EP1687577B1 - Chargiervorrichtung, insbesondere chargiergutvorwärmer - Google Patents

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EP1687577B1
EP1687577B1 EP04803263A EP04803263A EP1687577B1 EP 1687577 B1 EP1687577 B1 EP 1687577B1 EP 04803263 A EP04803263 A EP 04803263A EP 04803263 A EP04803263 A EP 04803263A EP 1687577 B1 EP1687577 B1 EP 1687577B1
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EP
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charging
shaft
charging device
opening
pusher
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EP04803263A
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Gerhard Fuchs
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Fuchs Technology AG
Original Assignee
Fuchs Technology AG
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Publication date
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    • F27D13/00—Apparatus for preheating charges; Arrangements for preheating charges
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    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/06—Charging or discharging machines on travelling carriages
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    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/18—Arrangements of devices for charging
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    • F27D13/002—Preheating scrap
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    • F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/18—Arrangements of devices for charging
    • F27B3/183—Charging of arc furnaces vertically through the roof, e.g. in three points
    • F27B3/186—Charging in a vertical chamber adjacent to the melting chamber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S266/00—Metallurgical apparatus
    • Y10S266/901—Scrap metal preheating or melting

Definitions

  • the invention relates to a charging device for charging batch material into a melting vessel, comprising a shaft, with shaft walls held in a frame construction, a lower shaft bottom, an upper inlet opening for charging material, a discharge opening for charging material in a side wall in the lower region of the shaft, a slide, with an upper side, a lower side, an end face extending transversely to the direction of displacement, and two side surfaces running parallel to the direction of displacement, resting with its underside on the upper side of said shaft bottom between a retracted, first position releasing the shaft bottom and an exit opening in the direction of said shaft bottom advanced, second position, by means of a first actuating device for batchwise transport of charging material located in the shaft to and from said outlet opening is displaceable.
  • the invention relates to a Chargiergutvor lockerr trained charging device of the type mentioned, in which the material to be charged by preheating by flowing hot gases, especially hot exhaust gases from the furnace to be charged, is preheated.
  • Trained as Chargiergutvorowskir charging device of this kind is, for example, by the JP 7-180975 A known.
  • the object of the invention is to provide a charging device of the abovementioned type in such a way that charging material of the most varied sizes, such as heavy and light scrap, can be transported to and from the outlet opening by means of the slide while avoiding the abovementioned problems, that is to say without disturbances and blockages. In particular, this should also be ensured in the case of a charging device designed as a charging material preheater
  • the side surfaces of the substantially parallelepiped slider from the top to the bottom of the slider are convergent and it is the actuator for this slide in a frame construction mounted pivotably about a horizontal axis.
  • the upper boundary of the discharge opening for charging material is formed by a horizontal, rotatably mounted roller.
  • This directs the charging material around the edge, so that it can not get stuck here.
  • the roller is preferably mounted pivotably about a horizontal axis and can be pressed down by means of an actuating device. This allows the roller against its own weight or a compressive force to swerve upward and thereby increase the outlet opening in height.
  • By driving elements on the peripheral surface of the roller ensures that the exiting charging material entrains the peripheral surface of the roller and rolls without relative movement to this on the roller surface.
  • the shaft walls of the interior of the shaft of the Chargiergutvorowskirs in particular in the lower region, formed in horizontal section rectangular.
  • an approximately cuboid slide which extends laterally to the walls by means of a stroke, a relatively large amount of the Chargiergutvor lockerr.
  • a lateral connection to a melting vessel may be provided at the outlet opening a surrounding approach with a flange or in the form of a sleeve which allows a gas-tight connection with the charging opening of the melting vessel, which is preferably provided laterally in the upper vessel of the melting vessel.
  • the charging device is horizontally movable and has for this purpose either a chassis or a roller bearing.
  • a socket connection is particularly advantageous, because in this way a fast connection to the vessel and separation from the vessel is possible, which appears to be advantageous in particular in a tiltable vessel of an electric arc furnace as a melting vessel.
  • the melting furnace preferably has an oval vessel, the charging opening to be connected to the outlet opening of the charging device being provided in a longitudinal side of the oval.
  • the mechanically stressed parts of the shaft and / or slide are preferably formed of juxtaposed, connected to a construction unit steel billet sections.
