibt eine metallurgische Schmelzeinrichtung für Stahl mit einem Schmelzraum und mit einem Vorwärmer für das Einsatzmaterial. Der Boden des Vorwärmers wird durch zwei oder mehrere Roste gebildet, welche in einem Winkel zueinander angeordnet sind und geschlossen und geöffnet werden können, indem sie aufeinander zu bewegt oder voneinander entfernt werden. Die Roststäbe der jeweiligen Roste sind an einem beweglichen Rahmen fest angeordnet, welcher alle Stäbe des jeweiligen Rosts mittels eines Hydraulikzylinders verschiebt.
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DE 32 47 023 A1 offenbart eine Einrichtung zur Beschickung von Metallschmelzöfen mit Vorwärmung des Beschickungsguts mittels eines Beschickungs- und Vorwärmgeräts, wobei das Beschickungs- und Vorwärmgerät aus einem Beschickungskorb besteht, dessen Boden Durchbrechungen aufweist und um eine Kippachse schwenkbar ist.
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Durch die vorliegende Erfindung soll eine metallurgische Schmelzeinrichtung der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art so weitergebildet werden, dass die Schmelzeinrichtung einfach und kostengünstig zu betreiben und insbesondere leicht zu reinigen ist.
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Diese Aufgabe wird bei einer Schmelzeinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Demnach ist vorgesehen, dass der Schacht eine Rückhaltevorrichtung für das Schmelzgut aufweist, wobei die Rückhaltevorrichtung mindestens einen Antrieb und einen beweglichen Rückhalterost aufweist, welcher durch den mindestens einen Antrieb geöffnet und geschlossen werden kann, wobei der Rückhalterost zwei oder mehr Segmente mit einer Einfahrrichtung aufweist, wobei die Rückhaltevorrichtung derart ausgestaltet ist, dass zumindest zwei Segmente mit gleicher Einfahrrichtung vorgesehen sind, die unterschiedliche Positionen zueinander einnehmen können.
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Die Einfahrrichtung eines Segmentes ist die Richtung, in welche sich das Segment beim Einfahren auf eine Endposition hin bewegt. Jedes Segment hat dabei eine Einfahrrichtung, die von Segment zu Segment unterschiedlich oder gleich sein kann. Gleiche Einfahrrichtungen können auch parallel nebeneinander liegen.
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Die erfindungsgemäße Schmelzeinrichtung kann zum Schmelzen von Metallen verwendet werden und ist zum Schmelzen von Aluminium besonders geeignet. Dabei wird der Betrieb der Schmelzeinrichtung verbessert. Insbesondere wird auch die Reinigung der Schmelzeinrichtung und deren Schmelzkammer vereinfacht. Während des Schmelzvorgangs lagern sich Verunreinigungen in der Schmelzkammer ab. Die Verunreinigungen können beispielsweise Metalloxide, wie z. B. Aluminiumoxid, umfassen. Darüber hinaus können sich Verunreinigungen des Schmelzgutes in der Schmelzkammer ablagern. Auf diese Weise bildet sich die sogenannte Krätze. Die Verunreinigungen müssen von Zeit zu Zeit entfernt werden. Um dies zu ermöglichen, wird der Schmelzprozess soweit unterbrochen, dass eine Reinigung der Schmelzkammer vorgenommen werden kann. Die Rückhaltevorrichtung ermöglicht dabei, den Schmelzprozess zu unterbrechen, ohne dass hierfür der ganze Schacht von Schmelzgut befreit werden muss. Vielmehr genügt es, nach dem Schließen des Rückhalterosts das Schmelzgut einzuschmelzen, welches sich noch unterhalb des Rückhalterosts befindet. Bei geschlossenen Rückhalterost wird ein Nachrutschen von weiterem Schmelzgut aus dem Schacht oberhalb des Rückhalterosts in die Schmelzkammer verhindert. Damit kann die Schmelzeinrichtung besonders flexibel betrieben werden. Eine Reinigung kann schneller erfolgen, sodass die Schmelzleistung erhöht wird. Nach der Reinigung kann der Schmelzprozess schneller fortgesetzt werden, da das in dem Schacht verbliebene Schmelzgut noch warm ist. Zudem kann eine verbesserte Qualität