EP1493827A1 - Ofenkopf bzw. Gichtverschluss - Google Patents

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Publication number
EP1493827A1
EP1493827A1 EP04012110A EP04012110A EP1493827A1 EP 1493827 A1 EP1493827 A1 EP 1493827A1 EP 04012110 A EP04012110 A EP 04012110A EP 04012110 A EP04012110 A EP 04012110A EP 1493827 A1 EP1493827 A1 EP 1493827A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
chute
furnace head
measuring
rotary
gout
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04012110A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ekkehard Brzoska
Franz-Josef Irnich
Paulus Friedhel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Z&J Technologies GmbH
Original Assignee
Z&J Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Z&J Technologies GmbH filed Critical Z&J Technologies GmbH
Publication of EP1493827A1 publication Critical patent/EP1493827A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/18—Bell-and-hopper arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0033—Charging; Discharging; Manipulation of charge charging of particulate material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/18—Bell-and-hopper arrangements
    • C21B7/20—Bell-and-hopper arrangements with appliances for distributing the burden
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/20—Arrangements of devices for charging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/26—Arrangements of controlling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0025—Charging or loading melting furnaces with material in the solid state
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0025—Charging or loading melting furnaces with material in the solid state
    • F27D3/0032—Charging or loading melting furnaces with material in the solid state using an air-lock
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/10—Charging directly from hoppers or shoots

Definitions

  • the invention relates to a furnace head or Gicht closure according to the preamble of claim 1 or the preamble of claim 2.
  • a rotary chute which is two mutually orthogonal Axes can be swiveled.
  • One of the axles to which the chute can be swiveled, is the suspension axis of the chute; the second axis is the longitudinal axis of the chute.
  • This device is a uniform Beschikkung allow a blast furnace, wherein in such Drehschurre no Possibility to control the uniformity of the feed.
  • a slightly different arrangement as it is known from DE 295 15 419 U1 comprises a rotary chute with a rotating cylindrical housing, several at the outlet of the housing connected feed chutes with different radial extent and arranged in the housing distribution chute, whose end opens into a feed chute and with the housing is rotatable, wherein the distribution chute within the housing adjustable and the Assignment to the loading chutes is selectable.
  • the Loading profile to be set specifically; However, it is constructive and the use of materials relatively expensive.
  • DE-PS 868 913 are differently shaped Befäßs adopteden for Blast furnaces whose core pieces are a funnel-shaped funnel, which directs the good to be brought to the edge of the furnace Good, and a second funnel with vertical outlet, which feeds the feed to the furnace center. These too Arrangement is characterized by a high cost of materials; and she allows Moreover, only a very limited targeted adjustment of the loading profile from different feeds.
  • Another, known from DE-AS 1 169 474 rotatable delivery device comprises a plurality of distribution chutes distributed on the circumference of a circle and in addition a center near and an outer distribution chute, all be filled via a suitably guided hopper chute.
  • this arrangement is no arbitrary adjustment of the mouth to any point of the Shaft cross section possible; and this device is material and construction-consuming.
  • the present invention has the object based, a furnace head with reliable material-Beschickungsvorrichung to create, whose function is also verifiable if necessary.
  • a solution of the problem arises, if only one rotary chute is present, characterized that a device for the supply of the area of action of the rotary chute arranged measuring devices, lubrication points or the like. Supply receivers is provided, this supply device by one of the rotary chute assigned Gear is driven.
  • the aforementioned transmission thus has a multiple function. It serves in addition to the diversion of energy for measuring equipment, Lubricating oil pumps od. Like.
  • the energy diversion is preferably carried out within an encapsulated housing, which acts with purge gas when needed becomes.
  • the supply device by one of the two chutes associated Transmission, in particular driven by the upper, the rotary chute associated gear.
  • the two chutes associated transmission and the supply device are preferably located within a dust and heat protected Dichtraumes, making an extremely compact and long-term reliable Supply of measuring equipment, lubrication points or the like. Is guaranteed. at the utilities are either a measuring device powered by dynamo and / or a lubricant pump that the two gearbox, in particular the lower, assigned to the feed chute Transmission from the housing of the higher located, the rotary chute assigned Transmission supplied with lubricant.
  • the lubricant supply of the feed material closer or lower gear is extremely critical due to the high temperatures prevailing there.
  • Lubricant supply would run the risk of the gearbox, usually runs dry and subject to increased wear. Both through the lubricant supply according to the invention as well as by the arrangement of the Gears within a sealing space and thereby caused dust protection leaves The wear of the gearbox reduce considerably with the result of a corresponding longer life. It should be mentioned here that the sealing space preferably Purging gas is applied to a dust-free zone within the same to ensure.
  • the measuring device is expediently facing the gout of the blast furnace Bottom of the sealing space arranged, in particular rotatable there stored arm or disk.
  • a particularly elegant, as design simple solution is to use the measuring device on one with the rotationally driven To arrange loading chute connected arm. This is a separate one Rotary drive for the measuring device no longer required, if such is considered necessary to the entire cross-section of the shaft furnace with the measuring device "illuminate" or to detect in the desired manner.
  • the measuring device can IR (infrared) sensors, temperature sensors and / or radar probes exhibit. These are used to measure the surface profile of the filled Material (Profilmeter) and / or for measuring temperature, pressure, gas composition or the like. In the material loading space or in the gout.
  • the measuring device Measuring signals wirelessly arranged on an outside of the furnace head Evaluation and display device, in particular monitor to perform.