  • a tight connection of the juxtaposed steel billet sections is preferably achieved by interposed steel rod sections which lie against the thermally and mechanically stressed side of the construction unit and which allow a certain elasticity across the steel billets and good cooling capability by spray cooling from the opposite side.
  • the steel billet sections should be arranged vertically in the wall regions of the shaft.
  • shaft-shaped charge material preheater 1 for preheating charge material to be charged into a melting vessel contains a shaft 2 with shaft walls 4, 5, 6 and 7 held in a frame structure 3. Furthermore, a lower shaft bottom 8 and an upper inlet opening 9 for charging goods Cover 10 (s. Fig. 2 ) is closable.
  • left side wall 4 provided an outlet opening 11 for charging, which simultaneously forms a gas inlet for a heating gas for heating loading material located in the shaft.
  • a gas outlet 12 is present.
  • the Chargiergutvor lockerr further includes a slider 13 which in the Fig. 3 to 5 partially and in different, enlarged views.
  • the slider 13 has an upper side 14, a lower side 15, an end face 16 running transversely to the direction of displacement, and two side surfaces 17 and 18 extending parallel to the direction of displacement.
  • the slider 13 is resting with its underside 15 on the upper side 19 of the shaft bottom 8, between a the shaft bottom within the shaft walls releasing, retracted, first position (not shown) and one in the direction of the outlet opening eleventh advanced, second position (in the Fig. 1 and 2 shown) displaceable. So that the slider 13 is also guided in the retracted first position, the shaft bottom 8 is extended beyond the rear wall of the shaft 6 with respect to the outlet opening 11.
  • the forward and backward sliding of the slide 13 is effected by a first actuating device 20, which in the case shown in the form of two linear actuators, each of a lifting cylinder 21 and a lifting rod 22, is formed.
  • the first actuator 20 is pivotally mounted in the frame structure 3 about a horizontal axis.
  • pivot bearings 23 are provided for each of the lifting cylinders 21 on the frame 3.
  • the lifting rods 22 are also pivotally connected via horizontal pin 24 with the slider 13. This gives the slider in the forward and backward movement the necessary mobility to avoid jamming.
  • the top 19 of the shaft bottom 8 is preferably formed sloping down to the outlet opening 11 of the shaft 2.
  • An inclination angle of 15 degrees to the horizontal has proven to be advantageous.
  • the angle of inclination should not be greater than 45 degrees, because otherwise the required blocking of the Chargiergutaustrags is no longer given and uncontrolled leaving the outlet opening 11.
  • the convergence angle ⁇ (see Fig. 5 ) of the converging side surfaces 17, 18 of the slider 13 with respect to the horizontal is preferably between 45 degrees and 75 degrees. Be particularly advantageous about 60 degrees have been found.
  • the upper boundary is formed by a horizontal, rotatably mounted roller 26.
  • the roller is about a fixed horizontal axis 27 (see Fig. 6 )
  • Fig. 6 shows the left pivot lever 29 of Fig. 1 in a view from the left.
  • the second actuator 28 is in the present case, as well as the first actuator 21, in the form of two linear drives, with which the roller 26 by means of the roller associated with the pivot lever 29 about the axes 27 which are aligned, is pivotable.
  • the roller 26 has distributed on its peripheral surface driver elements 30, which are formed in the present case as parallel to the axial direction of the roller driving ribs.
  • the driver hooked on the transported Good and it is the freely rotating roller 26 taken.
  • the roller could also be designed drivable in order to convey the material positively in the region of the upper edge of the outlet opening 11. In this case, the rotational movement of the roller 26 should be synchronized with the pushing movement of the slider 13.
  • the charging device designed as charging material preheater is preferably intended for preheating charging goods to be charged into a melting vessel, in particular into the vessel of an electric arc furnace.
  • a melting vessel in particular into the vessel of an electric arc furnace.
  • the connection between Chargiergutvorebenr and the melting vessel can be solved quickly so that when tilting the vessel of the charging material preheater must not be tipped.
  • the hot exhaust gas of the electric arc furnace without significant losses through the outlet opening 11 for the charging material, which serves as a gas inlet, introduced into the shaft 2 and can be derived by flowing through the heated charge by the upper gas outlet 12 again.
