LU88807A1 - Chargiergutvorwaermer - Google Patents

Description

Chargiergutvorwärmer

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Chargiergutvorwärmer zum Vorwärmen von Chargiergut für ein metallurgisches Schmelzaggregat, wie zum Beispiel einen Lichtbogenofen.

Ein solcher Chargiergutvorwärmer ist zum Beispiel in der US-A-5,153,894 (EP-A-0 385 434) beschrieben. Er umfaßt einen Beschickungsschacht der über dem Schmelztiegel eines Lichtbogenofens installiert ist und dessen Innenraum durch eine Verbindungsöffnung mit dem Innenraum des Lichtbogenofens verbunden ist. Dieser Beschickungsschacht weist eine vom Schmelztiegel unabhängige Tragkonstruktion auf, an der ebenfalls ein Gefäßdeckel für den Schmelztiegel befestigt ist, so daß der Schmelztiegel einerseits, und der Gefäßdeckel mit Beschickungsschacht anderseits, relativ zueinander bewegbar sind. Im unteren Bereich des Beschickungsschachts sind einander gegenüber-liegende, schwenkbar gelagerte Rückhaltefinger angeordnet, die durch Stell-glieder aus einer Schließstellung, in der sie die Verbindungsöffnung mit dem Innenraum des Lichtbogenofens verschließen und das Chargiergut im Beschik-kungsschacht zurückhalten, nach unten in eine Freigabestellung schwenkbar sind. In dieser Freigabestellung geben sie die Verbindungsöffnung zum Innenraum des Lichtbogenofens frei, so daß das im Beschickungsschacht durch Abgase des Schmelzvorgangs vorgewärmte Chargiergut sich in den darunter liegenden Schmelztiegel entleeren kann. Die Rückhaltefinger sind an zwei sich gegenüberliegenden horizontalen Lagerwalzen angeordnet, die drehbar im Beschickungsschacht gelagert sind. Kräfte die auf die Rückhaltefin-ger wirken, werden über die horizontalen Lagerwalzen in den Beschickungs-schacht eingeleitet und über dessen Tragkonstruktion abgeleitet. Stoßbean-spruchungen, die beim Einbringen des Chargiergutes in den Beschickungs-schacht auf die Rückhaltefinger einwirken, werden hierbei durch Stoßdämpfer abgedämpft, die zwischen Lagerwalzen und Beschickungsschacht eingebaut sind.

In der US-A-4547099 (WO-A-84/00947) wird vorgeschlagen die Rückhaltefin-ger individuell in der Tragkonstruktion des Beschickungsschachts zu lagern und ihnen an den Eintrittsstellen in den Beschickungsschacht elastische Auflager an der Tragkonstruktion des Beschickungsschachts zuzuordnen. Diese elasti-schen Auflager sollen Stoßbeanspruchungen abfedern, die beim Einbringen des Chargiergutes in den Beschickungsschacht auf die Rückhaltefinger einwirken.

In der WO 95/04910 wird ein Kniehebelmechanismus vorgeschlagen, der es erlauben soll, Stoßkräfte unter Verwendung großer Stoßdämpfer unmittelbar in die Tragkonstruktion des Beschickungsschachts einzuleiten.

Bei den vorerwähnten Chargiergutvorwärmern werden somit die Stoßbean-spruchungen und Kräfte, die beim Einbringen des Chargiergutes in den Beschickungsschacht auf die Rückhaltefinger einwirken, ausschließlich von der Tragkonstruktion des Beschickungsschachts aufgenommen. Dies bedingt, daß diese Tragkonstruktion entsprechend ausgelegt werden muß, was die Schacht-konstruktion natürlich stark verteuert. Weiterhin bleibt festzustellen, daß selbst die abgedämpften Stoßbeanspruchungen, die Tragkonstruktion mit Beschik-kungsschacht und Gefäßdeckel noch relativ stark belasten, was sich natürlich negativ auf die Lebensdauer der Anlage auswirkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Tragkon-struktion des Beschickungsschachts von der Belastung durch Stoßbeanspru-chungen weitgehend zu entlasten.

Diese Aufgabe wird durch ein Chargiergutvorwärmer nach Anspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Chargiergutvorwärmer unterscheidet sich von den bekannten Chargiergutvorwärmern im wesentlichen durch einen Rahmen in den jeweils mehrere Rückhaltefinger montiert sind, wobei dieser Rahmen derart in die Tragkonstruktion des Beschickungsschachts montiert ist, daß er eine vertikale Bewegungsfreiheit aufweist und sich bei Schließstellung der Rückhal-tefinger zum Übertragen der auf die Finger einwirkende Kräfte auf eines von der Tragkonstruktion des Beschickungsschachts statisch unabhängiges Auflager abstützt. Stoßkräfte die beim Einbringen des Chargiergutes in den

Beschickungsschacht im wesentlichen vertikal auf die Rückhaltefinger einwir-ken, werden somit über den in der Tragkonstruktion des Beschickungsschachts vertikal beweglichen Rahmen in das von der Tragkonstruktion des Beschik-kungsschachts statisch unabhängige Auflager und nicht mehr in die Tragkon-struktion des Beschickungsschachts eingeleitet. Darüber hinaus erleichtert die Montage der Rückhaltefinger in einem Rahmen die Demontierbarkeit der Rückhaltefinger, so daß diese schnell und leicht ausgetauscht werden können und dadurch ein langer Stillstand der Vorrichtung vermieden wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es das Nutzvolumen des Beschickungsschachts zu vergrößern. Diese Aufgabe findet eine Lösung in einem Chargiergutvorwärmer mit einen Beschickungsschacht zur Aufnahme des Chargiergutes, der in seinem oberen Bereich eine Beschickungsöffnung aufweist und an seinem unteren Ende eine Einmündung in das Schmelzaggre-gat ausbildet, und Rückhaltefingern im unteren Bereich des Beschickungs-schachts, die durch mindestens ein Stellglied aus einer Schließstellung, in der sie die Einmündung in das Schmelzaggregat für Chargiergut verschließen und dieses Chargiergut somit im Beschickungsschacht zurückhalten, nach unten in eine Freigabestellung schwenkbar sind, in der sich Chargiergut aus dem Beschickungsschacht in das Schmelzaggregat entleeren kann, wobei diese Rückhaltefinger relativ zum Beschickungsschacht anhebbar sind.