  • a particularly functionally reliable and wear-free power supply of the measuring device As well as a reliable data transmission allows a structure that both The required energy and the data is transmitted inductively. In that the Transmission occurs without contact, a high interference immunity can be achieved. In this construction can be dispensed with batteries and / or a generator or dynamo become.
  • the furnace head is indicated in the accompanying drawing by the reference numeral 10. This is located above the furnace vessel 11 and the gout of an im another blast furnace not shown. Above the furnace head is a so-called Material bunker 12 placed in the bulk material via a conveyor 13th is filled. From the material bunker 12 is then the loading of the gout 11th via a rotary chute 14 and distribution or loading chute 15. The rotary chute 14 is rotationally driven about a first vertical axis of rotation 16. At the outlet, i.e. at the lower end of the rotary chute 14 is the distributor or feed chute about a second, relative to the first axis of rotation 16 laterally offset vertical axis of rotation 17 rotatably mounted. The corresponding rotational movements of the aforementioned Chutes are indicated by the arrows 18, 19.
  • the rotary drive of the two chutes 14, 15 is by associated transmission 20, 21st causes, for reasons of temperature and dust protection within a pot-like Seal chamber 22 are arranged.
  • the upper, the rotary chute 14 associated Transmission 20 is still with an electric motor not shown here Drive coupled.
  • the transmission of the rotational movement takes place on the lower distributor and feed chute 15 relative to the obliquely directed rotary chute 14 via a likewise not shown here geared connection between the rotary chute 14 associated gear 20 and the Beschikkungsschurre 15 associated gear 21.
  • the in the DE 199 29 180 C2 described construction the in the DE 199 29 180 C2 described construction.
  • the bottom of the sealing chamber 22 is characterized by a particularly heat-resistant plate 23 closed.
  • This plate is a kind of heat shield. It also includes the housing of the feed chute 15 associated transmission 21st
  • the lubricant supply of the chutes 14, 15 associated gear, in particular the lower, the feed chute 15 associated gear is a concern of the practice to ensure a permanently functionally reliable operation.
  • Supply receivers arranged, this supply device 28 through the upper, the rotary chute 14 associated transmission 20 is driven.
  • the supply device comprises 28 a dynamo 31 and a lubricant pump 32nd Both Dynamo and lubricant pump are using suitable gear with the the rotary chute 14 associated gear 20 connected. This geared connection is indicated in the accompanying drawing with the gear or pinion 33.
  • the measuring device 29 or 30 is facing to the gout 11 of the blast furnace Bottom of the sealing chamber 22 is arranged, either on a rotatable there mounted disc 36 or preferably at one with the rotationally driven Feed chute connected arm 37.
  • the power supply between dynamo 31 and measuring device 29 and 30 is through corresponding power lines 38 and 39 indicated.
  • the rotatably mounted on the underside of the heat shield 23 disc 36 is a vertical axis 40 rotatably mounted (arrow 41).
  • the rotary drive is either over a arranged on the inside of the heat shield 23 electric motor, the is also powered by the dynamo 31, or by an additional geared Connection with the rotary chute 14 associated gear 20. Also is a Geared connection between the feed chute 15 assigned Transmission 21 and the turntable 36 conceivable.
  • the measuring device 29 is particularly advantageous to couple the measuring device 29 with the feed chute 15, which in any case is rotationally driven about the vertical axis 17.
  • the measuring device 29 would rotate the measuring device 29 about the axis 17, wherein this rotational movement superimposed would by the rotational movement of the rotary chute 14 about the center axis sixteenth
  • the situation is of course the same with the measuring device 30, since the disc 36 both about the axis 40 and together with the heat shield 23 rotates about the axis 16.
  • the measuring device 30 thus also performs two superimposed rotational movements.
  • the heat shield 23 is rotatably mounted with the rotary chute 14 about the vertical axis 16.
  • the measuring device 29 or 30 IR sensors, Temperature sensors, pressure sensors and / or radar probes. By means of these sensors or probes, the surface profile 24 of the filled material 25 completely be scanned. It is additionally or alternatively possible, temperature, Pressure, gas composition, etc. in the material loading space or in the Gout 11 determine.
  • the power supply of the measuring device 29 or 30 takes place preferably via a buffer battery for the reasons mentioned above.
  • the transmission of the measurement signals 29 and 30 generated by the measuring device can wirelessly to an outside of the furnace head arranged evaluation and display device respectively.
  • the measuring signals 29 and 30 generated by the measuring device can wirelessly to an outside of the furnace head arranged evaluation and display device respectively.
  • the measuring signals possible, especially since it is necessary anyway, via cable ensure the power supply to the measuring device of the Dynamo 31 (power line 38 and 39, respectively).
  • both the supply devices 31, 32 and supply lines 34, 38, 39 are arranged temperature and dust protected. Accordingly the construction described is characterized by a high reliability with a long service life. An access to gout below the so-called Stage 42 at the height of the top of the furnace head 10 is not required. All inspections, replacement works, repairs can be carried out by the mentioned Stage 42 made, from the top of the sealing space 22nd ago. For this purpose, in the upper lid of the furnace head 10 and des in this inserted sealing space 22 provided a so-called manhole, through which the sealing space 22 is accessible. As already mentioned, the sealing space is in front Dust and high temperature from the gout 11 protected.
  • the Training the sealing chamber 22 is claimed, both independently also dependent on the supply device 28.
  • the heat shield 23 together with the rotary chute 14 rotates about the vertical axis 16.
  • the heat shield 23 also with the Rotary chute 14 provided around the axis 16 co-rotating annular disc 44.
  • the Ring disc 44 extends in the region of the rotary chute 14 associated transmission 20 around the rotary chute 14 around.