  • FIG. 2 Such a connection between the Chargiergutvor lockerr 1 and a tiltable vessel 31 of an electric arc furnace is shown.
  • the upper, usually made of water-cooled wall elements existing part of the vessel 31 is provided with a rectangular inlet opening 32 for charging.
  • the vessel 31 is oval in plan view, so that it is easier to provide here a rectangular inlet opening 32.
  • a surrounding approach 33 is provided for connection to serving as a charging opening 32 of the melting vessel.
  • the approach is in the form of a sleeve whose outer contour is adapted for insertion into the charging opening 32 at its inner contour.
  • the Chargiergutvor lockerr 1 is designed to be displaceable.
  • the frame 3 is on rollers 34 horizontally in a direction transverse to the tilting direction of Melting vessel 31 movable.
  • the Chargiergutvor lockerr invention is suitable for high mechanical stresses.
  • mechanically highly stressed parts of the shaft 2 and / or slide 13 are arranged side by side and formed into a construction unit 40 of steel billet sections 41.
  • Such a construction unit is in the FIGS. 7 and 8 shown in a front view and a top view.
  • the steel billet portions 41 are welded together at the edges 42, which are located on the mechanically stressed side of the construction unit 40 by interposed steel rod sections 43, these Stahlstangenab sections are preferably formed of round steel.
  • the inner sides of the shaft walls 4, 5, 6 and 7, the upper side of the shaft bottom 19 in the region of the shaft or the front side 16 of the slider and partly the adjoining top side of the slider 13 are subjected to heavy mechanical stress in the described charge material preheater.
  • Preferred cross-sectional dimensions of steel billets offered on the steel market for making the steel billet sections are 100mmx100mm.
  • the diameter of the round bar sections 43 is preferably one-fifth of the cross-sectional side dimensions of the steel billets, in the present case about 20 mm.
  • a required cooling of the shaft walls is advantageously carried out in this embodiment by a spray cooling, i. via spray nozzles which are mounted in the frame construction 3. Since the cooling takes place on the side of the construction unit opposite the steel rod sections, the billet sections 41 can also be cooled via their intermediate spaces formed between the interposed steel rod sections 43 between adjacent billet sections.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Chargiervorrichtung zum Chargieren von Chargiergut in ein Schmelzgefäß, enthaltend einen Schacht, mit in einer Rahmenkonstruktion gehaltenen Schachtwänden, einem unterem Schachtboden, einer oberen Eintrittsöffnung für Chargiergut, einer Austrittsöffnung für Chargiergut in einer Seitenwand im unteren Bereich des Schachtes, einen Schieber, mit einer Oberseite, einer Unterseite, einer quer zur Verschieberichtung verlaufenden Stirnseite und zwei parallel zur Verschieberichtung verlaufenden Seitenflächen, der mit seiner Unterseite auf der Oberseite des genannten Schachtbodens aufliegend zwischen einer, den Schachtboden freigebenden, zurückgezogenen, ersten Position und einer in Richtung der genannten Austrittsöffnung vorgeschobenen, zweiten Position, mittels einer ersten Betätigungsvorrichtung zum schubweisen Transportieren von im Schacht befindlichen Chargiergut zur und aus der genannten Austrittsöffnung verschiebbar ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine als Chargiergutvorwärmer ausgebildete Chargiervorrichtung der genannten Art, bei der das zu chargierende Material durch hindurchströmende Heizgase, insbesondere heiße Abgase aus dem zu chargierenden Schmelzofen, vorerhitzt wird.
  • Eine als Chargiergutvorwärmer ausgebildete Chargiervorrichtung dieser Art ist beispielsweise durch die JP 7-180975 A bekannt geworden.
