WO1998046955A2 - Vorrichtung zum chargieren eines chargiergutvorwärmers an einem lichtbogenofen - Google Patents

Vorrichtung zum chargieren eines chargiergutvorwärmers an einem lichtbogenofen Download PDF

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WO1998046955A2
WO1998046955A2 PCT/EP1998/001861 EP9801861W WO9846955A2 WO 1998046955 A2 WO1998046955 A2 WO 1998046955A2 EP 9801861 W EP9801861 W EP 9801861W WO 9846955 A2 WO9846955 A2 WO 9846955A2
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preheater
charging
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cargo
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PCT/EP1998/001861
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Inventor
Klaus Von Ploetz
André Kremer
Original Assignee
Paul Wurth S.A.
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0025—Charging or loading melting furnaces with material in the solid state
    • F27D3/0031—Charging with tiltable dumpers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D13/00—Apparatus for preheating charges; Arrangements for preheating charges
    • F27D13/002—Preheating scrap

Definitions

  • the present invention relates to a device for charging a charge material preheater on an arc furnace.
  • a charge preheater In order to accelerate the melting process and reduce the consumption of electrical energy, modern arc furnaces e.g. For melting steel scrap, a charge preheater is often used, in which the charge is temporarily stored and preheated in the electric arc furnace before the actual charging.
  • a charge preheater generally comprises an essentially vertical shaft which forms a junction at the edge of the arc furnace in its cover or side wall, and a retaining device for the charge to be placed in the junction.
  • the batching material temporarily stored in the shaft is then preheated by passing the hot process gases generated during the instantaneous melting process through the shaft and the batching material stored therein and discharging it at its upper end.
  • the charging material preheater is loaded via a loading opening in the upper area of the shaft, which is closed with a hood outside the loading process.
  • the hood In order to load the charge preheater, the hood is generally moved away to the side, so that the loading opening is completely opened.
  • a charge goods container with lower material flaps is then positioned over the loading opening, after which the material flaps are folded away to the side, so that the charge material falls into the charge material preheater. Since the charge material in the charge material container is strongly compressed under its own weight, it has a tendency to expand laterally when the material flaps are opened.
  • a device for charging a charge material preheater on an electric arc furnace having an upper loading opening, with a charge material container which can be positioned over the loading opening of the charge material preheater and which has an outlet opening in its lower region which is provided by a retaining device for the cargo can be closed.
  • the charge material container and the charge material preheater are designed in such a way that the charge material container forms a substantially continuous shaft during charging together with the charge material preheater, part of the shaft being formed by the open retaining device.
  • the inventive design of the charge container and the charge preheater has the effect that the transition between the charge container and the charge preheater is essentially completely enclosed on the side after the restraint device has been opened, so that the charge can no longer fall past the loading opening.
  • the open retention device is advantageously involved in the formation of the enclosure, so that the transition between the charge material container and the charge material preheater is completely released and the charge material can pass undisturbed from the charge material container into the charge material preheater within the enclosure.
  • the charge preheater forms in the area of the loading opening a loading frame which is open on one side and extends essentially upwards and into which the charge container can be moved, and the retaining device of the charge container is designed in such a way that the loading frame is in its open position on its open side.
  • the loading frame consequently surrounds the transition between the charge goods container and the charge goods preheater over the largest part of its circumference, with only one side of the charge goods preheater leaving an opening in the surround through which the charge goods container can be inserted horizontally into the enclosure.
  • the border is then closed on the open side, so that all-round protection against falling is formed.
  • an all-round loading frame into which the cargo container is inserted vertically from above, also provides effective protection against falling cargo.
  • a device because of the vertical insertion of the cargo container, such a device has a significantly higher vertical space requirement.
  • the retention device remains in the drop channel formed for the cargo.
  • the retention device is advantageously involved in the formation of the drop channel and consequently releases it completely, so that the charge can pass freely from the charge container into the charge preheater.
  • the charging frame is preferably arranged on the side of the charge preheater facing the electrodes (on the electrode side) and the adjacent sides, ie it is preferably open on the side of the charge preheater facing away from the electrodes (back). Since, in particular, the charge falling down on the electrode side is particularly critical with regard to high-voltage flashovers, this can ensure that no charge falls on the side of the charge preheater facing the electrodes, even if the opening of the casing is not completely closed. The operationally uneconomical shutdown of the high voltage when charging the batch preheater can thus be omitted.
  • the retaining device preferably has a first material flap which can be pivoted about a substantially horizontal axis of rotation between a closed position and a release position, the outlet opening of the charge material container being closed in the closed position by the first material flap and being released in the release position.
  • the first material flap is designed in such a way that in its closed position it absorbs the vertical forces exerted by the cargo. In contrast to conventional restraint devices with two symmetrical material flaps, this restraint device is opened by folding away the first material flap on one side. The open restraint therefore extends only on one side of the cargo container, so that no additional space is required on the opposite side.