  • the heat shield 23 also includes the Feed chute 15 associated gear 21.
  • the feed chute rotates 15 together with the heat shield 23 about the first vertical axis 16 on the one hand and in addition to the second vertical axis 17 on the other.
  • the Heat shield 23 is edge side at the lower edge of the opening of the preferably cylindrical Seal chamber 22 fluid-tight.
  • the corresponding swivel bearing is in the attached drawing indicated by the reference numeral 45.
  • the power supply of the measuring device takes place and the data transfer to and from this inductive.
  • the associated structure is shown in Fig. 2.
  • an upper fixed flange plate 46 e.g. of the Upper cover of the furnace head or the so-called gout is an upper coil 47 arranged by corresponding electrical and / or electronic components 48 (hereafter referred to as electronics 48) with energy and / or data is supplied.
  • electronics 48 On a rotating part (indicated by the arrow 49) of the Furnace head, a lower coil 50 is disposed, through an air gap of the upper coil 47 is disconnected.
  • the upper coil 47 as mentioned by the electronics 48 is fed with energy and data, transmits the energy / data inductively to the lower coil 50.
  • the energy / data thus transferred are used as voltage or power supply for electrical or electronic components 51 (hereinafter short referred to as electronics 51) and sensors 52, 53 used on the rotating Part of the furnace head are arranged.
  • electronics 51 electrical or electronic components 51
  • sensors 52, 53 used on the rotating Part of the furnace head are arranged.
  • batteries and / or generators superfluous, which reduces the maintenance of the furnace head.
  • the measurement data of the sensors 52, 53 are processed in the electronics 51 and inductively transmitted via the lower coil 50 to the upper coil 47. For further processing They are then forwarded to the electronics 48, which the data evaluates and as a standard signal for further processing downstream evaluation provides. In the same way, data becomes transmitted from the electronics 48 to the electronics 51, the instructions, for example and software or software updates for the sensors 52, 53 and the electronics 51, respectively may include. This bidirectional data flow provides a high degree of flexibility Plant safe.
  • the upper and lower coils 47, 50 are disposed within a housing 54, which protects the coils from the aggressive atmosphere within the gout.
  • the housing 54 and the rotary drive and / or the Geared connection between the rotary drive and the lower coil 50 includes (shown only partially in FIG. 2).
  • this housing can be acted upon with purge gas to keep the interior dust-free.
  • the individual components i. the coils, the Rotary drive and / or the geared connection between rotary drive and the lower Coil 50 are each protected by separate housing, if that is in the respective construction of the furnace head is easier to implement.

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Abstract

Hochofen-Kopf (11) mit einer Material-Beschickungsvorrichtung, die eine um eine erste vertikale Drehachse (16) drehangetriebene Drehschurre (14) und eine am Auslaß derselben um eine zweite, relativ zur ersten Drehachse (16) seitlich versetzte vertikale Drehachse (17) drehangetriebene Beschickungsschurre (15) umfaßt. Die den beiden Schurren (14, 15) zugeordneten Getriebe (20, 21) sind innerhalb eines Dichtraumes (22) angeordnet. Innerhalb dieses Dichtraumes (22) ist eine Einrichtung (28) zur Versorgung von integrierten Meßeinrichtungen (29 bzw. 30), Schmierstellen oder dgl. Versorgungsempfängern angeordnet, wobei diese Versorgungseinrichtung (28) durch eines der den beiden Schurren zugeordneten Getriebe (20, 21), insbesondere durch das der Drehschurre (14) zugeordnete Getriebe (20) antreibbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ofenkopf bzw. Gichtverschluß gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. dem Oberbegriff des Anspruches 2.
Zur Beschickung (Begichtung) von Schacht- bzw. Hochöfen mit Beschickungsgut ist eine Vielzahl verschiedenartiger Beschickungsvorrichtungen bekannt. Um das Beschickungsgut gleichmäßig über den Schachtquerschnitt zu verteilen, wurden insbesondere bereits vor Jahrzehnten drehbare Gichtverschlüsse mit einem ebenfalls drehbaren, exzentrisch zur Ofenachse angeordneten Verteiler vorgeschlagen. Mit einer derartigen Beschickungsvorrichtung kann, indem die Mündung des Verteilers auf zwei einander überlagerten Kreisbahnen über den Schachtquerschnitt geführt wird, eine weitgehend gleichmäßige Beschickung ohne Ausbildung betonter Schüttkegel erfolgen.
Aus der EP 00 65 084 B1 ist eine Drehschurre bekannt, die um zwei zueinander orthogonale Achsen geschwenkt werden kann. Eine der Achsen, um die die Schurre geschwenkt werden kann, ist die Aufhängungsachse der Schurre; die zweite Achse ist die Längsachse der Schurre. Diese Vorrichtung soll eine gleichmäßige Beschikkung eines Hochofens ermöglichen, wobei bei einer derartigen Drehschurre keine Möglichkeit besteht, die Gleichmäßigkeit der Beschickung zu kontrollieren.
Eine etwas andere Anordnung, wie sie aus der DE 295 15 419 U1 bekannt ist, umfaßt eine Drehschurre mit einem rotierend antreibbaren zylindrischen Gehäuse, mehreren an den Auslauf des Gehäuses angeschlossenen Beschickungsschurren mit unterschiedlicher radialer Erstreckung und eine im Gehäuse angeordnete Verteilerschurre, deren Ende in eine Beschickungsschurre einmündet und mit dem Gehäuse drehbar ist, wobei die Verteilerschurre innerhalb des Gehäuses verstellbar und die Zuordnung zu den Beschickungsschurren wählbar ist. Mit dieser Anordnung kann das Beschickungsprofil gezielt eingestellt werden; sie ist jedoch konstruktiv und vom Materialeinsatz her relativ aufwendig.
