EP1496127A2 - Vorrichtung zum Verschliessen oder Öffnen einer Bodenöffnung eines Materialbunkers für einen Hochofen - Google Patents

Vorrichtung zum Verschliessen oder Öffnen einer Bodenöffnung eines Materialbunkers für einen Hochofen Download PDF

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EP1496127A2
EP1496127A2 EP04012112A EP04012112A EP1496127A2 EP 1496127 A2 EP1496127 A2 EP 1496127A2 EP 04012112 A EP04012112 A EP 04012112A EP 04012112 A EP04012112 A EP 04012112A EP 1496127 A2 EP1496127 A2 EP 1496127A2
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flap plate
pivot
pivot arm
closed
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Franz-Josef Dipl.Ing Irnich
Arno Dipl.Ing. Korbmacher
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    • F27B1/20—Arrangements of devices for charging
    • 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
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    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/10—Charging directly from hoppers or shoots
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    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/10—Charging directly from hoppers or shoots
    • F27D2003/105—Charging directly from hoppers or shoots using shutters

Definitions

  • the invention relates to a device for closing or opening an opening, especially filling and bottom opening of one above the gout of a blast furnace arranged material bunker, with a connectable with a drive flap plate.
  • the present invention is therefore based on the object, a device of to create the aforementioned type, the much more compact, especially lower and is nevertheless functionally reliable.
  • the core of the present invention is therefore that the flap plate on two pivotally mounted about two mutually parallel pivot axes Swivel arms are articulated in such a way that they are perpendicular to the Swivel axes of the two pivot arms lying edge regions of the flap plate when moving the same from the closed to the open position and vice versa moving along oppositely directed curved paths.
  • the flapper will be when moving from the closed to the open position initially lifted from the opening. This lift-off movement is superimposed by a lateral shift and Tilting movement of the plate, leaving the plate completely out of the opening area is moved out without being with the full diameter perpendicular to the opening plane stands. In this way, a higher degree of filling below the opening possible without the risk of a collision between bulk material and flap plate consists.
  • the pivot arms are dimensioned and on the flap plate hinged that the flap plate in open position at the first Swivel arm facing side of the opening outside the same with the Opening facing away from the side down obliquely.
  • the flap plate In this end position the flap plate is located outside the opening substantially above the same, in particular above the opening pivoting range.
  • the flap plate in the reverse direction in and swung on the opening.
  • the aforementioned multiple superimposed tilt-translational movement of the flap plate is preferably achieved in that the one swivel arm in the edge region the hinged plate is hinged, while the other arm in the manner of a Crankshaft is formed with a Kröpfungsabêt, where the second linkage the flap plate is done, and that is structurally particularly advantageous to the the opening facing away from the flap.
  • the pivot axis of the second Schwenkarmes extends approximately in the plane of the opening to be closed, during the Kröpfungsabêt - as already mentioned - preferably at the Opening turned away side of the flap plate is hinged.
  • Swivel arm and its linkage gives the desired tilting movement of the flap plate about a spatial axis, which is parallel to the pivot axes the two pivot arms extends and at the same time in the space along a relative moved to the longitudinal axis of the opening to be closed tilted bow, wherein the End points of this movement are defined by the closed position of the flap plate on the one hand and its open position on the other.
  • the first pivot arm at a point above the Opening facing edge of the flap plate is articulated. This can be this point of articulation be placed a little closer to the opening edge.
  • the peripheral edge of the flapper plate defines either a circle, an ellipse or a polygon, i. Three, four, six or octagon.
  • FIGS 1 to 3 show a butterfly valve with flap plate 10 in association with a bottom opening 11 of a material bunker 12, which is above the gout of a blast furnace can be arranged. Specifically, it is about the flow of bulk material through the bottom opening 11 with the butterfly valve open.
  • the flap plate 10 and the associated opening edge are designed so that when the flap door closed ordered opening edge are designed so that when the flap door closed a gas-tight closure of the bottom opening 11 is ensured.
  • FIG. 3 reveals the flap plate 10 of the butterfly valve at two about two mutually parallel pivot axes 13, 14 pivoted pivot arms 15, 16 hinged, in such a way that on a perpendicular to the pivot axes 13, 14 of the two pivot arms 15, 16 lying edge regions of the flap plate 10 during movement of the same the closing in the open position and vice versa directed longitudinally opposite Arch paths 23, 24 move, as shown in FIG. 3 reveals.