der gewonnen Metallschmelze erreicht werden, da Verunreinigungen schneller beseitigt werden können. Weiterhin wird der Energieverbrauch gesenkt. Unabhängig davon ermöglicht die Schmelzeinrichtung eine gute Ausnutzung der Abwärme zum Vortrocknen und zur Vorwärmung des Schmelzgutes in dem Schacht. Der Schacht kann zur Erzielung eines besseren Wirkungsgrades höher ausgebildet werden, ohne dass sich hierdurch Nachteile beim Betrieb der Schmelzeinrichtung ergeben. Indem die einzelnen Segmente in gleicher Einfahrrichtung unterschiedliche Positionen zueinander einnehmen können, kann das Schmelzgut sehr schnell und sicher oberhalb der Rückhaltevorrichtung zurückgehalten werden. Dabei kann jedes Segment eine eigene Position einnehmen, um das vorhandene Schmelzgut einzuklemmen und/oder Schmelzgut mit der Oberseite des Rückhalterosts aufzufangen. Während des Schmelzprozesses kann die Rückhaltevorrichtung ganz oder vollständig geöffnet sein, sodass das Schmelzgut durch den Schacht in die Schmelzkammer gelangen kann.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 13 gelöst. Demnach ist vorgesehen, dass der Schacht eine Rückhaltevorrichtung für das Schmelzgut aufweist, wobei die Rückhaltevorrichtung mindestens einen Antrieb und einen beweglichen Rückhalterost aufweist, welcher durch den mindestens einen Antrieb geöffnet und geschlossen werden kann, wobei die Schmelzeinrichtung einen Wärmeerzeuger aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- - Bestücken des Schachtes mit Schmelzgut,
- - Zufuhr von Wärme durch den Wärmeerzeuger, um das Schmelzgut in der Schmelzkammer zu schmelzen;
- - Schließen des Rückhalterosts, sodass zur Unterbrechung des Schmelzprozesses das oberhalb des Rückhalterosts befindliche Schmelzgut zurückgehalten wird;
- - Schmelzen des unterhalb des geschlossenen Rückhalterosts verbliebenen Schmelzgutes.
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Nachfolgend werden weitere Merkmale der Erfindung beschrieben, welche sich jeweils sowohl auf die metallurgische Schmelzeinrichtung als auch das Verfahren zum Betreiben der metallurgischen Schmelzeinrichtung beziehen.
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In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass die Segmente durch die Schachtwand reichen. Sie können den Schacht der Schmelzeinrichtung im eingefahrenen Zustand des Rückhalterosts nach unten zumindest teilweise absperren.
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Weiterhin ist bevorzugt, wenn der mindestens eine Antrieb außerhalb des von den heißen Gasen durchströmten Schachtes angeordnet ist.
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Als Schmelzgut können vorzugsweise Barren, die auch als Masseln bezeichnet werden, verwendet werden. Das Schmelzgut kann aber auch in anderer stückiger Form, wie z. B. als Gießreste, Fehlgüsse, Angüsse, Pressreste oder dergleichen zugegeben werden.
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Das Schmelzgut kann insbesondere Aluminium umfassen. Dabei werden vorzugsweise Aluminiumlegierungen verwendet, wobei auch reines Aluminium eingeschmolzen werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Schmelzeinrichtung üben im zumindest teilweise eingefahrenen Zustand die einzelnen Segmente entlang deren Bewegungswegs in Richtung der gegenüberliegenden Schachtwand, also in Einfahrrichtung der Segmente, eine Klemmkraft, vorzugsweise eine stetige Klemmkraft, aus. Die gegenüberliegende Schachtwand befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der Schachtwand, durch welche die Segmente in den Schacht ragen und eingefahren werden. Vorzugsweise ist der Antrieb derart ausgelegt, dass die stetige Klemmkraft auch dann aufrechterhalten oder wiederhergestellt wird, wenn sich ein eingeklemmtes Schmelzgutstück löst. In diesem Fall kann durch den Antrieb das Segment soweit in Einfahrrichtung bewegt werden, bis die Klemmkraft wieder erreicht wird.