Aus der DE-PS 868 913 sind verschieden geformte Begichtungseinrichtungen für Hochöfen bekannt, deren Kernstücke ein erster Trichter mit rüsselförmigem Auslauf, der das an den Rand des Ofens zu bringende Gut leitet, und ein zweiter Trichter mit senkrechtem Auslauf sind, der das Beschickungsgut der Ofenmitte zuführt. Auch diese Anordnung ist durch einen hohen Materialaufwand gekennzeichnet; und sie ermöglicht zudem nur sehr bedingt eine gezielte Einstellung des Beschickungsprofils aus unterschiedlichen Beschickungsgütern.
Eine weitere, aus der DE-AS 1 169 474 bekannte drehbare Begichtungseinrichtung umfaßt eine Mehrzahl von auf dem Umfang eines Kreises verteilten Verteilerschurren sowie zusätzlich eine zentrumsnahe und eine äußere Verteilerschurre, die sämtlich über eine geeignet geführte Trichterschurre befüllt werden. Bei dieser Anordnung ist keine frei wählbare Einstellung der Mündung auf einen beliebigen Punkt des Schachtquerschnitts möglich; und auch diese Einrichtung ist material- und konstruktionsaufwendig.
Schließlich wird noch auf die Beschickungsvorrichtung gemäß der DE 199 29 180 C2, die auf die Anmelderin zurückgeht, hingewiesen. Diese Beschickungsvorrichtung ist platz- und materialsparend. Sie ermöglicht eine äußerst gleichmäßige Verteilung des Materials in der Gicht bzw. dem Ofengefäß des Hochofens.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ofenkopf mit funktionssicherer Material-Beschickungsvorrichung zu schaffen, deren Funktion bei Bedarf auch überprüfbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 oder des Anspruches 2 gelöst.
Eine Lösung der Aufgabe ergibt sich, falls nur eine Drehschurre vorhanden ist, dadurch, daß eine Einrichtung zur Versorgung von im Wirkungsbereich der Drehschurre angeordneten Meßeinrichtungen, Schmierstellen oder dgl. Versorgungsempfängern vorgesehen ist, wobei diese Versorgungseinrichtung durch ein der Drehschurre zugeordnetes Getriebe antreibbar ist. Das vorgenannte Getriebe hat also eine Mehrfachfunktion. Es dient nämlich zusätzlich zur Abzweigung von Energie für Meßeinrichtungen, Schmierölpumpen od. dgl. Die Energieabzweigung erfolgt vorzugsweise innerhalb eines gekapselten Gehäuses, welches bei Bedarf mit Spülgas beaufschlagt wird.
Alternativ ist bei einer Anordnung von Dreh- und Verteiler- bzw. Beschickungsschurre die Versorgungseinrichtung durch eines der den beiden Schurren zugeordneten Getriebe, insbesondere durch das obere, der Drehschurre zugeordnete Getriebe antreibbar. Die den beiden Schurren zugeordneten Getriebe sowie die Versorgungseinrichtung befinden sich vorzugsweise innerhalb eines staub- und hitzegeschützten Dichtraumes, wodurch eine äußerst kompakte und langfristig auch funktionssichere Versorgung von Meßeinrichtungen, Schmierstellen oder dgl. gewährleistet ist. Bei den Versorgungseinrichtungen handelt es sich entweder um einen eine Meßeinrichtung mit Strom versorgenden Dynamo und/oder eine Schmiermittelpumpe, die die beiden Getriebe, insbesondere das tiefer gelegene, der Beschickungsschurre zugeordnete Getriebe aus dem dem Gehäuse des höher gelegenen, der Drehschurre zugeordneten Getriebes mit Schmiermittel versorgt. Vor allem die Schmiermittelversorgung des dem Beschickungsmaterial näher gelegenen bzw. unteren Getriebes ist aufgrund der dort herrschenden hohen Temperaturen äußerst kritisch. Ohne aktive Schmiermittelversorgung bestünde die Gefahr, daß das Getriebe, in der Regel Zahnradgetriebe, trocken läuft und einem erhöhten Verschleiß unterliegt. Sowohl durch die erfindungsgemäße Schmiermittelversorgung als auch durch die Anordnung des Getriebes innerhalb eines Dichtraumes und den dadurch bewirkten Staubschutz läßt sich der Verschleiß des Getriebes erheblich reduzieren mit der Folge einer entsprechend längeren Lebensdauer. Es sei hier noch erwähnt, daß der Dichtraum vorzugsweise mit Spülgas beaufschlagt wird, um eine staubfreie Zone innerhalb desselben zu gewährleisten.
Die Meßeinrichtung ist zweckmäßigerweise an der der Gicht des Hochofens zugewandten Unterseite des Dichtraumes angeordnet, insbesondere an einem dort drehbar gelagerten Arm oder Scheibe. Eine besonders elegante, da konstruktionsmäßig einfache Lösung besteht darin, die Meßeinrichtung an einem mit der drehangetriebenen Beschickungsschurre verbundenen Arm anzuordnen. Dadurch ist ein gesonderter Drehantrieb für die Meßeinrichtung nicht mehr erforderlich, sofern ein solcher für notwendig erachtet wird, um den gesamten Querschnitt des Schachtofens mit der Meßeinrichtung "auszuleuchten" bzw. in der gewünschten Weise zu detektieren.