Bei einer solchen Vorrichtung können die Rückhaltefinger in ihrer Schließstel-lung wesentlich tiefer in dem Beschickungsschacht angeordnet werden als bei den bekannten Chargiergutvorwärmern. In der Tat sind bei den bekannten Chargiergutvorwärmern die Rückhaltefinger relativ hoch in dem Beschickungs-schacht angeordnet, so daß sich die Spitzen der Rückhaltefinger nach dem Chargieren des Ofens, wenn die Chargiergutsäule noch bis in den Beschik-kungsschacht hineinreicht, oberhalb der Chargiergutsäule befinden und die Rückhaltefinger aus der Freigabestellung in die Schließstellung schwenkbar sind. Bei der vorliegenden Erfindung können die Rückhaltefinger an dem unteren Ende des Beschickungsschachtes angeordnet sein, da sie nach dem Einschwenken in die Freigabestellung relativ zu dem Beschickungsschacht 14 angehoben werden können. Die Spitzen der Rückhaltefinger, die sich nach dem Einschwenken in die Freigabestellung noch innerhalb der Chargiergutsäu-le befinden, werden hierdurch nach oben aus dem Chargiergut herausgehoben, so daß die Rückhaltefinger wiederum in ihre Schließposition geschwenkt werden. Anschließend werden die Rückhaltefinger erneut abgesenkt, wobei sie ihre Grundstellung unten im Beschickungsschacht wieder einnehmen. Bei der vorliegenden Erfindung erhöht sich aufgrund der tiefen Anordnung der Rückhal-tefinger in ihrer Grundstellung das nutzbare Volumen des Beschickungsschach-tes, so daß dieser bei gleichem nutzbaren Volumen kleiner dimensioniert werden kann als ein herkömmlicher Chargiergutvorwärmer, bzw. bei gleichen Abmessungen eine größere Kapazität aufweist als ein herkömmlicher Char-giergutvorwärmer.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung sind die einzelnen Rückhalte-finger schwenkbar im Rahmen gelagert, wobei die einzelnen Rückhaltefinger jeweils einen eigenen Schwenkantrieb zum Schwenken aus der Schließstellung in die Freigabestellung und zurück aufweisen. Der Schwenkantrieb kann dabei z.B. einen Hydraulikzylinder umfassen, der an dem Rahmen angeordnet ist und der den Rückhaltefinger öber ein Hebelsystem zwischen den zwei Positionen herumschwenken und in den jeweiligen Endposition verriegeln kann.

In einer alternativen Ausgestaltung ist der Rahmen derart schwenkbar in der Tragkonstruktion des Beschickungsschachts gelagert, daß in einer ersten Stellung die Rückhaltefinger in Schließstellung und in einer zweiten Stellung die Rückhaltefinger in Freigabestellung stehen. Dies wird zum Beispiel dadurch erreicht, daß der Rahmen in seinem oberen Bereich mittels Lagerzapfen drehbar an der Tragkonstruktion montiert ist, und sich in der ersten Stellung im wesentlichen senkrecht nach unten erstreckt. Die Rückhaltefinger sind dann in dem unteren Bereich des Rahmens angeordnet, wobei sie sich durch eine Öffnung in der Wandung des Beschickungsschachtes seitlich mit leichter Neigung nach unten in den Beschickungsschacht hinein erstrecken, so daß sie die Einmündung des Beschickungsschachtes verschließen. Wird der Rahmen in seinem unteren Bereich aus seiner ersten Stellung seitlich ausgelenkt, geben die Rückhaltefinger die Einmündung des Beschickungsschachtes frei und das Chargiergut kann in den Lichtbogenofen hineinrutschen. Es ist zu bemerken daß bei dieser Ausführung die Rückhaltefinger nicht individuell angetrieben werden müssen, so daß keine individuellen Antriebe für die Rückhaltefinger vorgesehen sein müssen. Dies bewirkt natürlich eine deutliche Vereinfachung der gesamten Vorrichtung, da nur noch ein Antrieb für die Rückhaltevorrichtung benötigt wird. Darüber hinaus vereinfacht sich die Installation der Rückhaltefin-ger in dem Rahmen, so daß sie im Bedarfsfall, zum Beispiel bei starker Abnut-zung, leicht auszuwechseln sind.

Wie oben beschrieben, weist die Vorrichtung bevorzugt Mittel zum Anheben des Rahmens relativ zum Beschickungsschacht auf. Hierbei ist der Rahmen bevorzugt in einer Kulissenführung in der Tragkonstruktion des Beschickungs-schachts montiert. Bei den Anhebemitteln handelt es sich zum Beispiel um einen Hydraulikzylinder, der an der Tragkonstruktion des Beschickungsschach-tes montiert ist und der z.B. mittels einer geeigneten Hebelanordnung an dem Rahmen angreift. In einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich dabei um die Hydraulikzylinder, die zum Anheben des Ofendeckels und des Beschik-kungsschachtes vorgesehen sind. In diesem Fall ist eine spezielle Entriege-lungsvorrichtung vorgesehen, die ein Umschalten zwischen den Betriebsmoden des Antriebs - Anheben des Beschickungsschachtes und des Deckels oder lediglich Anheben des Rahmens - erlaubt.

Es ist anzumerken, daß sich der Rahmen in der angehobenen Stellung zwar an derTragkonstruktion abstützt, daß in dieser Stellung die Rückhaltefinger jedoch in ihrer Freigabestellung stehen, so daß keine vertikalen Stoßkräfte über die Rückhaltefinger und den Rahmen auf die Tragkonstruktion abgeleitet werden. In der Tat befinden sich die Rückhaltefinger beim Befüllen des Beschickungs-schachtes mit Chargiergut in ihrer abgesenkten Schließstellung, in der sich der Rahmen auf sein statisch unabhängiges Auflager abstützt.