  • Bei solchen Chargiervorrichtungen entstehen Probleme, wenn Chargiergut stark schwankender Größe, wie in Form von Spänen, Eisenbahnschienen, Motorblöcken, etc. beim Chargieren von Stahlschrott, ohne vorherige Sortierung im Chargiergutvorwärmer erhitzt und dann schubweise zur Austrittsöffnung gefördert und in ein Schmelzgefäß chargiert werden sollen. Es kommt bei dem mittels eines Linearantriebs starrer Führung hin und her bewegten Schieber leicht zu Verklemmungen mit kleineren Schrottteilchen. Außerdem werden beim Vorschieben des Schiebers aus der zurückgezogenen, den Schachtboden freigebenden Position in Richtung der Austrittsöffnung, insbesondere wenn der Schieber nicht zu flach ausgebildet ist, sperrige Chargiergutteile gegen die obere Kante der Austrittsöffnung des Schachtes gedrückt, die dann den Transportvorgang stören. Die Störanfälligkeit beim Materialtransport wird zwar bei dem bekannten Chargiergutvorwärmer dadurch etwas vermindert, dass in zwei Ebenen Sperrorgane vorgesehen sind, durch die die Chargiergutsäule in kleinere Mengen unterteilt ausgetragen werden kann. Solche Sperrorgane sind aber aufwendig und außerdem gegenüber einer Stossbeanspruchung beim Einbringen von Schwerschrott in den Chargiergutvorwärmer anfällig.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Chargiervorrichtung der obengenannten Art so auszugestalten, dass Chargiergut unterschiedlichster Größe, wie Schwer- und Leichtschrott, mittels des Schiebers unter Vermeidung der obengenannten Probleme, also ohne Störungen und Blockierungen, zur Austrittsöffnung und aus dieser heraus transportiert werden kann. Insbesondere soll dies auch bei einer als Chargiergutvorwärmer ausgebildeten Chargiervorrichtung gewährleistet sein
  • Die Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Bei der erfindungsgemäßen Chargiervorrichtung sind die Seitenflächen des im Wesentlichen quaderförmigen Schiebers von der Oberseite zur Unterseite des Schiebers konvergierend ausgebildet und es ist die Betätigungsvorrichtung für diesen Schieber in einer Rahmenkonstruktion um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert. Dadurch wird es beim Vorschieben des Schiebers aus der zurückgezogen Position in Richtung der Austrittsöffnung diesem ermöglicht, im Falle einer Gefahr eines Festklemmens an den Seitenflächen, nach oben auszuweichen, da ein etwaiges Hindernis im Spalt zwischen den Seitenflächen und den angrenzenden Wänden den Schieber über die Schrägfläche nach oben drückt.
  • Vorzugsweise ist die obere Begrenzung der Austrittsöffnung für Chargiergut durch eine horizontale, drehbar gelagerte Walze gebildet. Diese leitet das Chargiergut um die Kante, so dass es sich hier nicht verklemmen kann. Die Walze ist vorzugsweise um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert und mittels einer Betätigungsvorrichtung nach unten drückbar. Hierdurch kann die Walze entgegen dem eigenen Gewicht oder einer Druckkraft schwenkend nach oben ausweichen und hierbei die Austrittsöffnung in der Höhe vergrößern. Durch Mitnehmerelemente an der Umfangsfläche der Walze wird sichergestellt, dass das austretende Chargiergut die Umfangsfläche der Walze mitnimmt und ohne Relativbewegung zu dieser an der Walzenoberfläche abrollt.
  • Vorzugsweise ist der durch die Schachtwände begrenzte Innenraum des Schachtes des Chargiergutvorwärmers, insbesondere im unteren Bereich, im Horizontalschnitt rechteckig ausgebildet. Bei sich über die Länge der längeren Seite erstreckender Austrittsöffnung lässt sich dann mit einem etwa quaderförmigen Schieber, der sich seitlich bis zu den Wänden erstreckt mittels eines Hubes eine relativ große Menge aus dem Chargiergutvorwärmer austragen.
  • Für einen seitlichen Anschluss an ein Schmelzgefäß kann an der Austrittsöffnung ein diese umgebender Ansatz mit einem Flansch oder in Form einer Muffe vorgesehen sein, die eine gasdichte Verbindung mit der Chargieröffnung des Schmelzgefäßes erlaubt, die vorzugsweise seitlich im Obergefäß des Schmelzgefäßes vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Chargiervorrichtung horizontal fahrbar ausgebildet und weist zu diesem Zweck entweder ein Fahrgestell oder eine Rollenlagerung auf. In diesem Fall ist eine Muffenverbindung besonders vorteilhaft, weil hierdurch eine schnelle Verbindung mit dem Gefäß und Trennung von dem Gefäß möglich ist, was insbesondere bei einem kippbaren Gefäß eines Lichtbogenofens als Schmelzgefäß vorteilhaft erscheint. Der Schmelzofen weist vorzugsweise ein ovales Gefäß auf, wobei in einer Längsseite des Ovals die an die Austrittsöffnung der Chargiervorrichtung anzuschließende Chargieröffnung vorgesehen ist.