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Dabei liegt die Klemmkraft eines Segments vorzugsweise im Bereich von 1000 N bis 10000 N, insbesondere zwischen 3000 N und 7000 N.
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Dabei kann jedes Segment mindestens einen beweglichen Roststab umfassen. In einer speziellen Ausführungsform kann jedes Segment durch einen einzelnen Roststab gebildet sein.
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Das Ausüben einer Klemmkraft auf die einzelnen Segmente oder Roststäbe entlang deren Bewegungswegs in Richtung der gegenüberliegenden Schachtwand (in Einfahrrichtung der Segmente oder Roststäbe) im teilweise eingefahrenen Zustand verbessert die Rückhaltung des Schmelzgutes.
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Diese Klemmkraft kann beispielsweise durch Ausübung einer Federkraft einer Feder in der Antriebseinheit auf die Segmente oder Roststäbe oder durch Zufuhr von Energie zu einer Drehantriebseinheit oder einer Linearantriebseinheit erzeugt werden.
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Sobald das entsprechende Segment oder der entsprechende Roststab die gegenüberliegende Schachtwand berührt, kann die ausgeübte Klemmkraft in einer weiteren Ausführungsform reduziert oder gar aufgehoben werden. Die Klemmkraft kann aber auch in dieser Position aufrechterhalten werden.
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Dabei können die Segmente Klemmflächen aufweisen, welche mit den Segmenten in Einfahrrichtung zu einem unbeweglichen Element hin bewegbar sind. Das entsprechende unbewegliche Element fungiert als Gegenfläche zur Klemmfläche. Auf diese Weise kann Schmelzgut jeweils zwischen einer Klemmfläche und der Gegenfläche eingeklemmt werden. Dabei kann das unbewegliche Element z. B. ein gegenüberliegender Abschnitt der Schachtwand sein oder eine Auflage, welche an dem gegenüberliegenden Abschnitt der Schachtwand angeordnet ist.
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In einer weiteren Ausführungsform der Schmelzeinrichtung ist der Schacht in zumindest einem Abschnitt sich trichterförmig nach oben erweiternd ausgestaltet.
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Dabei kann die schräge, trichterförmige Schachtwand als Gleitrampe für das Schmelzgut wirken. Dadurch kann beim Ausfahren des Rückhalterosts das Schmelzgut ohne größere Fallhöhe in die darunterliegende Schmelzkammer gelangen.
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In einer weiteren Ausführungsform liegen die beweglichen Roststäbe des Rückhalterosts im eingefahrenen Zustand auf der gegenüberliegenden Schachtwand auf.
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Dabei können die Segmente beziehungsweise die Roststäbe von der gegenüberliegenden Schachtwand abgestützt werden. Dies reduziert Materialermüdung während der Verwendung der Schmelzeinrichtung und erhöht die Lebensdauer des Rückhalterosts.
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In einer weiteren Ausführungsform lassen sich die Segmente oder Roststäbe unabhängig voneinander bewegen. Dies ist eine besonders effiziente Ausführungsform, welche eine verbesserte Rückhaltung des Schmelzgutes ermöglicht.
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In einer weiteren Ausführungsform ist jedes einzelne der Segmente oder jeder einzelne der Roststäbe mit einem individuellen Antrieb versehen. Die Segmente oder Roststäbe werden durch die individuellen Antriebe unabhängig voneinander bewegt. Die individuellen Antriebe können beispielsweise Zylinder umfassen. Dabei können die Zylinder elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betrieben werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist jedes einzelne der Segmente mit einer Feder versehen, um die einzelnen Segmente mit einer Klemmkraft zu beaufschlagen. Die Feder übt dabei eine Kraft aus, welche in Richtung der gegenüberliegenden Schachtwand (in Einfahrrichtung der Roststäbe) zeigt. Dabei können insbesondere Blattfedern, Spiralfedern, Drahtfedern oder Torsionsfedern verwendet werden.