Die Meßeinrichtung kann IR (Infrarot)-Sensoren, Temperatursensoren und/oder Radarsonden aufweisen. Diese dienen zur Messung des Oberflächenprofils des eingefüllten Materials (Profilmeter) und/oder zur Messung von Temperatur, Druck, Gaszusammensetzung oder dgl. im Materialbeschickungsraum bzw. in der Gicht.
Um auch bei Stillstand der Drehschurre die Stromversorgung der Meßeinrichtung sicherzustellen, erfolgt diese vorzugsweise über eine Pufferbatterie, die durch den erwähnten Dynamo bei Bedarf aufgeladen wird.
Aufgrund der äußerst heißen, aggressiven und staubigen Umgebung der Meßeinrichtung kann es zweckmäßig sein, die Übertragung der von der Meßeinrichtung generierten Meßsignale drahtlos an eine außerhalb des Ofenkopfes angeordneten Auswerte- und Darstellungseinrichtung, insbesondere Monitor, durchzuführen.
Eine besonders funktionssichere und verschleißfreie Energieversorgung der Meßeinrichtung, sowie eine zuverlässige Datenübertragung ermöglicht ein Aufbau, der sowohl die benötigte Energie als auch die Daten induktiv überträgt. Dadurch, daß die Übertragung berührungsfrei erfolgt, kann eine hohe Störsicherheit erreicht werden. Bei diesem Aufbau kann auf Batterien und/oder einen Generator bzw. Dynamo verzichtet werden.
Nachstehend wird eine Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Ofenkopfes anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, die in
Fig. 1
im schematischen Längsschnitt einen Ofenkopf mit einem oberhalb desselben angeordneten Materialbunker; und
Fig. 2
eine bevorzugte Einrichtung für einen Energie- und/oder Datentransfer zwischen einer Energie-/Datenquelle und einer Meßeinrichtung (Sensoren) innerhalb einer Konstruktion gemäß Fig. 1 in schematischem Querschnitt und vergrößertem Maßstab
zeigen.
Der Ofenkopf ist in der anliegenden Zeichnung mit der Bezugsziffer 10 gekennzeichnet. Dieser befindet sich oberhalb der dem Ofengefäß 11 bzw. der Gicht eines im weiteren nicht näher dargestellten Hochofens. Oberhalb des Ofenkopfes ist ein sogenannter Materialbunker 12 plaziert, in den Schüttgut über eine Förderanlage 13 eingefüllt wird. Vom Materialbunker 12 erfolgt dann die Beschickung der Gicht 11 über eine Drehschurre 14 und Verteiler- bzw. Beschickungsschurre 15. Die Drehschurre 14 ist um eine erste vertikale Drehachse 16 drehangetrieben. Am Auslaß, d.h. am unteren Ende der Drehschurre 14 ist die Verteiler- bzw. Beschickungsschurre um eine zweite, relativ zur ersten Drehachse 16 seitlich versetzte vertikale Drehachse 17 drehangetrieben gelagert. Die entsprechenden Drehbewegungen der vorgenannten Schurren sind mit den Pfeilen 18, 19 angedeutet.
Der Drehantrieb der beiden Schurren 14, 15 wird durch zugeordnete Getriebe 20, 21 bewirkt, die aus Gründen des Temperatur- und Staubschutzes innerhalb eines topfartigen Dichtraumes 22 angeordnet sind. Das obere, der Drehschurre 14 zugeordnete Getriebe 20 ist noch mit einem hier nicht näher dargestellten elektromotorischen Antrieb gekoppelt. Des weiteren erfolgt die Übertragung der Drehbewegung auf die untere Verteiler- und Beschickungsschurre 15 relativ zur schräg gerichteten Drehschurre 14 über eine hier ebenfalls nicht näher dargestellte getriebliche Verbindung zwischen dem der Drehschurre 14 zugeordneten Getriebe 20 und dem der Beschikkungsschurre 15 zugeordneten Getriebe 21. Diesbezüglich wird auf die in der DE 199 29 180 C2 beschriebene Konstruktion verwiesen.
Die Unterseite des Dichtraumes 22 ist durch eine besonders hitzebeständige Platte 23 verschlossen. Diese Platte stellt eine Art Hitzeschild dar. Sie umfaßt auch das Gehäuse des der Beschickungsschurre 15 zugeordneten Getriebes 21.
Es sei an dieser Stelle auch darauf hingewiesen, daß herkömmlich die Messung des Oberflächenprofils 24 des in die Gicht 11 eingefüllten Materials 25 mittels einer an der Oberseite der Gicht seitlich einführbaren Meßlanze erfolgt. Dementsprechend sind am oberen Ende der Gicht Durchgangsöffnungen für das Einführen der Meßlanze in Richtung des Pfeiles 26 erforderlich. Die Meßlanze ist in der anliegenden Zeichnung mit der Bezugsziffer 27 gekennzeichnet. Es ist augenscheinlich, daß diese Art der Messung aufwendig ist. Sie ist insbesondere auch für das Bedienungspersonal unangenehm aufgrund der Tatsache, daß die Meßlanze manuell am oberen Ende der Gicht eines Hochofens eingeführt werden muß. Beim Einführen oder Herausnehmen der Meßlanze strömt Material über die Lanze, was zu Verschleiß führt. Auch sind Leckagen unvermeidlich, die für das Bedienungspersonal unangenehm sind und im Extremfall sogar zu Verletzungen führen können. Außerdem erlauben die herkömmlichen Meßlanzen keine exakte Erfassung der Randbereiche der Gicht. Diese liegen sehr häufig im Schatten von Materialbergen. Dementsprechend gibt es ein starkes Bedürfnis, Meßeinrichtungen im Ofenkopf zu plazieren. Des weiteren müssen derartige Meßeinrichtungen natürlich auch mit Strom versorgt werden.