  • the one Swivel arm 15 is articulated in the edge region of the flap plate 10 17, during the another pivot arm 16 in the manner of a crankshaft with a Kröpfungsabêt 19th is formed, on which the second articulation 18 of the flap plate 10 takes place.
  • at the first and second links 17 and 18 are also pivot bearings with parallel to the pivot axes 13, 14 extending pivot axes.
  • the pivot axis 14 of the second pivot arm 16 extends, as shown in FIG. 1 recognize leaves, approximately in the plane of the opening to be closed 11.
  • the Kröpfungsabêt 19 of the second pivot arm 16 is facing away from the opening 11 Side of the flap plate 10 hinged. This gives you when pivoting the two pivot arms 15, 16, the above-described movement path of the flap plate 10 according to FIG. 3, when this from the closed to the open position or is moved in reverse.
  • the first pivot arm 15 is, as can likewise be seen from FIG. and mounted outside the opening to be closed 11 pivotally (Pivot axis 13). In a corresponding manner, the first pivot arm 15 is at a Point 17 hinged above the opening facing edge of the flap plate 10. This is a collision-free movement of the flap plate 10 relative to Edge of the bottom opening 11 in a confined space, i. achieved in a compact design.
  • the second pivot arm 16 with a be coupled not shown drive This is shown in Fig. 2 by the double arrow 20 indicated.
  • the peripheral edge of the flap plate 10 is circular.
  • pivot arms 15, 16 are dimensioned and are hinged to the flap plate 10, that these in the open position at the first Swivel arm 15 facing side of the opening 11 is outside the same with the opening facing away from the side downwards obliquely, as well as this Fig. 3 shows.
  • This ensures that on the one hand the flap plate completely moved out of the flow path of bulk material through the opening 11 therethrough is in a position laterally of this opening and substantially above it. Furthermore, it is ensured that no deposits on the flap plate can form. Any solid particles fall from the obliquely tilted flap plates in the opening state from this downwards.
  • FIG. 3 shows that by the superimposed pivoting movements of the flap plate from the opening area out this not very far to bottom out with the result that the bulk goods height brought closer to the opening 11 can be, without a risk of collision between bulk material and Flap dish exists.
  • the described construction is also suitable for a tandem floor opening in a material bunker above the gout of a blast furnace. It is suitable also for all other bottom openings through which bulk goods are transported shall be.
  • the swing radius of the first Schwenkarmes 15 is indicated in Fig. 1 by the reference numeral 21, during the Pivoting radius of the second crank pivot arm 16 in Fig. 1 with the reference numeral 22 is indicated.
  • the first swing radius is determined by the length of the first Schwenkarmes 15 and the second pivot radius 22 by the Kurbelarmin of second pivot arm 16 predetermined.

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Abstract

Vorrichtung zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung, insbesondere Füll- oder Bodenöffnung (11) eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers (12), mit einem mit einem Antrieb verbindbaren Klappenteller (10). Der Klappenteller (10) ist an zwei um zwei sich parallel zueinander erstreckenden Schwenkachsen (13, 14) schwenkbar gelagerten Schwenkarmen (15, 16) angelenkt, und zwar derart, dass die auf einer Senkrechten zu den Schwenkachsen (13, 14) der beiden Schwenkarme (15, 16) liegenden Randbereiche des Klappentellers (10) bei Bewegung derselben aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt sich längs entgegengesetzt gerichtetes Bogenbahnen (23, 24) bewegen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung, insbesondere Einfüllung und Bodenöffnung eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers, mit einem mit einem Antrieb verbindbaren Klappenteller.
Herkömmlich werden Absperrklappen um eine Schwenkachse aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt verschwenkt, wobei die Schwenkachse mit einem hand- oder elektromotorischen Antrieb koppelbar ist. Um die Materialströmung durch die geöffnete Öffnung hindurch durch den Klappenteller nicht unnötig zu beeinträchtigen, ist der Klappenteller in der Regel an einem Klappenrand angelenkt. Dann kann der Klappenteller in Offenstellung die Strömungsöffnung im wesentlichen vollständig freigeben. Nachteilig ist bei dieser Ausführungsform jedoch, dass der Klappenteller relativ weit von der Öffnung weg schwenkt. Handelt es sich um eine Bodenöffnung, muß diese relativ hoch über dem Schüttgut angeordnet sein, um eine Kollision zwischen Schüttgut und Klappenteller zu vermeiden. Bei Hochöfen bedeutet dies zusätzliche Höhe des Materialbunkers mit entsprechend höheren Baukosten für diesen und auch die Material-Fördereinrichtung, die entsprechend höher gebaut werden muß.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die wesentlich kompakter, vor allem niedriger und dennoch funktionssicher ausgebildet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Patentanspruches 1 gelöst.
Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt also darin, dass der Klappenteller an zwei um zwei sich parallel zueinander erstreckenden Schwenkachsen schwenkbar gelagerten Schwenkarmen angelenkt ist derart, dass die auf einer Senkrechten zu den Schwenkachsen der beiden Schwenkarme liegenden Randbereiche des Klappenteller bei Bewegung derselben aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt sich längs entgegengesetzt gerichteter Bogenbahnen bewegen. Der Klappenteller wird bei Bewegung aus der Schließ- in die Offenstellung zunächst von der Öffnung abgehoben. Diese Abhebebewegung wird überlagert durch eine seitliche Verlagerung und Kippbewegung des Tellers, so dass der Teller vollständig aus dem Öffnungsbereich herausbewegt wird, ohne dass er mit dem vollen Durchmesser senkrecht zur Öffnungsebene steht. Auf diese Weise ist ein höherer Füllgrad unterhalb der Öffnung möglich, ohne dass die Gefahr einer Kollision zwischen Schüttgut und Klappenteller besteht. Vorzugsweise sind die Schwenkarme derart dimensioniert und an dem Klappenteller angelenkt, dass der Klappenteller in Offenstellung an der dem ersten Schwenkarm zugekehrten Seite der Öffnung sich außerhalb derselben mit der der Öffnung abgekehrten Seite nach unten gerichtet schräg erstreckt. In dieser Endstellung befindet sich der Klappenteller außerhalb der Öffnung im wesentlichen oberhalb derselben, insbesondere oberhalb des Öffnungs-Schwenkbereiches. Beim Schließvorgang aus der Offenstellung wird der Klappenteller in umgekehrter Richtung in und auf die Öffnung geschwenkt.
Die vorgenannte mehrfach überlagerte Kipp-Translations-Bewegung des Klappentellers wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass der eine Schwenkarm im Randbereich des Klappentellers angelenkt ist, während der andere Schwenkarm nach Art einer Kurbelwelle mit einem Kröpfungsabschnitt ausgebildet ist, an dem die zweite Anlenkung des Klappentellers erfolgt, und zwar bautechisch besonders vorteilhaft an der der Öffnung abgewandten Seite der Klappe. Die Schwenkachse des zweiten Schwenkarmes erstreckt sich etwa in der Ebene der zu verschließenden Öffnung, während der Kröpfungsabschnitt - wie bereits erwähnt - vorzugsweise an der der Öffnung abgekehrten Seite des Klappentellers angelenkt ist. Durch den derart ausgebildeten Schwenkarm und dessen Anlenkung erhält man die gewünschte Kippbewegung des Klappentellers um eine Raumachse, die sich parallel zu den Schwenkachsen der beiden Schwenkarme erstreckt und zugleich im Raum längs eines relativ zur Längsachse der zu verschließenden Öffnung gekippten Bogens bewegt, wobei die Endpunkte dieser Bewegung definiert sind durch die Schließstellung des Klappentellers einerseits und dessen Offenstellung andererseits.
Um eine Kollision zwischen Klappenteller und Öffnungsrand zu vermeiden, ist es besonders zweckmäßig, wenn der erste Schwenkarm an einem Punkt oberhalb des der Öffnung zugekehrten Randes des Klappentellers angelenkt ist. Damit kann dieser Anlenkpunkt etwas näher an den Öffnungsrand gelegt werden.
Um den Klappenteller aus der Schließ- in die Offenstellung oder umgekehrt zu bewegen, kann entweder der erste oder der zweite Schwenkarm mit einem Antrieb, insbesondere elektromotorischen Antrieb koppelbar sein.