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In dieser Ausführungsform können die Federn an einem Rahmen befestigt sein, welcher durch eine oder mehrere Antriebseinheiten bewegt wird. Die Federn ermöglichen es, dass die einzelnen beweglichen Segmente (z. B. Roststäbe) unterschiedliche Positionen zueinander einnehmen können, obwohl sie an einem Rahmen befestigt sind.
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Alternativ kann jede Feder mit einem individuellen Antrieb gekoppelt sein, um die unabhängige Bewegung der Segmente zu ermöglichen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist zwischen benachbarten Roststäbe ein Spalt zur Durchleitung eines heißen Gases aus der Schmelzkammer in den Schacht vorhanden. Auf diese Weise kann das Schmelzgut effizient vorgewärmt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform sind die Roststäbe geradlinig ausgeführt und werden mit einer linearen Bewegung ein- und ausgefahren.
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Alternativ sind die Roststäbe gebogen, zum Beispiel teilkreisförmig, ausgestaltet. In diesem Fall werden die Roststäbe mit einer entsprechenden Bewegung, im Falle einer teilkreisförmigen Ausgestaltung durch eine Rotationsbewegung des Antriebs, ein- und ausgefahren.
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Vorzugsweise umfasst die Schmelzeinrichtung einen Wärmeerzeuger. Der Wärmeerzeuger kann insbesondere einen Brenner, wie z. B. einen Ölbrenner oder einer Gasbrenner, umfassen, um das Schmelzgut in der Schmelzkammer zu schmelzen. Der Wärmeerzeuger kann darüber hinaus auch einen elektrischen Wärmeerzeuger umfassen. Durch den Wärmeerzeuger erwärmtes Gas kann dabei durch den Schacht nach oben abgeführt werden. Auf diese Weise kann das im Schacht befindliche Schmelzgut vorgewärmt und die zugeführte Wärme besonders effektiv genutzt werden.
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Vorzugsweise umfasst die Schmelzeinrichtung einen Auffangbehälter, der als Schmelzbad ausgebildet sein kann. Der Auffangbehälter kann vorzugsweise neben der Schmelzkammer angeordnet sein. Die Schmelze gelangt dabei während des Schmelzprozesses stetig über einen Auslass der Schmelzkammer in den Auffangbehälter. Insbesondere ist der Auffangbehälter so angeordnet, dass die Schmelze allein unter Wirkung der Schwerkraft stetig in den Auffangbehälter abfließen kann. Hierzu kann vorgesehen sein, dass der Auslass offen ist. Dadurch kann die Schmelze während des Einschmelzens die Schmelzkammer unmittelbar durch den Auslass verlassen. Die Schmelzkammer weist dann keinen Rückhaltebereich auf, um die Schmelze in der Schmelzkammer zurückzuhalten. Weiterhin kann die Sohle der Schmelzkammer eine Rückhaltefläche zum Rückhalten von Oxiden und gegebenenfalls vorhandenen anderen Verunreinigungen, die sich in der Schmelze befinden, bilden. Während die Schmelze durch den Auslass abfließt, werden Oxide und Verunreinigungen, welche sich insbesondere auf der Oberfläche der Schmelze befinden, auf der Sohle der Schmelzkammer zurückgehalten. Auf diese Weise werden Verunreinigungen in der Schmelzkammer zurückgehalten und gelangen nicht oder nur in reduziertem Umfang in den Auffangbehälter. Die Verunreinigungen müssen von Zeit zu Zeit aus der Schmelzkammer entfernt werden.
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Die Schmelzkammer kann mit einer Reinigungsöffnung versehen sein, durch die das Innere der Schmelzkammer zugänglich ist.