In einer bevorzugten Ausführung umfaßt der Chargiergutvorwärmer Mittel zum Umlenken einer Anhebebewegung des Rahmens in eine Schwenkbewegung des Rahmens, derart daß das Anheben des Rahmens relativ zum Beschik-kungsschacht gleichzeitig eine Schwenkbewegung des Rahmens von der ersten Stellung in die zweite Stellung bewirkt. Diese Mittel umfassen z.B. ein

Kurvengetriebe mit einem an der Tragkonstruktion fest montierte Kurvenglied und einem in dem unteren Bereich des Rahmens montierten Eingriffsglied, das in dem Kurvenglied in einer bestimmten Bahn geführt wird. Die Bahn ist dabei bevorzugt derart ausgestaltet, daß der Rahmen nach dem Entriegeln der Schließstellung beim Anheben zunächst eine rasche seitliche Auslenkung erfährt und anschließend bei Annäherung an den obersten Punkt der Bahn wieder in seine senkrechte Stellung zurückschwenkt. Die Rückhaltefinger nehmen daher bereits vor dem erneuten Absenken des Rahmens ihre Schließstellung wieder ein, so daß der Rahmen in seine Grundstellung am unteren Ende des Beschickungsschachtes abgesenkt werden, ohne daß die Spitzen der Rückhaltefinger erneut in die Chargiergutsäule eintauchen.

Das Auflager für den Rahmen kann in einer ersten, platzsparenden Variante durch das Schmelzaggregat ausgebildet werden. In diesem Fall stützt sich der Rahmen durch eine Durchführung in dem Ofendeckel auf der Wandung des Ofengefäßes ab und leitet somit die beim Befüllen des Beschickungsschachtes auftretenden Vertikalkräfte über die Wandung des Ofens in die Ofenwiege ab. Alternativ dazu wird das Auflager für den Rahmen durch ein separates Stütze-lement ausgebildet. Dieses Gestell ist dann seitlich neben dem Ofengefäß angeordnet und leitet die auftretenden Kräfte direkt in die Ofenwiege oder gegebenenfalls direkt in das Ofenfundament ein.

Unabhängig von der Art des Auflagers umfaßt dieses bevorzugt Stoßdämpfmit-tel, so daß auftretende Schläge vor dem Ableiten in die Ofenwiege abgedämpft werden. In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung umfaßt der Rahmen Stoßdämpfmittel, mittels derer die Rückhaltefinger in ihrer relativen Position zu dem Rahmen gehalten werden. Beim Auftreffen von Chargiergut auf die Rückhaltefinger, werden die auftretenden Kräfte schon vor dem Einleiten in den Rahmen gedämpft, so daß das Auflager eine geringere Belastung erfährt.

Im folgenden wird nun eine Ausgestaltung der Erfindung anhand der beiliegen-den Figuren beschrieben. Es zaigen:

Fig.1: Einen Querschnitt durch einen Lichtbogenofen mit einer ersten Ausge-staltung eines erfindungsgemäßen Chargiergutvorwärmers, wobei die Rückhaltefinger in ihrer Schließstellung dargestellt sind;

Fig.2: einen Querschnitt durch den Lichtbogenofen der Fig. 1, wobei die Rückhaltefinger in ihrer Freigabestellung dargestellt sind;

Fig.3: den Bewegungsablauf der Rückhaltefinger der Vorrichtung nach Fig. 1 beim Schwenken aus der Schließstellung in die Freigabestellung und wieder zurück in die Schließstellung;

Fig.4: einen Querschnitt durch einen Lichtbogenofen mit einer zweiten Ausge-staltung eines erfindungsgemäßen Chargiergutvorwärmers, wobei die Rückhaltefinger in ihrer Schließstellung dargestellt sind;

Fig.5: einen Querschnitt durch den Lichtbogenofen der Fig. 4, wobei die Rückhaltefinger in ihrer Freigabestellung dargestellt sind;

Fig.6: den Bewegungsablauf der Rückhaltefinger der Vorrichtung nach Fig. 4 beim Schwenken aus der Schließstellung in die Freigabestellung und wieder zurück in die Schließstellung;

Fig.7: eine vorteilhafte Ausgestaltung des Auflagers für den Rahmen;

Fig.8 : eine Vorderansicht (schachtseitig) des Rahmens mit eingehängten Rückhaltefingern;

Fig.9: einen Querschnitt durch einen Chargiergutvorwärmer mit Schwenkrah-men mit einer besonders vorteilhaften Antriebsvorrichtung zum Schwen-ken des Rahmens in seine Freigabestellung;

Fig.10:die Funktionsweise der Antriebsvorrichtung zum Schwenken des Rahmens in Fig. 9

Fig.11: eine Vergrößerung der Fig. 10.a.

In Fig. 1 ist schematisch ein Querschnitt durch einen Lichtbogenofen 2 mit Chargiergutvorwärmer 4 dargestellt. Der Lichtbogenofen 2 umfaßt im wesentli-chen ein Ofengefäß 6, das in seinem unteren Bereich mit einer wärmebestän-digen Verkleidung 8 ausgemauert ist, einen Deckel 10, der das Gefäß 6 an dem oberen Ende verschließt, sowie mindestens eine Elektrode 12, deren unteres Ende durch eine entsprechende Öffnung in dem Deckel 10 in das Gefäß 6 einführbar ist. Das Ofengefäß 6 stützt sich im allgemeinen in einem

Ofenrahmen 11 (nur teilweise dargestellt) ab, so daß der Lichtbogenofen 2 beim Abstechen der Metallschmelze über eine Wiege oder mittels Hydraulikzy-linder verkippt werden kann.