  • Im Hinblick auf die Zielsetzung einer robusten und zuverlässigen Ausgestaltung des Chargiergutvorwärmers, die einen unsortierten Einsatz von Schwer- und Leichtschrott ermöglicht, sind die mechanisch beanspruchten Teile des Schachtes und/oder Schiebers vorzugsweise aus nebeneinander angeordneten, zu einer Konstruktionseinheit verbundenen Stahlknüppelabschnitten gebildet. Eine dichte Verbindung der nebeneinander angeordneten Stahlknüppelabschnitte wird vorzugsweise durch zwischengefügte Stahlstangenabschnitte erzielt, die an der thermisch und mechanisch beanspruchten Seite der Konstruktionseinheit liegen und dieser einer gewisse Elastizität quer zu den Stahlknüppeln sowie eine gute Kühlmöglichkeit durch Sprühkühlung von der entgegengesetzten Seite ermöglichen. Die Stahlknüppelabschnitte sollen in den Wandbereichen des Schachtes senkrecht angeordnet sein.
  • Die Erfindung wird anhand von acht Figuren näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen, als Chargiergutvorwärmer ausgebildeten Chargiervorrichtung
    Fig. 2
    eine Prinzipskizze, teilweise im Längsschnitt, der an das Obergefäß eines Lichtbogenofens angeschlossenen Chargiervorrichtung,
    Fig. 3
    im Längsschnitt den vorderen Teil eines Schiebers,
    Fig. 4
    eine Stirnansicht des Schiebers,
    Fig. 5
    den Schnitt V-V von Fig. 3,
    Fig. 6
    die Schwenkhebellagerung der Mitnehmerwalze,
    Fig. 7 und 8
    in einer Vorderansicht und einer Draufsicht eine durch Stahlknüppelabschnitte gebildete Konstruktionseinheit.
  • Der in Fig. 1 perspektivisch dargestellte, schachtförmige Chargiergutvorwärmer 1 zum Vorwärmen von in ein Schmelzgefäß zu chargierendem Chargiergut enthält einen Schacht 2 mit in einer Rahmenkonstruktion 3 gehaltenen Schachtwänden 4, 5, 6 und 7. Ferner einen unteren Schachtboden 8 und eine obere Eintrittsöffnung 9 für Chargiergüt, die durch einen Deckel 10 (s. Fig. 2) verschließbar ist. Im unteren Bereich des Schachtes 2 ist in der, bei der Darstellung nach Fig. 2 linken Seitenwand 4 eine Austrittsöffnung 11 für Chargiergut vorgesehen, die gleichzeitig einen Gaseinlass für ein Heizgas zum Aufheizen von im Schacht befindlichem Chargiergut bildet. Im oberen Bereich des Schachtes 2 ist ein Gasauslaß 12 vorhanden.
  • Der Chargiergutvorwärmer enthält ferner einen Schieber 13, der in den Fig. 3 bis 5 teilweise und in verschiedenen, vergrößerten Ansichten dargestellt ist. Der Schieber 13 weist eine Oberseite 14, eine Unterseite 15, eine quer zur Verschieberichtung verlaufende Stirnseite 16 und zwei parallel zur Verschieberichtung verlaufende Seitenflächen 17 und 18 auf. Der Schieber 13 ist mit seiner Unterseite 15 auf der Oberseite 19 des Schachtbodens 8 aufliegend, zwischen einer den Schachtboden innerhalb der Schachtwände freigebenden, zurückgezogenen, ersten Position (nicht dargestellt) und einer in Richtung der Austrittsöffnung 11 vorgeschobenen, zweiten Position (in den Fig. 1 und 2 dargestellt) verschiebbar. Damit der Schieber 13 auch in der zurückgezogenen ersten Position geführt wird, ist der Schachtboden 8 über die bezüglich der Austrittsöffnung 11 hintere Schachtwand 6 hinaus verlängert. Das Vor- und Zurückschieben des Schiebers 13 erfolgt durch eine erste Betätigungsvorrichtung 20, die im dargestellten Fall in Form von zwei Linearantrieben, jeweils aus einem Hubzylinder 21 und einer Hubstange 22, ausgebildet ist. Die erste Betätigungsvorrichtung 20 ist in der Rahmenkonstruktion 3 um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert. Zu diesem Zweck sind Schwenklager 23 für jeden der Hubzylinder 21 am Rahmen 3 vorgesehen. Wie die Fig. 3 und 5 zeigen, sind die Hubstangen 22 ebenfalls schwenkbar über horizontale Zapfen 24 mit dem Schieber 13 verbunden. Hierdurch erhält der Schieber bei der Vor- und Rückwärtsbewegung die erforderliche Beweglichkeit um Verklemmungen zu vermeiden.