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Vorzugsweise ist die Schmelzeinrichtung als Aluminiumschmelzofen ausgebildet. Hierbei kann die Schmelzkammer und/oder zumindest ein Teil des Schachtes mit einer feuerfesten Auskleidung versehen sein, welche einen Infiltrationsschutz für Aluminium aufweist. Vorzugsweise wird der Infiltrationsschutz dadurch erreicht, dass die Auskleidung zumindest einen Stoff, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Bariumsulfat, Bauxit, Sintertonerde und Calziumfluorid, aufweist. Bariumsulfat ist dabei besonders bevorzugt. Dabei kann die Auskleidung einen Betonwerkstoff umfassen. Weiterhin kann ein Infiltrationsschutz dadurch erreicht werden, dass die Auskleidung einen siliziumoxidfreien Beton umfasst.
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In einer weiteren Ausführungsform haben die Roststäbe Kühlöffnungen und einen Anschluss zu Kühlluft, welche durch die Kühlöffnungen in den Schacht gelangt. Die Roststäbe können auch mit Verdampfungskühlelementen versehen sein, falls auch die Verdampfungswärme ausgenutzt werden soll und beispielsweise Kühlwasser zum Verdampfen gebracht wird. Somit kann ein unerwünschtes Schmelzen des Schmelzgutes oberhalb des Rückhalterosts vermieden werden. Das ist insbesondere dann von Vorteil, wenn bei geschlossener Rückhalteeinrichtung nur das unter dem Rückhalterost befindliche Schmelzgut geschmolzen werden soll. Dabei umfassen die Roststäbe einen Kanal, durch welchen Kühlmittel, wie Luft oder Wasser, fließen kann und durch die Kühlöffnungen in den Innenraum des Schachtes gelangt.
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Die Kühlung der Roststäbe schont die Roststäbe thermisch und mechanisch und ermöglicht somit eine verlängerte Lebensdauer der Roststäbe. Zudem vermeidet eine Kühlung der Roststäbe ein Ankleben von etwaigem bereits erweichten Schmelzgut an den Roststäben. Auch in diesem Fall umfassen die Roststäbe Kanäle, durch welche Kühlmittel, wie Wasser, fließen kann.
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In einer weiteren Ausführungsform kann der Schacht eine Abdeckung aufweisen, welche den Schacht nach oben hin abschließt.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Schmelzeinrichtung eine Steuereinheit auf, welche den mindestens einen Antrieb derart steuert, dass jedes einzelne der Segmente oder jeder einzelne der Roststäbe im zumindest teilweise eingefahrenen Zustand entlang des Bewegungswegs der Roststäbe eine Kraft (bis zur Klemmkraft) in Richtung der gegenüberliegenden Schachtwand (in Einfahrrichtung der Roststäbe) ausübt.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Schmelzeinrichtung Positions- und/oder Kraftsensoren, welche die Position jedes einzelnen Segments oder Roststabs und/oder die Kraft, welche durch das jeweilige Segment oder den jeweiligen Roststab in Einfahrrichtung ausgeübt wird, an die Steuereinheit übermittelt.
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In vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass nach dem Schmelzen des unterhalb des Rückhalterosts verbliebenen Schmelzgutes bei geschlossenem Rückhalterost eine Reinigung der Schmelzkammer durchgeführt wird.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass nach dem Einfahren der Segmente beziehungsweise der Roststäbe wenigstens eines der Segmente beziehungsweise einer der Roststäbe weiter eingefahren wird, wenn die ausgeübte Kraft unter die Klemmkraft fällt.
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Zudem kann vorgesehen sein, dass nach der Reinigung der Schmelzkammer der Rückhalterost zur Fortsetzung des Schmelzprozesses wieder geöffnet wird.
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Die hier genannten und beschriebenen Varianten und Merkmale können ebenfalls in Kombination zweier oder mehrerer Varianten oder Merkmale untereinander durchgeführt werden. Diese Kombinationen werden von der vorliegenden Erfindung ebenfalls umfasst, gegeben solche Kombinationen sind nicht gegenseitig inkonsistent.
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Nachfolgend werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen:
- 1 a bis 1 c: eine schematische Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer metallurgischen Schmelzeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 2a bis 2c: eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer metallurgischen Schmelzeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 3a bis 3c: eine Querschnittsansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer metallurgischen Schmelzeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 4: eine Seitenansicht der metallurgischen Schmelzeinrichtung entsprechend 2 in Schnittdarstellung;
- 5: eine Detailansicht der Rückhaltevorrichtung aus 4.