Der Umfangsrand des Klappentellers definiert entweder einen Kreis, eine Ellipse oder ein Vieleck, d.h. Drei-, Vier-, Sechs- oder Achteck.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in
Fig. 1
eine einer Bodenöffnung zugeordnete Absperrklappe in Schließund teilweiser Offenstellung, jeweils in schematischer Seitenansicht;
Fig. 2
die Schwenkkonstruktion der Klappe gemäß Fig. 1 in schematischer Draufsicht; und
Fig. 3
die Darstellung des Bewegungsablaufes eines Klappentellers der Absperrklappe gemäß Fig. 1 aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt, in schematischer Seitenansicht.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine Absperrklappe mit Klappenteller 10 in Zuordnung zu einer Bodenöffnung 11 eines Materialbunkers 12, der oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordnet sein kann. Konkret geht es um den Durchfluß von Schüttgut durch die Bodenöffnung 11 bei geöffneter Absperrklappe. Der Klappenteller 10 und der zugeordnete Öffnungsrand sind so ausgelegt, dass bei geschlossenem Klappenteller geordnete Öffnungsrand sind so ausgelegt, dass bei geschlossenem Klappenteller ein gasdichter Verschluß der Bodenöffnung 11 sichergestellt ist. Wie insbesondere die Figuren 1 und 2 sehr gut erkennen lassen, ist der Klappenteller 10 der Absperrklappe an zwei um zwei sich parallel zueinander erstreckenden Schwenkachsen 13, 14 schwenkbar gelagerten Schwenkarmen 15, 16 angelenkt, und zwar derart, dass die auf einer Senkrechten zu den Schwenkachsen 13, 14 der beiden Schwenkarme 15, 16 liegenden Randbereiche des Klappentellers 10 bei Bewegung derselben aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt sich längs entgegengesetzt gerichtetes Bogenbahnen 23, 24 bewegen, so wie dies Fig. 3 erkennen läßt. Der eine Schwenkarm 15 ist im Randbereich des Klappentellers 10 angelenkt 17, während der andere Schwenkarm 16 nach Art einer Kurbelwelle mit einem Kröpfungsabschnitt 19 ausgebildet ist, an dem die zweite Anlenkung 18 des Klappentellers 10 erfolgt. Bei der ersten und zweiten Anlenkung 17 und 18 handelt es sich ebenfalls um Schwenklager mit sich parallel zu den Schwenkachsen 13, 14 erstreckenden Anlenkachsen.
Die Schwenkachse 14 des zweiten Schwenkarmes 16 erstreckt sich, wie Fig. 1 erkennen läßt, etwa in der Ebene der zu verschließenden Öffnung 11. Der Kröpfungsabschnitt 19 des zweiten Schwenkarmes 16 ist an der der Öffnung 11 abgekehrten Seite des Klappentellers 10 angelenkt. Damit erhält man beim Verschwenken der beiden Schwenkarme 15, 16 die oben beschriebene Bewegungsbahn des Klappentellers 10 entsprechend Fig. 3, wenn diese aus der Schließ- in die Offenstellung bzw. umgekehrt bewegt wird.
Der erste Schwenkarm 15 ist, wie ebenfalls der Fig. 1 entnommen werden kann, ober- und außerhalb der zu verschließenden Öffnung 11 verschwenkbar gelagert (Schwenkachse 13). In entsprechender Weise ist der erste Schwenkarm 15 an einem Punkt 17 oberhalb des der Öffnung zugekehrten Randes des Klappentellers 10 angelenkt. Damit wird eine kollisionsfreie Bewegung des Klappentellers 10 relativ zum Rand der Bodenöffnung 11 auf engstem Raum, d.h. bei kompakter Bauweise erzielt.
Bei der dargestellten Ausführungsform soll der zweite Schwenkarm 16 mit einem nicht näher dargestellten Antrieb gekoppelt sein. Dieser ist in Fig. 2 durch den Doppelpfeil 20 angedeutet.
Entsprechend Fig. 2 ist der Umfangsrand des Klappentellers 10 kreisförmig ausgebildet.
Schließlich sei noch erwähnt, dass die Schwenkarme 15, 16 derart dimensioniert und an dem Klappenteller 10 angelenkt sind, dass diese in Offenstellung an der dem ersten Schwenkarm 15 zugekehrten Seite der Öffnung 11 sich außerhalb derselben mit der der Öffnung abgekehrten Seite nach unten gerichtet schräg erstreckt, sowie dies Fig. 3 zeigt. Damit ist sichergestellt, dass zum einen der Klappenteller vollständig aus dem Strömungspfad von Schüttgut durch die Öffnung 11 hindurch herausbewegt ist in eine Stellung seitlich dieser Öffnung und im wesentlichen oberhalb derselben. Des weiteren ist sichergestellt, dass sich an dem Klappenteller keine Ablagerungen bilden können. Etwaige Feststoffpartikel fallen von der schräg gekippten Klappenteller im Öffnungszustand von dieser nach unten ab.