Auch die Schmiermittelversorgung der den Schurren 14, 15 zugeordneten Getriebe, insbesondere dem unteren, der Beschickungsschurre 15 zugeordneten Getriebe ist ein Anliegen der Praxis, um einen dauerhaft funktionssicheren Betrieb zu gewährleisten. Bei der dargestellten Ausführungsform ist innerhalb des Dichtraumes 22 eine Einrichtung 28 zur Versorgung einer integrierten Meßeinrichtung 29 bzw. 30, Schmierstellen, z.B. das untere Getriebe 21, oder dgl. Versorgungsempfängern angeordnet, wobei diese Versorgungseinrichtung 28 durch das obere, der Drehschurre 14 zugeordnete Getriebe 20 angetrieben wird. Im vorliegenden Fall umfaßt die Versorgungseinrichtung 28 einen Dynamo 31 sowie eine Schmiermittel pumpe 32. Sowohl Dynamo als auch Schmiermittelpumpe sind über geeignete Getriebe mit dem der Drehschurre 14 zugeordneten Getriebe 20 verbunden. Diese getriebliche Verbindung ist in der anliegenden Zeichnung mit dem Zahnrad bzw. Ritzel 33 angedeutet.
Des weiteren ist die Schmiermittelversorgung des unteren, der Beschickungsschurre 15 zugeordneten Getriebes 21 aus dem Getriebekasten des oberen Getriebes 20 durch die Versorgungsleitung 34 angedeutet. Diese Versorgungsleitung wird über die Schmiermittel pumpe 32 aus dem Gehäuse 35 des der Drehschurre 14 zugeordneten Getriebes 20 gespeist.
Die Meßeinrichtung 29 bzw. 30 ist an der der Gicht 11 des Hochofens zugewandten Unterseite des Dichtraumes 22 angeordnet, und zwar entweder an einer dort drehbar gelagerten Scheibe 36 oder vorzugsweise an einem mit der drehangetriebenen Beschickungsschurre verbundenen Arm 37. Die Stromversorgung zwischen Dynamo 31 und Meßeinrichtung 29 bzw. 30 ist durch entsprechende Stromleitungen 38 bzw. 39 angedeutet.
Die an der Unterseite des Hitzeschildes 23 drehbar gelagerte Scheibe 36 ist um eine vertikale Achse 40 drehbar gelagert (Pfeil 41). Der Drehantrieb erfolgt entweder über einen an der Innenseite des Hitzeschildes 23 angeordneten Elektromotor, der ebenfalls durch den Dynamo 31 gespeist wird, oder durch eine zusätzliche getriebliche Verbindung mit dem der Drehschurre 14 zugeordneten Getriebe 20. Auch ist eine getriebliche Verbindung zwischen dem der Beschickungsschurre 15 zugeordneten Getriebe 21 und der Drehscheibe 36 denkbar.
Um diese getrieblichen Verbindungen zu vermeiden, ist es natürlich besonders vorteilhaft, die Meßeinrichtung 29 mit der Beschickungsschurre 15 zu koppeln, die ohnehin um die vertikale Achse 17 drehangetrieben ist. In gleicher Weise würde dann die Meßeinrichtung 29 um die Achse 17 drehen, wobei diese Drehbewegung überlagert würde durch die Drehbewegung der Drehschurre 14 um die Mittenachse 16. Damit erhält man eine vollständige Abtastung des Querschnitts der Gicht 11 durch die Meßeinrichtung 29. Ähnlich verhält es sich natürlich auch bei der Meßeinrichtung 30, da die Scheibe 36 sowohl um die Achse 40 als auch zusammen mit dem Hitzeschild 23 um die Achse 16 dreht. Die Meßeinrichtung 30 vollzieht also auch zwei überlagerte Drehbewegungen. Dabei sei hier darauf hingewiesen, daß das Hitzeschild 23 mit der Drehschurre 14 um die vertikale Achse 16 drehbar gelagert ist.
Wie bereits eingangs erwähnt, weist die Meßeinrichtung 29 bzw. 30 IR-Sensoren, Temperatur-Sensoren, Drucksensoren und/oder Radarsonden auf. Mittels dieser Sensoren bzw. Sonden kann das Oberflächenprofil 24 des eingefüllten Materials 25 vollständig abgetastet werden. Auch ist es zusätzlich oder alternativ möglich, Temperatur, Druck, Gaszusammensetzung etc. im Materialbeschickungsraum bzw. in der Gicht 11 festzustellen. Die Stromversorgung der Meßeinrichtung 29 bzw. 30 erfolgt vorzugsweise über eine Pufferbatterie aus den eingangs genannten Gründen.
Die Übertragung der von der Meßeinrichtung 29 bzw. 30 generierten Meßsignale kann drahtlos an eine außerhalb des Ofenkopfes angeordneten Auswerte- und Darstellungseinrichtung erfolgen. Genauso gut ist natürlich auch eine herkömmliche Übertragung der Meßsignale möglich, zumal es ohnehin erforderlich ist, über Kabel die Stromversorgung der Meßeinrichtung vom Dynamo 31 sicherzustellen (Stromleitung 38 bzw. 39).