Der Chargiergutvorwärmer 4 umfaßt einen Beschickungsschacht 14, der oberhalb des Ofengefäßes 6 derart angeordnet ist daß der Beschickungs-schacht 14 und das Ofengefäß 6 relativ zueinander bewegbar sind. Dazu wird der Beschickungsschacht 14 von einer eigenständigen, von dem Ofengefäß 6 statisch unabhängigen Tragekonstruktion (nicht dargestellt) getragen, an der bevorzugt auch der Deckel 10 des Ofengefäßes 6 angebracht ist. Es ist anzumerken, daß der dargestellte Beschickungsschacht 14 zwecks Volumen-vergrößerung in seinem oberen Bereich etwas aufgeweitet ist.

Der Beschickungsschacht 14 bildet in dem Deckel 10 eine Einmündung aus, so daß er mit dem Ofengefäß 6 in Verbindung steht. Im Bereich dieser Einmün-dung ist die Rückhaltevorrichtung 16 für das Chargiergut angeordnet. Diese umfaßt mehrere nebeneinander mit Abstand angeordnete Röckhaltefinger 20, die sich in ihrer Schließstellung durch eine seitliche Öffnung 22 in den Beschik-kungsschacht 14 hinein erstrecken. Die Rückhaltefinger 20 sind dabei derart in den Beschickungsschacht 14 eingeführt, daß sie sich in Richtung der Ofenmitte erstrecken, wobei sie sich in dieser Richtung leicht nach unten neigen. Den Rückhaltefingern 20 gegenüberliegend, sind wesentlich kürzere Finger 24 angeordnet, die mit den Rückhaltefingern 20 zusammenwirken um Chargiergut in dem Beschickungsschacht 14 zurückhalten. Durch die kleine Länge der Hilfsfinger 24 sind die Momente, die beim Befüllen des Beschickungsschachtes 14 auf die Tragkonstruktion übertragen werden sehr klein, so daß die Hilfsfinger 24 konventionell mittels einem Lagerzapfen 26 an dem Beschickungsschacht 14 abgeordnet und durch einen Schwenkantrieb aus einer Schließstellung (Fig. 1) in eine Freigabestellung (Fig. 2) umschwenkbar sind. Es ist zu bemer-ken, daß die unterschiedliche Länge der Rückhaltefinger 20 und der Hilfsfinger 24 bewirkt, daß das Chargiergut bei Freigabestellung der Rückhaltefinger 20 zur Ofenmitte hin geleitet wird.

Die Rückhaltefinger 20 sind erfindungsgemäß in dem unteren Bereich eines Rahmens 28 montiert, der innerhalb eines Gehäuses 29 seitlich an dem Beschickungsschacht 14 derart angeordnet ist, daß er eine vertikale Bewe-gungsfreiheit aufweist. Dazu ist der Rahmen 28 bevorzugt in seinem oberen Bereich mit seitlichen Lagerzapfen 30 in einer Kulisse gelagert, die an der Tragkonstruktion des Beschickungsschachtes 14 angebracht ist. In seiner in Fig. 1 dargestellten Schließstellung stützt sich der Rahmen 28 nach unten auf ein von der Tragkonstruktion des Beschickungsschachtes 14 statisch unab-hängiges Auflager 32 ab, das auf der Ofenwiege oder dem Fundament des Ofens 2 ruht. Der Rahmen 28 ist somit derart von dem Beschickungsschacht 14 und dessen Tragkonstruktion entkoppelt, daß vertikale Stöße durch herab-fallendes Chargiergut nicht in die Tragkonstruktion eingeleitet werden, sondern über das Auflager 32 direkt in das Fundament.

Um die auftretenden Stöße vor dem Einleiten in das Fundament abzudämpfen, weist das Auflager 32 bevorzugt ein feststehendes Stützelement 34 und eine darauf verkippbar befestigte Wippe 36, auf deren vorderem Ausleger der Rahmen 28 ruht und deren hinterer Ausleger mit einem Dämpfungselement 38, z.B. einer Feder, derart mit einem Ausleger 40 des Stützelementes 34 verbun-den ist, daß die Wippe 36 im westlichen waagerecht steht. Darüber hinaus umfaßt der Rahmen 28 Dämpfungselemente 42, mittels derer die Rückhaltefin-ger 20 federnd in ihrer relativen Position bezüglich des Rahmens 28 gehalten werden. Durch diese federnde Lagerung sowohl der Rückhaltefinger 20 in dem Rahmen 28, als auch des Rahmens 28 auf dem Auflager 32 werden auftreten-de Stöße wesentlich abgedämpft, so daß das Auflager 32 weniger großen Belastungen ausgesetzt ist und folglich eine höhere Lebensdauer aufweist.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausführung eines Chargiergutvorwärmers 4 können die Rückhaltefinger 20 zwecks Dämpfung von Stößen nur eine geringe Drehung gegenüber dem Rahmen 28 ausführen. Um die Rückhaltefinger 20 aus der Einmündung des Beschickungsschachtes 14 herauszuschwenken, ist daher bei dieser Ausführung der Rahmen 28 derart schwenkbar in der Kulisse gelagert, daß er in seinem unteren Bereich, in dem die Rückhaltefinger 20 montiert sind. seitlich ausaelenkt werden kann. Dadurch werden die Rückhalte- finger 20 nach unten geneigt und aus der Einmundung zurückgezogen. In Fig. 2 sind der Rahmen 28 und die Rückhaltefinger 20 in ihrer Freigabestellung dargestellt. Es ist anzumerken, daß die Hilfsfinger 24 gleichzeitig mit den Rückhaltefinger 20 in ihre Freigabestellung geschwenkt werden, so daß die Einmündung des Beschickungsschachtes 14 freigegeben wird und das Char-giergut in das Ofengefäß 6 hineinrutschen kann, wobei es anfänglich von den noch in den Beschickungsschacht 14 hineinragenden längeren Rückhaltefinger 20 in Richtung der Ofenmitte geleitet wird.

Anschließend wird der Rahmen gegenüber dem Beschickungsschacht 14 so weit angehoben, bis sich die Spitzen der Rückhaltefinger 20 oberhalb der Chargiergutoberfläche befinden. Die Vorrichtung zum Anheben kann dabei z.B. einen Hydraulikzylinder umfassen, der an der Tragkonstruktion des Beschik-kungsschachtes 14 montiert ist und der an dem Rahmen 28 angreift.