Schließlich zeigt insbesondere Fig. 3, dass durch die überlagerten Schwenkbewegungen des Klappentellers aus dem Öffnungsbereich heraus diese nicht sehr weit nach unten ausschlägt mit der Folge, dass die Schüttguthöhe näher an die Öffnung 11 herangebracht werden kann, ohne dass eine Kollisionsgefahr zwischen Schüttgut und Klappentellers besteht.
Selbstverständlich eignet sich die beschriebene Konstruktion auch für eine Tandem-Bodenöffnung in einem Materialbunker oberhalb der Gicht eines Hochofens. Sie eignet sich auch für alle anderen Bodenöffnungen, durch die hindurch Schüttgut transportiert werden soll.
Wie die obige Beschreibung des Ausführungsbeispieles zeigt, handelt es sich bei den Schwenkachsen 13, 14 um stationäre Achsen, während die Anlenkachsen 17, 18 am Klappenteller mit dieser mitbewegt werden. Diese Achsen sind also bewegliche Achsen. Durch diese Kombination läßt sich die gewünschte kollisionsfreie Bewegung der Klappentellers auf engstem Raum bewerkstelligen. Der Schwenkradius des ersten Schwenkarmes 15 ist in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 21 gekennzeichnet, während der Schwenkradius des zweiten Kurbel-Schwenkarmes 16 in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 22 angedeutet ist. Der erste Schwenkradius ist durch die Länge des ersten Schwenkarmes 15 und der zweite Schwenkradius 22 durch die Kurbelarmlänge des zweiten Schwenkarmes 16 vorgegeben.
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
Klappenteller einer Absperrklappe
11
Bodenöffnung
12
Materialbunker
13
Schwenkachse
14
Schwenkachse
15
Schwenkarm
16
Schwenkarm
17
Anlenkung
18
Anlenkung
19
Kröpfungsabschnitt
20
Antrieb
21
Schwenkradius
22
Schwenkradius
23
Bogenbahn
24
Bogenbahn

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung, insbesondere Bodenöffnung (11) eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers (12), mit einem mit einem Antrieb koppelbaren Klappenteller (10),
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Klappenteller (10) an zwei um sich parallel zueinander erstreckenden Schwenkachsen (13, 14) schwenkbar gelagerten Schwenkarmen (15, 16) angelenkt ist, derart, dass die auf einer Senkrechten zu den Schwenkachsen (13, 14) der beiden Schwenkarme (15, 16) liegenden Randbereiche des Klappentellers (10) bei Bewegung derselben aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt sich längs entgegengesetzt gerichtetes Bogenbahnen (23, 24) bewegen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der eine Schwenkarm (15) im Randbereich des Klappentellers (10) angelenkt (Anlenkung 17) ist, während der andere Schwenkarm (16) nach Art einer Kurbelwelle mit einem Kröpfungsabschnitt (19) ausgebildet ist, an dem die zweite Anlenkung (18) des Klappentellers (10) erfolgt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Schwenkachse (14) des zweiten Schwenkarmes (16) sich etwa in der Ebene der zu verschließenden Öffnung (11) erstreckt, während der Kröpfungsabschnitt (19) desselben an der der Öffnung (11) abgekehrten Seite des Klappentellers (10) angelenkt ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der erste Schwenkarm (15) ober- und außerhalb der zu verschließenden Öffnung (11) verschwenkbar gelagert ist (Schwenkachse 13).
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der erste Schwenkarm (15) an einem Punkt (17) oberhalb des der Öffnung (11) zugekehrten Randes des Klappentellers (10) angelenkt ist (Anlenkung 17).
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    entweder der erste (15) oder der zweite (16) Schwenkarm mit einem Antrieb (20) koppelbar ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Umfangsrand des Klappentellers (10) entweder einen Kreis, eine Ellipse oder ein Vieleck definiert.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Schwenkarme (15, 16) derart dimensioniert und am Klappenteller (10) angelenkt sind, dass der Klappenteller (10) in Offenstellung an der dem ersten Schwenkarm (15) zugekehrten Seite der Öffnung (11) sich außerhalb derselben mit der der Öffnung abgekehrten Seite nach unten gerichtet schräg erstreckt.
EP04012112A 2003-06-17 2004-05-21 Vorrichtung zum Verschliessen oder Öffnen einer Bodenöffnung eines Materialbunkers für einen Hochofen Expired - Lifetime EP1496127B1 (de)

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EP1496127A3 EP1496127A3 (de) 2005-10-12
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