Es ist erkennbar, daß sowohl die Versorgungseinrichtungen 31, 32 als auch Versorgungsleitungen 34, 38, 39 temperatur- und staubgeschützt angeordnet sind. Dementsprechend zeichnet sich die beschriebene Konstruktion durch eine hohe Funktionssicherheit bei langer Lebensdauer aus. Ein Zugang zur Gicht unterhalb der sogenannten Bühne 42 auf Höhe der Oberseite des Ofenkopfes 10 ist nicht erforderlich. Sämtliche Inspektionen, Austauscharbeiten, Reparaturarbeiten können von der erwähnten Bühne 42 aus erfolgen, und zwar von der Oberseite des Dichtraumes 22 her. Zu diesem Zweck ist im oberen Deckel des Ofenkopfes 10 bzw. des in diesen eingesetzten Dichtraumes 22 eine sogenannte Mannluke vorgesehen, durch die hindurch der Dichtraum 22 zugänglich ist. Wie bereits erwähnt, ist der Dichtraum vor Staub und zu hoher Temperatur aus der Gicht 11 geschützt.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß als Erfindung im vorliegenden Fall auch die Ausbildung des Dichtraumes 22 beansprucht wird, und zwar sowohl unabhängig als auch abhängig von der Versorgungseinrichtung 28. Zur Vorteilhaftigkeit des Dichtraumes 22 als Staub- und Temperaturschutz ist bereits eingangs hingewiesen. Des weiteren ist bereits oben darauf hingewiesen, daß das Hitzeschild 23 zusammen mit der Drehschurre 14 um die vertikale Achse 16 dreht. Zu diesem Zweck ist auch ein Verbindungsgestänge 43 zwischen dem Hitzeschild 23 und einer ebenfalls mit der Drehschurre 14 um die Achse 16 mitdrehenden Ringscheibe 44 vorgesehen. Die Ringscheibe 44 erstreckt sich im Bereich des der Drehschurre 14 zugeordneten Getriebes 20 um die Drehschurre 14 herum. Das Hitzeschild 23 umfaßt auch das der Beschickungsschurre 15 zugeordnete Getriebe 21. Dementsprechend dreht die Beschickungsschurre 15 zusammen mit dem Hitzeschild 23 um die erste vertikale Achse 16 einerseits als auch zusätzlich um die zweite vertikale Achse 17 andererseits. Das Hitzeschild 23 ist randseitig am unteren Öffnungsrand des vorzugsweise zylindrischen Dichtraumes 22 fluiddicht gelagert. Das entsprechende Drehgleitlager ist in der anliegenden Zeichnung mit der Bezugsziffer 45 angedeutet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Energieversorgung der Meßeinrichtung und der Datentransfer von und zu dieser induktiv. Der zugehörige Aufbau ist in Fig. 2 dargestellt. An einer oberen ortsfesten Flanschplatte 46, z.B. der oberen Abdeckung des Ofenkopfes bzw. der sogenannten Gicht ist eine obere Spule 47 angeordnet, die von entsprechenden elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen 48 (im folgenden kurz als Elektronik 48 bezeichnet) mit Energie und/oder Daten versorgt wird. An einem rotierenden Teil (verdeutlicht durch den Pfeil 49) des Ofenkopfes ist eine untere Spule 50 angeordnet, die durch einen Luftspalt von der oberen Spule 47 getrennt ist. Die obere Spule 47, die wie erwähnt von der Elektronik 48 mit Energie und Daten gespeist wird, überträgt die Energie/Daten induktiv auf die untere Spule 50. Die so übertragene Energie/Daten werden als Spannungs- bzw. Energieversorgung für elektrische bzw. elektronische Bauteile 51 (im folgenden kurz als Elektronik 51 bezeichnet) und Sensoren 52, 53 verwendet, die am rotierenden Teil des Ofenkopfes angeordnet sind. Dadurch werden Batterien und/oder Generatoren überflüssig, was den Wartungsaufwand für den Ofenkopf verringert.
Die Meßdaten der Sensoren 52, 53 werden in der Elektronik 51 aufbereitet und induktiv über die untere Spule 50 auf die obere Spule 47 übertragen. Zur Weiterverarbeitung werden sie anschließend an die Elektronik 48 weitergeleitet, die die Daten auswertet und als Standardsignal zur weiteren Verarbeitung nachgeordneten Auswerteeinrichtungen zur Verfügung stellt. In derselben Art und Weise werden Daten von der Elektronik 48 zur Elektronik 51 übertragen, die beispielsweise Anweisungen und Software bzw. Software-Updates für die Sensoren 52, 53 bzw. die Elektronik 51 beinhalten können. Dieser bidirektionale Datenfluß stellt eine hohe Flexibilität der Anlage sicher.
Die obere und die untere Spule 47, 50 sind innerhalb eines Gehäuses 54 angeordnet, welches die Spulen vor der aggressiven Atmosphäre innerhalb der Gicht schützt. An dieser Stelle sei erwähnt, daß das Gehäuse 54 auch den Drehantrieb und/oder die getriebliche Verbindung zwischen dem Drehantrieb und der unteren Spule 50 einschließt (in Fig. 2 nur teilweise dargestellt). Somit sind die vorgenannten Bauteile durch ein Gehäuse geschützt. Auch dieses Gehäuse kann mit Spülgas beaufschlagt werden, um das Innere staubfrei zu halten.