Der vollständige Bewegungsablauf des Rahmens 28 und der Rückhaltefinger 20 ist in Fig. 3 gezeigt. Zunächst ist der Rahmen 28 in seiner Schließstellung, in der er sich im wesentlichen senkrecht erstreckt verriegelt, so daß die Rückhal-tefinger 20 in den Beschickungsschacht 14 hineinragen und die Einmündung des Beschickungsschachtes 14 verschließen (Fig. 3.a). Nach dem Entriegeln wird das untere Ende des Rahmens 28 durch das Gewicht des auf den Rück-haltefingern 20 aufliegenden Chargiergutes seitlich ausgelenkt (Fig. 3.b), wodurch die Rückhaltefinger 20 nach unten verkippt werden und sich aus dem Beschickungsschacht 14 zurückziehen. Anschließend wird der Rahmen 28 in seine angehobene Stellung gebracht (Fig. 3.c) in der sich die Spitzen der Rückhaltefinger 20 oberhalb der Chargiergutoberfläche befinden. Der Rahmen 28 wieder nun wieder in seine senkrechte Lage zurückgeschwenkt (Fig. 3.d) und nach dem Ablassen in seine untere Stellung (Fig. 3.e) in der Schließstel-lung verriegelt (Fig. 3.f).

Es ist anzumerken, daß sich der Rahmen 28 in der ausgelenkten Freigabestel-lung nicht mehr auf dem Auflager 32 abstützt, sondern über die Anhebevorrich-tung auf die Tragkonstruktion abstützt. Dies führt jedoch nicht zu unzulässigen

Belastungen der Tragkonstruktion, da die zuröckgezogenen Rückhaltefinger 20 keine wesentlichen Momente auf die Tragkonstruktion übertragen können.

In Fig. 3 ist weiterhin eine vorteilhafte Aufhängung der Rückhaltefinger 20 in dem Rahmen 28 ersichtlich, die ein leichtes Auswechseln von beschädigten Rückhaltefinger 20 ermöglicht. Die Rückhaltefinger 20 sind hierbei an ihrem hinteren über den Rahmen 28 vorstehenden Ende drehbar an einem Ausleger 44 des Rahmens 28 gelagert, so daß das vordere Ende in senkrechter Rich-tung geschwenkt werden kann. In einem mittleren Bereich, der innerhalb des Rahmens 20 liegt, weisen die Röckhaltefinger 20 dann beidseitig Lagerzapfen 46 auf, mit denen sie an einem im Rahmen 28 montierten Federelement 42 aufgehängt sind. Durch diese flexible Aufhängung werden Stöße, die auf die Rückhaltefinger 20 einwirken nur in gedämpfter Form an den Rahmen öbertra-gen.

Anhand der Figuren 4 und 5 wird nun eine weitere Ausgestaltung eines erfin-dungsgemäßen Chargiergutvorwärmers beschrieben. Bei dieser Ausgestaltung weist jeder der Rückhaltefinger 20 einen eigenen Schwenkantrieb 50 auf, durch den er aus seiner Schließstellung in seine Freigabestellung schwenkbar ist. Dazu sind die Rückhaltefinger 20 an ihrem hinteren Ende nicht direkt an einem feststehenden Ausleger 44 des Rahmens 28 montiert, sondern über einen Kniehebelmechanismus 52, der mittels eines am Rahmen 28 angebrachten Hydraulikzylinders 54 betätigt wird. Durch Betätigen des Kniehebelmechanis-musses 52 wird das hintere Ende der Rückhaltefinger 20 nach oben ausge-lenkt, wobei die Rückhaltefinger 20 eine Schwenkbewegung um die Lagerzap-fen 46 ausführen. Dadurch können die Spitzen der Rückhaltefinger 20 abge-senkt werden, so daß die Einmündung des Beschickungsschachtes 14 freige-geben wird (siehe Fig. 5). Hierbei ersteht sich von selbst, daß der Rahmen bei dieser Vorrichtung nicht schwenkbar sein muß, um die Rückhaltefinger 20 in ihre Freigabestellung zu schwenken.

Anschließend kann der Rahmen 28 ähnlich wie bei der Vorrichtung nach Fig. 1 bis 3 angehoben werden um die vorderen Enden der Rückhaltefinger 20 oberhalb der Chargiergutoberfläche zu bringen. Der vollständige Bewegungsab- lauf des Rahmens 28 und der Rückhaltefinger 20 ist in Fig. 6 gezeigt. Zunächst befinden sich die Rückhaltefinger 20 in ihrer Schließstellung, in der ihre vorderen Enden in den Beschickungsschacht 14 hineinragen und die Einmün-dung des Beschickungsschachtes 14 verschließen (Fig. 6.a). Die Verriegelung geschieht hierbei durch den Kniehebelmechanismus 52, dessen beide Streben auf einer geraden Linie liegen, so daß eine starre Verbindung zwischen dem Ausleger 44 und dem hinteren Ende der Rückhaltefinger 20 entsteht. Durch Betätigen des Hydraulikzylinders 54 wird der Rückhaltefinger 20 entriegelt und in seine Freigabestellung geschwenkt. (Fig. 6.b). Anschließend wird der Rahmen 28 in seine angehobene Stellung gebracht (Fig. 6.c) in der sich die Spitzen der Rückhaltefinger 20 oberhalb der Chargiergutoberfläche befinden. Durch erneutes Betätigen des Hydraulikzylinders 54 wird der Kniehebelmecha-nismus 52 erneut durchgedrückt, so daß der Rückhaltefinger 20 in seine Schließstellung zurückschwenkt (Fig. 6.d) und in dieser Position verriegelt wird (Fig. 6.e). Anschließend wird der Rahmen abgesenkt und in seine untere Grundstellung gebracht, so daß der Beschickungsschacht 14 erneut befüllt werden kann (Fig. 6.f).