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Für die gesamte weitere Beschreibung gilt folgende Festlegung: Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugsziffern enthalten, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert, so wird auf deren Erwähnung in der übrigen Figurenbeschreibungen Bezug genommen.
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1 a bis 1c zeigen eine metallurgische Schmelzeinrichtung mit einer Schmelzkammer 8. Über der Schmelzkammer 8 ist ein Schacht 13 angeordnet, der in die Schmelzkammer 8 mündet. Der Schacht 13 umfasst eine Rückhaltevorrichtung mit einem beweglichen Rückhalterost, welcher den Zugang zur Schmelzkammer 8 abschließen kann. Der Rückhalterost umfasst mehrere Segmente, welche entlang einer Einfahrrichtung in den Schacht 13 bewegt werden können. Die Segmente werden im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einzelne Roststäbe 1 gebildet, die eine übereinstimmende Einfahrrichtung (in 1a von links nach rechts) aufweisen. In 1a sind die Roststäbe 1 in komplett eingefahrenem Zustand dargestellt, während in 1b die Roststäbe 1 in teileingefahrenem Zustand und in 1c in ausgefahrenem Zustand dargestellt sind. In der Ausführungsform, welche in den 1a bis 1c gezeigt ist, sind die Roststäbe 1 teilkreisförmig ausgestaltet.
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Im teileingefahrenen Zustand geben die Roststäbe 1 einen Teil des Schachtes 13 frei, während im komplett ausgefahrenen Zustand der gesamte Querschnitt des Schachtes 13 geöffnet ist. Im geöffneten Zustand kann das Schmelzgut aus dem Schacht 13 in die Schmelzkammer 8 gelangen, bis diese aufgefüllt ist.
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Der Schacht 13 ist oberhalb des Rückhalterosts, also an der der Schmelzkammer 8 gegenüberliegenden Seite, insbesondere sich trichterförmig vom Rückhalterost weg erweiternd ausgestaltet.
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Die Roststäbe 1 werden durch eine Antriebseinheit bewegt. Die Antriebseinheit umfasst einen Rotationshebel 6, welcher mit dem jeweiligen Roststab 1 verbunden ist, ein Lager 7 zur Lagerung des Rotationshebels 6 an einem Punkt und einen hydraulischen Zylinder 5, welcher den Rotationshebel 6 und somit den Roststab 1 in Bewegung setzt. Eine Steuereinheit 14 steuert den hydraulischen Zylinder 5, um die Bewegung des dazugehörigen Roststabs 1 zu bewirken.
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Der Roststab 1 wird nach außen hin mit einer Dichtung 3 abgedichtet, damit die heißen Gase nicht an dieser Stelle aus dem Schacht 13 in die Umgebungsluft strömen. Zudem weisen die Roststäbe 1 Kühlöffnungen 2 und einen Kühlluftanschluss 4 auf. Während des Schmelzvorgangs bei geschlossenem Rückhalterost wird Kühlluft durch die Kühlöffnungen 2 geleitet. Hierdurch kann ein Schmelzen des Schmelzgutes im Schacht 13 oberhalb des Rückhalterosts vermieden werden. Durch einen optimalen Durchfluss des Kühlmittels wird eine bestmögliche Vorwärmung bei gleichzeitiger Vermeidung eines Schmelzens des Schmelzgutes erreicht. Zudem ermöglicht die Kühlluft es, die Roststäbe 1 thermisch und mechanisch zu schonen, um somit eine verlängerte Lebenszeit der Roststäbe 1 zu erreichen. Zudem vermeidet eine Kühlung der Roststäbe 1 ein Ankleben von etwaigem bereits erweichtem Schmelzgut an den Roststäben 1.