Alternativ ist auch denkbar, daß die einzelnen Komponenten, d.h. die Spulen, der Drehantrieb und/oder die getriebliche Verbindung zwischen Drehantrieb und der unteren Spule 50 jeweils durch gesonderte Gehäuse geschützt sind, falls dies in der jeweiligen Konstruktion des Ofenkopfes einfacher realisierbar ist.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichen:
10
Ofenkopf
11
Ofengefäß (Gicht)
12
Materialbunker
13
Förderanlage
14
Drehschurre
15
Beschickungsschurre
16
Drehachse
17
Drehachse
18
Pfeil
19
Pfeil
20
Getriebe
21
Getriebe
22
Dichtraum
23
Platte bzw. Hitzeschild
24
Oberflächenprofil
25
Material
26
Pfeil
27
Meßlanze
28
Versorgungseinrichtung
29
Meßeinrichtung
30
Meßeinrichtung
31
Dynamo
32
Schmiermittel pumpe
33
Ritzel
34
Schmiermittel-Versorgungsleitung
35
Gehäuse
36
Scheibe
37
Arm
38
Stromleitung
39
Stromleitung
40
Achse
41
Pfeil
42
Bühne
43
Verbindungsgestänge
44
Ringscheibe
45
Drehgleitlager
46
Flanschplatte
47
obere Spule
48
elektrische und elektronische Bauteile
49
Pfeil
50
untere Spule
51
elektrische und elektronische Bauteile
52
Sensor
53
Sensor
54
Gehäuse

Claims (11)

  1. Ofenkopf bzw. Gichtverschluß (11) mit einer Material-Beschickungsvorrichtung, die wenigstens eine um eine vertikale Drehachse (16) drehangetriebene Drehschurre (14) umfaßt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    eine Einrichtung (28) zur Versorgung von im Wirkungsbereich der Drehschurre (14) angeordneten Meßeinrichtungen (29 bzw. 30), Schmierstellen oder dgl. Versorgungsempfängern vorgesehen ist, wobei diese Versorgungseinrichtung (28) durch ein der Drehschurre (14) zugeordnetes Getriebe (20) antreibbar ist.
  2. Ofenkopf (11) mit einer Material-Beschickungsvorrichtung, die eine um eine erste vertikale Drehachse (16) drehangetriebene Drehschurre (14) und eine am Auslaß derselben um eine relativ zur ersten Drehachse (16) seitlich versetzte zweite vertikale Drehachse (17) drehangetriebene Verteiler- bzw. Beschickungsschurre (15) umfaßt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    eine Einrichtung (28) zur Versorgung von im Wirkungsbereich von Drehund/oder Verteilerschurre angeordneten Meßeinrichtungen (29 bzw. 30), Schmierstellen oder dgl. Versorgungsempfängern vorgesehen ist, wobei diese Versorgungseinrichtung (28) durch eines der den beiden Schurren zugeordneten Getriebe (20, 21), insbesondere durch das der Drehschurre (14) zugeordnete Getriebe (20) antreibbar ist.
  3. Ofenkopf, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die der Drehschurre (14) und ggf. Verteilerschurre (15) zugeordneten Getriebe (20, 21) zumindest teilweise gegenüber der Gicht (11) verschlossen ist, wobei der entsprechende Dichtraum (22) mit Spülgas beaufschlagt sein kann, und daß sich die Versorgungseinrichtung in dem vorgenannten Dichtraum (22) befindet.
  4. Ofenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Versorgungseinrichtung (28) ein eine Meßeinrichtung (29 bzw. 30) mit Strom versorgender Dynamo (31) und/oder eine Schmiermittelpumpe (32) ist, die die beiden Getriebe (20, 21), insbesondere das tiefer gelegene, der Beschickungsschurre (15) zugeordnete Getriebe (21) aus dem Gehäuse (35) des höher gelegenen, der Drehschurre (14) zugeordneten Getriebes (20) mit Schmiermittel versorgt.
  5. Ofenkopf, insbesondere nach Anspruch 2, 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Meßeinrichtung (29 bzw. 30) an der der Gicht (11) des Hochofens zugewandten Unterseite des Dichtraumes (22) angeordnet ist, insbesondere an einem bzw. einer drehbar gelagerten Arm oder Scheibe (36), vorzugsweise an einem mit der drehangetriebenen Beschickungsschurre (15) verbundenen Ausleger bzw. Arm (37).
  6. Ofenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Meßeinrichtung (29 bzw. 30) IR-Sensoren, Temperatur-Sensoren und/oder Radarsonden aufweist, die zur Messung des Oberflächenprofils (24) des eingefüllten Materials (25) und/oder zur Messung von Temperatur, Druck, Gaszusammensetzung oder dgl. im Materialbeschickungsraum bzw. in der Gicht dienen.
  7. Ofenkopf nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Stromversorgung der Meßeinrichtung (29 bzw. 30) über eine Pufferbatterie erfolgt.
  8. Ofenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Übertragung der von der Meßeinrichtung (29 bzw. 30) generierten Meßsignale drahtlos an eine außerhalb des Ofenkopfes (11) angeordnete Auswerteund Darstellungseinrichtung (Monitor) erfolgt.
  9. Ofenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Energieversorgung der und/oder die Datenübertragung von und zur Meßeinrichtung induktiv erfolgt.
  10. Ofenkopf nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    an einer ortsfesten Flanschplatte einerseits und einem rotierenden Teil des Ofenkopfes andererseits jeweils Spulen (47, 50) angeordnet sind, die durch einen Luftspalt voneinander getrennt sind und jeweils mit elektrischen und /oder elektronischen Bauteilen (48, 51) in Verbindung stehen.
  11. Ofenkopf nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Spulen (47, 50) innerhalb eines Gehäuses (54) angeordnet sind, welches die Spulen sowie ggf. den Drehantrieb und/oder die getriebliche Verbindung zwischen Drehantrieb und Spule (50) vor der aggressiven Atmosphäre innerhalb der Gicht schützt.
EP04012110A 2003-06-20 2004-05-21 Ofenkopf bzw. Gichtverschluss Withdrawn EP1493827A1 (de)

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