In Fig. 7 ist eine Vorrichtung ähnlich der Fig. 1 dargestellt. Im Gegensatz zu der Fig. 1 stützt sich der Rahmen 28 jedoch bei dieser Ausgestaltung in seiner Schlie ßstellung am unteren Ende nicht über ein separates Stützelement, sondern über die Wandung des Ofens auf dem Fundament des Ofens ab. Dies bedeutet, daß die Wandung des Ofens 2 das Auflager 32 ausbildet, und die auftretenden Stoßkräfte in das Fundament einleitet. Da der Ofendeckel 10 die Wandung des Ofens 2 im allgemeinen überdeckt, muß dabei z.B. in dem Deckel eine Durchführung ausgebildet sein, in der ein Kraftübertrager 56 angeordnet ist, der die auftretenden Kräfte von dem Rahmen 28 in die Wan-dung weiterleitet. Der Kraftübertrager 56 ist dabei bevorzugt als Dämpfungse-lement ausgebildet, das die Stoßkräfte nur in abgedämpfter Form an das Ofengefäß 6 überträgt.

In Fig. 8 ist eine Vorderansicht (Beschickungsschachtseite) des Rahmens 28 dargestellt. Zur besseren Veranschaulichung der Aufhängung der Rückhaltefin-ger 20 ist zusätzlich für jede der beiden Aufhängungsarten jeweils ein seitlicher

Schnitt dargestellt. In dem oberen Bereich erkennt man die beidseitig ange-brachten Lagerzapfen 30, mittels derer der Rahmen 28 in der Kulisse an der Tragkonstruktion des Beschickungsschachtes 14 verschiebbar und schwenkbar gelagert ist. An seinem unteren Ende weist der Rahmen 28 kammartige, sich nach unten erstreckende Stege 58 auf, die durch Einbuchtungen 60 voneinan-der getrennt sind. In dem oberen Bereich der Einbuchtungen 60 sind nun beidseitig an den Stegen 58 Dämpfungselemente 42 montiert, in die Rückhal-tefinger 20 in der oben beschriebenen Art eingehängt werden. Oberhalb der Ruckhaltefinger 20 ist jede Einbuchtung 58 an der Ofenseite bevorzugt mit einer Abdeckplatte 61 abgedeckt um die dahinterliegende Aufhängevorrichtung vor Verschmutzung zu schützen. Durch diese Ausgestaltung des Rahmens 28, bilden die sich zwischen den Rückhaltefingern 20 nach unten erstreckenden Stege 58, die zur Verstärkung des Rahmens 28 an ihrem unteren Ende vorteilhaft miteinander verbunden sind, eine Auflagefläche 62 aus, die in der Grundstellung des Rahmens 28 auf dem Auflager 32 aufliegt.

Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch einen Chargiergutvorwärmer mit Schwenk-rahmen mit einer besonders vorteilhaften Antriebsvorrichtung zum Schwenken des Rahmens in seine Freigabestellung. Der Beschickungsschacht 14 ist zusammen mit dem Ofendeckel 10 in einer von dem Ofen 2 statisch unabhän-gigen Tragkonstruktion 64 aufgehängt, die mittels eines Wagens 66 auf Schienen 68 bezüglich des Ofens 2 verfahren werden kann. Dazu werden der Beschickungsschacht 14 und der Deckel 10 zunächst mittels eines Hydrau-likzylinders 70 angehoben, der an dem Wagen 66 montiert ist und der über je ein Quergestänge 72 seitlich an der Tragkonstruktion 64 angreift, um anschlie-ßend seitlich weggefahren zu werden, so daß sie die obere Öffnung des Ofengefäßes 6 freigeben. Die beiden Quergestänge 72 sind dabei zu beiden Seiten des Beschickungsschachtes 14 derart angeordnet, daß die der Rückhal-tevorrichtung 16 zugewandten Enden jeweils seitlich neben dem Rahmen 28 enden.

Um eine vorteilhafte Antriebsvorrichtung für das Anheben und Schwenken des Rahmens 28 zu ermöglichen, umfaßt jedes Quergestänge 72 zwei parallele Querstreben, die an der der Rückhaltevorrichtung 16 abgewandten Seite des

Beschickungsschachtes 14 an dessen Tragkonstruktion 64 drehbar gelagert sind. An dem der Rückhaltevorrichtung 16 zugewandten Ende der beiden Querstreben ist ein Führungselement 74 derart drehbar montiert, daß es seitlich von dem Rahmen 28 senkrecht verschiebbar ist. Soll der Beschik-kungsschacht 14 mit dem Deckel 10 von dem Lichtbogenofen 2 abgenommen werden, wird zwischen das Führungselement 74 und dem oberen Rand des an der Tragkonstruktion 64 fest montierten Gehäuses 29 ein Verriegelungsblock 76 eingeschoben (siehe Fig. 10.a und Fig. 11), der die Bewegung des Füh-rungselementes 74 auf die Tragkonstruktion 64 überträgt. Beim Betätigen des Hydraulikzylinders 70 wird jedes Quergestänge 72 folglich auf beiden Seiten gleichmäßig angehoben, wobei die Aufwärtsbewegung des Zylinderkolbens auf die Tragkonstruktion 64 übertragen wird. Der Rahmen 28 bleibt in diesem Fall in seiner Schließstellung verriegelt und wird zusammen mit der Tragkonstrukti-on 64 des Beschickungsschachtes 14 angehoben.