  • Die Oberseite 19 des Schachtbodens 8 ist vorzugsweise zur Austrittsöffnung 11 des Schachtes 2 hin abfallend ausgebildet. Ein Neigungswinkel von 15 Grad gegenüber der Waagerechten hat sich als vorteilhaft erwiesen. Der Neigungswinkel sollte nicht größer als 45 Grad sein, weil sonst die erforderliche Sperrung des Chargiergutaustrags nicht mehr gegeben ist und Chargiergut unkontrolliert die Austrittsöffnung 11 verlässt.
  • Der Konvergenzwinkel α (siehe Fig. 5) der konvergierenden Seitenflächen 17, 18 des Schiebers 13 gegenüber der Waagerechten liegt vorzugsweise zwischen 45 Grad und 75 Grad. Als besonders vorteilhaft haben sich etwa 60 Grad erwiesen.
  • Um Blockierung an der oberen Begrenzung der Austrittsöffnung 11 beim Austragen von unsortiertem Schrott zu vermeiden, ist die obere Begrenzung durch eine horizontale, drehbar gelagerte Walze 26 gebildet. Die Walze ist um eine feststehende horizontale Achse 27 (siehe Fig. 6) in der Rahmenkonstruktion 3 schwenkbar gelagert und mittels einer zweiten Betätigungsvorrichtung 28 nach unten schwenkbar bzw. drückbar. Fig. 6 zeigt den linken Schwenkhebel 29 von Fig. 1 und zwar in einer Ansicht von links. Die zweite Betätigungsvorrichtung 28 ist im vorliegenden Fall, ebenso wie die erste Betätigungsvorrichtung 21, in Form zweier Linearantriebe ausgebildet, mit denen die Walze 26 mit Hilfe der, der Walze zugeordneten Schwenkhebel 29 um die Achsen 27, die fluchten, schwenkbar ist.
  • Die Walze 26 weist auf ihrer Umfangsfläche verteilte Mitnehmerelemente 30 auf, die im vorliegenden Fall als parallel zur Achsrichtung der Walze verlaufende Mitnehmerrippen ausgebildet sind. Beim Austragen von Chargiergut aus dem Schacht mittels des Schiebers 13 verhaken sich die Mitnehmer am transportierten Gut und es wird die sich frei drehende Walze 26 mitgenommen. Hierdurch wird das Gut auch im oberen Bereich der Kante der Austrittsöffnung 11, ohne die Gefahr eines Verklemmens, frei ausgeträgen, wobei die Walze aufgrund ihrer Schwenkbewegung, durch das transportierte Chargiergut erzwungene Höhenänderungen, ausgleichen kann. Die Walze könnte auch antreibbar ausgebildet werden um das Material positiv im Bereich der oberen Kante der Austrittsöffnung 11 hinauszubefördern. In diesem Fall sollte die Drehbewegung der Walze 26 mit der Schubbewegung des Schiebers 13 synchronisiert sein.
  • Vorzugsweise ist die als Chargiergutvorwärmer ausgebildete Chargiervorrichtung zum Vorwärmen von in ein Schmelzgefäß, insbesondere in das Gefäß eines Lichtbogenofens zu chargierendem Chargiergut bestimmt. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn die Verbindung zwischen Chargiergutvorwärmer und dem Schmelzgefäß schnell gelöst werden kann, damit beim Kippen des Gefäßes der Chargiergutvorwärmer nicht mitgekippt werden muss. Andererseits soll das heiße Abgas des Lichtbogenofens ohne wesentliche Verluste durch die Austrittsöffnung 11 für das Chargiergut, die als Gaseinlaß dient, in den Schacht 2 eingeleitet und nach Durchströmen des zu erhitzenden Chargiergutes durch den oberen Gasauslaß 12 wieder abgeleitet werden können.