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Die Steuereinheit 14 sorgt im dargestellten Ausführungsbeispiel für eine stetige Kraft in Einfahrrichtung des jeweiligen Roststabs 1. Klemmt der Roststab 1 das Schmelzgut ein, so steuert die Steuereinheit 14 den dazugehörigen Zylinder 5 derart, dass der entsprechende Roststab 1 sich wieder in Bewegung setzt, wenn das Schmelzgut beispielsweise erweichen und in die Schmelzkammer fallen sollte. Der Roststab 1 wird sich bei dieser Ausgestaltung weiterbewegen, bis die Klemmkraft wieder ausgeübt wird, oder bis die Klemmfläche 15 des Roststabs 1 die gegenüberliegende Schachtwand 12 berührt oder eine Endposition einnimmt.
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Wird der Rückhalterost geöffnet, so fällt das sich im Schacht 13 befindliche Schmelzgut in die Schmelzkammer 8 der metallurgischen Schmelzeinrichtung.
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In der Schmelzkammer 8 wird das Schmelzgut mit dem Brenner 10 geschmolzen. Das geschmolzene Metall fließt durch den ständig offenen Auslass 9 aus der Schmelzkammer 8 heraus in einen Auffangbehälter. Der Auffangbehälter hält das Metall im flüssigen Zustand. Von dort kann das flüssige Metall entnommen und z. B. in einem Gießprozess weiterverarbeitet werden.
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Die warme Abluft, welche während des Schmelzens des Schmelzguts in der Schmelzkammer 8 entsteht, strömt anschließend durch die Roststäbe 1 des Rückhalterosts und wärmt und trocknet das Schmelzgut im Schacht 13.
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Die metallurgische Schmelzeinrichtung weist zudem eine Reinigungstür 11 auf, welche zur Reinigung geöffnet wird, um beispielsweise Metalloxide und andere Verunreinigungen mechanisch aus der Schmelzkammer 8 zu entfernen. Dabei wird der Rückhalterost im geschlossenen Zustand gehalten, damit während des Reinigungsvorgangs kein Schmelzgut in die Schmelzkammer 8 fallen kann.
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2a bis 2c und 3a bis 3c zeigen metallurgische Schmelzeinrichtungen, welche eine Rückhaltevorrichtung mit Roststäben 1 umfassen, die geradlinig ausgestaltet sind. In 2a und 3a sind die Roststäbe 1 in komplett eingefahrenem Zustand dargestellt, während in 2b und 3b die Roststäbe 1 in teileingefahrenem Zustand und in 2c und 3c in ausgefahrenem Zustand dargestellt sind.
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In den 2a bis 2c sind die Roststäbe 1 horizontal angeordnet, während in den 3a bis 3c die Roststäbe 1 nach unten hin quer angeordnet sind.
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Durch die geradlinige Ausgestaltung der Roststäbe 1 entfällt in diesen Ausführungsformen die Rotationsbewegung der Roststäbe 1. Deshalb sind die Roststäbe 1 vom Rückhalterost auf Gleit- oder Rolllager 71 gelagert und werden direkt von dem hydraulischen Zylinder 5 angetrieben.
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Die 4 und 5 zeigen eine Seitenansicht in die metallurgische Schmelzeinrichtung. In diesen Figuren ist zu sehen, dass die Segmente des Rückhalterosts jeweils durch einen Roststab 1 gebildet werden. Dabei kann man die Mehrzahl an Roststäben 1 erkennen, welche nebeneinander angeordnet sind und verschiedene Positionen zueinander einnehmen. Die verschiedenen Positionen werden jeweils durch einen Zylinder 5 gesteuert, welcher den entsprechend mit dem Zylinder 5 verbundenen Roststab 1 bewegt.
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In den 4 und 5 ist ebenfalls zu erkennen, dass zwischen den einzelnen Roststäben 1 jeweils ein Spalt in Querrichtung zur Längsausdehnung der Roststäbe 1 zur Durchleitung eines heißen Gases aus der Schmelzkammer 8 zur Vorwärmung des Schmelzguts im Schacht 13 vorhanden ist.
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In allen Ausführungsformen, welche in den Figuren gezeigt sind, ist jeder Roststab 1 mit einem Zylinder 5 verbunden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2951826 A1 [0002]
- DE 3247023 A1 [0003]