Der weitere Aufbau der Rückhaltevorrichtung 16 und die Funktionsweise der Antriebsvorrichtung für das Anheben und Schwenken des Rahmens 28 sind aus Fig. 10 und 11 ersichtlich. Der Rahmen 28 ist mit seinen beiden Lagerzap-fen 30 seitlich in Lagerbuchsen 78 drehbar montiert. Diese Lagerbuchsen 78 sind ihrerseits an der Tragkonstruktion 64 z.B. in einer Kulissenführung, vertikal verschiebbar angeordnet. In der Schließstellung des Rahmens 28 (Fig. 10.a und Fig. 11) ist auf jeder Seite das Führungselement 74 beabstandet unterhalb der Lagerbuchse 78 angeordnet. In dieser Stellung ist der Rahmen 28 durch einen Verriegelungsmechanismus 79 (Fig. 9) gegen Verschwenken gesichert. Dieser umfaßt auf jeder Seite das Rahmens 28 jeweils einen Verriegelungs-nocken 80, der hinter dem Rahmen 28 (in Auslenkrichtung gesehen) in dem Gehäuse 29 an einem horizontalen Drehzapfen 81 drehbar angeordnet ist und der in seiner Verriegelungsstellung gegen eine seitlich am Rahmen 28 montier-te Führungsrolle 82 drückt und somit eine Auslenkung des Rahmens 28 verhindert. Dabei wird der Verriegelungsnocken 80 durch ein Verriegelungsge-stänge 84 gegen Verdrehen gesichert, das sich aus zwei drehbar mittels eines Drehzapfens 86 miteinander verbundenen Streben zusammensetzt, von denen eine drehbar an einem Hebelarm oberhalb des Drehzapfens 81 an der Verrie- gelungsnocken 80 gelagert ist und die andere in hinteren Bereich des Gehäu-ses 29. In der Verriegelungsstellung des Verriegelungsnockens 80 sind die beiden Streben in dem Drehgelenk 86 auf einer Linie ausgerichtet und bilden eine starre Verbindung zwischen dem Verriegelungsnocken 80 und dem Gehäuse 29.

Um in der Schließstellung ein Verdrehen der beiden Streben des Verriege-lungsgestänges 84 gegeneinander zu verhindern, weist der Drehzapfen 86 vorteilhaft ein seitlich hervorstehendes Ende auf, das in einer entsprechenden Einbuchtung 88 eines Verriegelungshebels 90 gegen vertikales Verschieben nach unten gesichert ist, wobei ein Verschieben nach oben durch einen federvorgespannten Hebel 89 verhindert wird, der an dem Verriegelungshebel 90 montiert ist und gegen einen seitlichen Nocken 102 an dem Verrriegelungs-gestänge 84 drückt. Der Verriegelungshebel 90 ist vorteilhaft als Kipphebel ausgebildet, der an einem Drehgelenk 92 vertikal verkippbar an dem Gehäuse 29 montiert ist. Er weist an seinem, der Einbuchtung entgegengesetzten Ende ein Langloch 94 auf, in den ein Führungszapfen 96 des Führungselementes 74 eingreift. Dieser Führungszapfen 96 verhindert folglich ein Verkippen des Verriegelungshebels 90, da das Führungselement 74 aufgrund des Verriege-lungsblocks 76 in Schließstellung des Rahmens 28 nicht relativ zu der Trag-konstruktion 64 bewegbar ist.

Soll der Rahmen 28 in seine Freigabestellung geschwenkt werden, wird zunächst der Verriegelungsblock 76 aus seiner Position zwischen dem Füh-rungselement 74 und dem oberen Rand des Gehäuses 29 entfernt (Fig. 10.b). Dies kann durch einen Hydraulikzylinder 98 erfolgen, der den Verriegelungs-block 76 seitlich aus seiner Position verschiebt. Gleichzeitig wird die Tragkon-struktion 64 durch einen weiteren Verriegelungsblock 100 nach oben gegen die Schienen 68 abgestützt, so daß die Tragkonstruktion 64 gegen Anheben gesichert ist. Beim Betätigen des Hydraulikzylinders 70 vollführt nun lediglich das Führungselement 74 eine Bewegung nach oben, ohne daß die Tragkon-struktion 64 mit dem Beschickungsschacht 14 angehoben wird. Durch die Aufwärtsbewegung des Führungselementes 74 verkippt der Führungszapfen 96 den Verriegelungshebel 90 und der Drehzapfen 86 wird frei gegeben. Gleich- zeitig übt der federvorgespannte Hebel 89 eine Kraft auf die seitlich an dem Verriegelungsgestänge 84 angeordnete Nocke 102, so daß das Drehgelenk 86 nach unten ausgelenkt wird und dadurch die Verriegelung des Verriegelungs-nockens 80 aufgehoben wird.

Der Rahmen 28 erfährt dann aufgrund des Drehmomentes, das das Chargier-gut auf die Rückhaltefinger 20 ausübt, und der Federkraft eines an der Trag-konstruktion 64 montierten Federelementes 104 eine seitliche Auslenkung, wobei die Führungsrolle 82 den Verriegelungsnocken 80 verkippt. Die Füh-rungsrolle 82 kann dadurch nach hinten ausschwenken und hinter ein Kur-venglied 106 eingreifen, das die Auslenkung des Rahmens 28 bei dessen Anheben bewirkt. Der Verriegelungsnocken 80 wird anschließend durch ein an dem Gehäuse montiertes Federelement 108 in seine Verriegelungsposition zuröckgestellt, wobei das Verriegelungsgestänge 84 in seine Verriegelungs-position wieder einnimmt.

Wird das Führungselement 74 nun durch den Hydraulikzylinder 70 weiter angehoben, so drückt das Führungselement 74 von unten gegen die Ver-schiebbare Lagerbuchse 78 und der Rahmen 28 wird angehoben (Fig. 10.c). Dabei wird die Führungsrolle 82 an dem Kurvenglied 106 entlang geführt, so daß der Rahmen 28 an seinem unteren Ende weiter ausgelenkt wird und seine Freigabestellung einnimmt. Hat der Rahmen 28 seine höchste Stellung erreicht, wird die Führungsrolle 82 von dem Kurvenglied 106 freigegeben und der Rahmen 28 wird von einer Führungsrolle 110, die im oberen Bereich des Gehäuses 29 hinter dem Rahmen 28 angebracht ist, derart in Richtung des Beschickungsschacht 14 bewegt, daß die Führungsrolle 82 auf der Vorderseite des Kurvenglieds 106 eingreift.