  • In Fig. 2 ist eine solche Verbindung zwischen dem Chargiergutvorwärmer 1 und einem kippbaren Gefäß 31 eines Lichtbogenofens dargestellt. Der obere, üblicherweise aus wassergekühlten Wandelementen bestehende Teil des Gefäßes 31 ist mit einer rechteckigen Eintrittsöffnung 32 für Chargiergut versehen. Vorzugsweise ist das Gefäß 31 in der Draufsicht oval ausgebildet, so dass es einfacher möglich ist, hier eine rechteckförmige Eintrittsöffnung 32 vorzusehen. An der Austrittsöffnung 11 des Chargiergutvorwärmers 1 ist ein, diese umgebender Ansatz 33 zum Anschließen an die als Chargieröffnung dienende Eintrittsöffnung 32 des Schmelzgefäßes vorgesehen. Der Ansatz ist in Form einer Muffe ausgebildet, deren Außenkontur zum Einsetzen in die Chargieröffnung 32 an deren Innenkontur angepasst ist. Außerdem ist der Chargiergutvorwärmer 1 verschiebbar ausgebildet. Zu diesem Zweck ist der Rahmen 3 auf Rollen 34 horizontal in einer Richtung quer zur Kipprichtung des Schmelzgefäßes 31 verfahrbar. Vor dem Kippen des Schmelzgefäßes 31 zum Abstechen einer Schmelze wird die Verbindung zwischen der Muffe 33 und der Chargieröffnung 32 durch Verfahren des Chargiergutvorwärmers 1, bei der Darstellung nach Fig. 2 nach rechts, gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Chargiergutvorwärmer ist für hohe mechanische Beanspruchungen geeignet. Um die Robustheit und Zuverlässigkeit gegenüber bekannten Chargiergutvorwärmern zu vergrößern, sind gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, mechanisch hoch beanspruchte Teile des Schachtes 2 und/oder Schiebers 13 aus nebeneinander angeordneten, zu einer Konstruktionseinheit 40 verbundenen Stahlknüppelabschnitten 41 gebildet.
  • Eine solche Konstruktionseinheit ist in den Fig. 7 und 8 in einer Vorderansicht und einer Draufsicht dargestellt. Die Stahlknüppelabschnitte 41 sind an den Kanten 42, die an der mechanisch beanspruchten Seite der Konstruktionseinheit 40 liegen, durch zwischengefügte Stahlstangenabschnitte 43 miteinander verschweißt, wobei diese Stahlstangenab schnitte vorzugsweise aus Rundstahl gebildet sind. Mechanisch stark beansprucht sind bei dem beschriebenen Chargiergutvorwärmer die inneren Seiten der Schachtwände 4, 5, 6 bzw. 7, die Oberseite des Schachtbodens 19 im Bereich des Schachtes bzw. die Stirnseite 16 des Schiebers und teilweise die sich hieran anschließende Oberseite des Schiebers 13.
  • Bevorzugte Querschnittsabmessungen von auf dem Stahlmarkt angebotenen Stahlknüppeln zur Herstellung der Stahlknüppelabschnitte sind 100mmx100mm. Der Durchmesser der Rundstahlstangenabschnitte 43 liegt vorzugsweise bei einem Fünftel der Querschnittsseitenabmessungen der Stahlknüppel, im vorliegenden Fall bei etwa 20mm.
  • Eine erforderliche Kühlung der Schachtwände erfolgt bei dieser Ausgestaltung vorteilhafterweise durch eine Spritzkühlung, d.h. über Spritzdüsen, die in der Rahmenkonstruktion 3 angebracht sind. Da die Kühlung auf der den Stahlstangenabschnitten entgegengesetzten Seite der Konstruktionseinheit erfolgt, sind die Knüppelabschnitte 41 auch über deren, durch die zwischengefügten Stahlstangenabschnitte 43 gebildeten Zwischenräume zwischen benachbarten Knüppelabschnitten kühlbar.