Anschließend kann das Führungselement 74 mittels Hydraulikzylinder 70 wieder abgesenkt werden, wobei auch die Lagerbuchsen 78 und der Rahmen 28 nach unten in ihre Grundstellung verfahren werden. Das Kurvenglied 106 und der Verriegelungsnocken 80 bewirken dabei ein gleichzeitiges Zurück-schwenken des Rahmens 28 in seine senkrechte Position, so daß die Füh-rungsrolle 82 wiederum hinter dem Verriegelungsnocken 80 einrastet. Es ist zu bemerken, daß mit dem Absenken des Führungselementes 74 auch der Zapfen 96 nach unten bewegt wird, wobei dieser in dem Langloch 94 des Verriege-lungshebels 90 entlanggleitet und den Verriegelungshebel 90 in seine Verriege-lungsposition zurückdreht. Die gesamte Rückhaltevorrichtung 16 ist somit wiederum verriegelt und nach Einschieben des Verriegelungsblocks 76 zwi-schen das Führungselement 74 und das Gehäuse 29 kann erneut die gesamte Tragkonstruktion 64 durch den Hydraulikzylinder 70 angehoben werden.

Claims (13)

1. Chargiergutvorwärmer (4) zum Vorwärmen von Chargiergut für ein metall-urgisches Schmelzaggregat (2), umfassend einen Beschickungsschacht (14) zur Aufnahme des Chargiergutes, der in seinem oberen Bereich eine Beschickungsöffnung aufweist und an seinem unteren Ende eine Einmündung in das Schmelzaggregat (2) ausbildet; eine Tragkonstruktion (64) zum Tragen des Beschickungsschachtes (14) oberhalb des Schmelzaggregates (2), so daß Beschickungsschacht (14) und Schmelzaggregat (2) relativ zueinander bewegbar sind; Rückhaltefinger (20) im unteren Bereich des Beschickungsschachtes (14), die durch mindestens ein Stellglied aus einer Schließstellung, in der sie die Einmündung in das Schmelzaggregat (2) für Chargiergut zumindest teilwei-se verschließen und Chargiergut im Beschickungsschacht (14) zurückhal-ten, in eine Freigabestellung bewegbar sind, in der sich Chargiergut aus dem Beschickungsschacht (14) in das Schmelzaggregat (2) entleeren kann, gekennzeichnet durch einen Rahmen (28) in den jeweils mehrere Rückhaltefinger (20) montiert sind, wobei dieser Rahmen (28) derart in die Tragkonstruktion (64) des Be-schickungsschachtes (14) montiert ist, daß er eine vertikale Bewegungs-freiheit aufweist; und ein von der Tragkonstruktion (64) des Beschickungsschachtes (14) statisch unabhängiges Auflager (32), auf welches sich der in der Tragkonstruktion (64) des Beschickungsschachtes (14) vertikal bewegliche Rahmen (28) bei Schließstellung der Rückhaltefinger (20) zum Übertragen der auf die Finger einwirkenden Kräfte abstützt.

2. Chargiergutvorwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Rückhaltefinger (20) schwenkbar im Rahmen (28) gelagert sind, wobei die einzelnen Rückhaltefinger (20) jeweils einen eigenen Schwen- kantrieb (54, 52) zum Schwenken aus der Schließstellung in die Freigabe-stellung und zurück aufweisen.

3. Chargiergutvorwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (28) schwenkbar in der Tragkonstruktion (64) des Beschickungs-schachtes (14) gelagert ist, derart daß in einer ersten Stellung die Rückhal-tefinger (20) in Schließstellung und in einer zweiten Stellung die Rückhalte-finger (20) in Freigabestellung stehen.

4. Chargiergutvorwärmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Mittel (70, 72) zum Anheben des Rahmens (28) relativ zum Beschik-kungsschacht (14).

5. Chargiergutvorwärmer nach Anspruch 3 und 4, gekennzeichnet durch Mittel (82, 106) zum Umlenkan einer Anhebebewegung des Rahmens (28) in eine Schwenkbewegung des Rahmens (28), derart daß das Anheben des Rahmens (28) relativ zum Beschickungsschacht (14) gleichzeitig eine Schwenkbewegung des Rahmens (28) von der ersten Stellung in die zweite Stellung bewirkt.

6. Chargiergutvorwärmer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Anheben des Rahmens (28) einen Hydraulikzylinder umfassen.

7. Chargiergutvorwärmer nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Vorrichtung ein Antriebsmittel (70) zum Anheben der Tragkonstruktion (64) des Beschickungsschachtes (14) relativ zu dem Schmelzaggregat (2), ge-kennzeichnet durch ein Umschaltmittel (76, 98, 100) zum Umschalten der Antriebskraft des Antriebsmittels (70) zwischen der Tragkonstruktion (64) und dem Rahmen (28), so daß in einer ersten Stellung der Umschaltmittel (76, 98, 100) die Tragkonstruktion (64) bezüglich des Schmelzaggregates (2) angehoben wird, und in einer zweiten Stellung der Umschaltmittel (76, 98, 100) der Rahmen (28) bezüglich der Tragkonstruktion (64) angehoben wird.

8. Chargiergutvorwärmer nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch eine Verriegelungsvorrichtung (79) zum Verriegeln des Rahmens (28) in seiner Schließstellung, wobei die Verriegelungsvorrichtung (79) durch Anheben des Rahmens (28) bezüglich der Tragkonstruktion (64) entriegelbar ist.

9. Chargiergutvorwärmer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Kulissenführung für den Rahmen (28) in der Tragkonstruktion (64) des Beschickungsschachtes (14).

10. Chargiergutvorwärmer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge-kennzeichnet, daß das Auflager (32) für den Rahmen (28) durch das Schmelzaggregat (2) ausgebildet wird.

11. Chargiergutvorwärmer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge-kennzeichnet, daß das Auflager (32) für den Rahmen (28) durch ein sepa-rates Stützelement (34, 36) ausgebildet wird.

12. Chargiergutvorwärmer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflager (32) Stoßdämpfmittel (38, 56) umfaßt.

13. Chargiergutvorwärmer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (28) Stoßdämpfmittel (42) umfaßt.