Claims (16)

  1. Chargiervorrichtung (1) zum Chargieren von Chargiergut in ein Schmelzgefäß, enthaltend
    einen Schacht (2), mit
    in einer Rahmenkonstruktion (3) gehaltenen Schachtwänden (4, 5, 6, 7), einem unterem Schachtboden (8),
    einer oberen Eintrittsöffnung (9) für Chargiergut,
    einer Austrittsöffnung (11) für Chargiergut in einer Seitenwand im unteren Bereich des Schachtes (2),
    einen Schieber (13), mit
    einer Oberseite (14), einer Unterseite (15), einer quer zur Verschieberichtung
    verlaufenden Stirnseite (16) und zwei parallel zur Verschieberichtung verlaufenden Seitenflächen (17, 18),
    der mit seiner Unterseite (15) auf der Oberseite (19) des genannten Schachtbodens (8) aufliegend zwischen einer, den Schachtboden freigebenden, zurückgezogenen, ersten Position und einer in Richtung der genannten Austrittsöffnung (11) vorgeschobenen, zweiten Position, mittels einer ersten Betätigungsvorrichtung (20) zum schubweisen Transportieren von im Schacht (2) befindlichen Chargiergut zur und aus der genannten Austrittsöffnung (11) verschiebbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Seitenflächen (17, 18) des Schiebers (13) von der Oberseite zur Unterseite (15) des Schiebers (13) konvergieren und
    die erste Betätigungsvorrichtung (20) in der Rahmenkonstruktion (3) um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert ist.
  2. Chargiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Begrenzung der Austrittsöffnung (11) für Chargiergut durch eine horizontale, drehbar gelagerte Walze gebildet ist.
  3. Chargiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (26) um eine horizontale Achse (27) schwenkbar gelagert ist.
  4. Chargiervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (26) mittels einer zweiten Betätigungsvorrichtung (28) nach unten drückbar ist.
  5. Chargiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (26) über ihre Umfangsfläche verteilte Mitnehmerelemente (30) enthält.
  6. Chargiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerelemente (30) als Mitnehmerrippen ausgebildet sind.
  7. Chargiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Betätigungsvorrichtung als Linearantrieb ausgebildet ist.
  8. Chargiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Schachtwände (4,5,6,7) begrenzte Innenraum des Schachtes (2) im Horizontalschnitt rechteckig ausgebildet ist.
  9. Chargiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Austrittsöffnung (11) für Chargiergut ein, diese umgebender Ansatz (33) zum Anschließen an eine Chargieröffnung (32) eines Schmelzgefäßes (31) vorgesehen ist.
  10. Chargiervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz in Form einer Muffe (33) ausgebildet ist, deren Außenkontur zum Einsetzen in eine Chargieröffnung (32) eines Schmelzgefäßes (31) an die Innenkontur der Chargieröffnung (32) angepasst ist.
  11. Chargiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie verschiebbar ausgebildet ist.
  12. Chargiervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenkonstruktion (3) des Schachtes (2) mittels eines Fahrgestells oder auf Rollen (34) verschiebbar ist.
  13. Chargiervorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mechanisch beanspruchte Teile des Schachtes (2) und/oder Schiebers (13) aus nebeneinander angeordneten, zu einer Konstruktionseinheit (40) verbundenen Stahlknüppelabschnitten (41) gebildet sind.
  14. Chargiervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlknüppelabschnitte (41) an den Kanten (42), die an der thermisch und/oder mechanisch beanspruchten Seite der Konstruktionseinheit (40) liegen, über zwischengefügte Stahlstangenabschnitte (43) verschweißt sind.
  15. Chargiergutvorwärmer, enthaltend eine Chargiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der die Austrittsöffnung (11) für Chargiergut in einer Seitenwand im unteren Bereich des Schachtes einen Gaseinlass für ein Heizgas, zum Aufheizen von im Schacht befindlichem Chargiergut bildet, die obere Eintrittsöffnung (9) für Chargiergut durch einen Deckel (10) verschließbar ist, und im oberen Bereich des Schachtes(2) ein Gasauslass (12) für das Heizgas vorgesehen ist.
  16. Chargiergutvorwärmer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rahmenkonstruktion (3) eine Spritzwasserkühlvorrichtung mit gegen thermische beanspruchte Schachtwandabschnitte (4, 5, 6, 7) gerichteten Spritzdüsen angebracht ist.
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