  • a cargo container designed in this way is consequently particularly well suited for entry into a loading frame, the batch container advantageously being rotated such that the opened material flap extends on the open side of the loading frame.
  • the material flap is advantageously mounted on the axis of rotation by means of rotating arms, the rotating arms being designed as wings which, when the material flap is open, form a lateral guide for the charging material below the outlet opening of the charge goods container.
  • This lateral guidance for the batch material prevents batch material from escaping between the material flap and the loading frame, for example if the opening in the batch frame is not completely closed by the material flap and falls down on the batch material preheater.
  • the retaining device has a second material flap which is integrated into the container wall on the side of the charge material container facing the electrodes and which can be pivoted back and forth between a closed position and a release position, the second material flap being in its position Closed position in extends essentially in alignment with the container wall so that it absorbs the horizontal forces exerted by the goods to be loaded, and opens up in its release position in the direction of the loading frame, so that the outlet opening of the goods to be loaded enlarges and the loading of the goods to be dropped out of the goods to be loaded is considerably facilitated becomes.
  • the second material flap can rest, for example, in its release position on the inner wall of the loading frame.
  • the second material flap has lateral wings which, in the closed position of the material flap, extend along the side walls of the cargo container and which, in the release position of the material apex, essentially cover the gap between the side walls of the cargo container and the second material flap.
  • the device for charging a charge preheater advantageously has a releasable locking device for locking the retaining device in its closed position and an unlocking device for automatically unlocking the locking device when the charge goods container is positioned over the loading opening.
  • the loading opening can be closed by a hood which is articulated on the side of the loading frame facing the electrodes in such a way that it can be folded up into a substantially vertical position.
  • the hood provides additional protection on the electrode side against falling material.
  • the essentially vertical position of the hood means that the open hood requires very little space.
  • the lateral space requirement of the opened hood is reduced to a minimum, the hood also extending essentially flush with the wall of the charge preheater and consequently the area above the electrodes remaining free.
  • the melting furnace can consequently continue to be operated with the hood open, since there is no risk of the electrodes bumping into the opened hood even when the electrodes are raised automatically.
  • the hood extends in an open netem condition vertically not beyond the charge container so that the vertical space requirement of the entire system is not increased.
  • the charge material preheater is preferably designed in such a way that a suction device for the process gases forms a suction opening on the side in the loading frame.
  • the proposed device enables suction of the process gases even when the hood is open.
  • the positioning of the charge material container above the loading opening of the charge material preheater is preferably carried out by a device for positioning the charge material container above the loading opening of the charge material preheater.
  • a device for positioning can comprise, for example, a rail-guided carriage which receives the cargo container and moves it into the loading frame from the side facing away from the electrodes.
  • the carriage is preferably also used to transport the entire shaft if it has to be removed for repair work on the furnace.
  • the positioning device comprises an elevator device arranged behind the charge material preheater, which picks up the charge goods container in a lower position and then raises it to the height of the loading opening.
  • the charge goods container is preferably received by extendable arms which position the charge goods container in its raised position above the loading opening of the charge material preheater.
  • 1 a side view of a device according to the invention during the positioning of the charge goods container above the loading opening of the charge goods preheater
  • 2 a side view of the device of FIG. 1, with the cargo container being in its charging position (opened cargo container)
  • FIGS. 1 and 2 show the mode of operation of a device according to the invention for charging 2 a charge preheater 4. Only the upper part of the charging material preheater 4 with the charging opening 6 can be seen.
  • the charge material is brought into a preferably rectangular charge material container 8, which is positioned above the loading opening 6 for charging the charge material preheater 4.
  • the charge goods container 8 In its lower area, the charge goods container 8 has a retaining device 10, which is opened after positioning, so that a lower outlet opening 11 of the charge goods container 8 is opened and the charge goods fall into the loading opening 6 of the charge material preheater 4.
  • the charge material container 8 and the charge material preheater 4 are designed in such a way that the charge material container 8 forms a substantially continuous shaft during charging together with the charge material preheater 4, part of the shaft being formed by the retaining device 10.
  • the transition between the charge material container 8 and the charge material preheater 4 is essentially completely enclosed on the side after opening of the retaining device 10, so that charge material falling past the loading opening 6 is no longer possible.
  • the charge preheater 4 has in its upper area, for example, a loading frame 12 which is open on one side and which is located in the extends essentially upward and surrounds the feed opening 6 of the charge preheater 4, leaving one side 14 free.
  • the cross section of the loading frame 12 will generally be adapted to the cross section of the charge preheater 4 or the loading opening 6, so that, for example, in the case of a rectangular loading opening 6, the loading frame 12 is designed as a three-sided frame.
  • the open side 14 of the loading frame 12 is preferably arranged on the side of the charge material preheater 4 facing away from the electrodes, ie the back of the charge material preheater 4 (in FIGS. 1 and 2 on the left side of the charge material preheater 4).
  • this open side 14 of the loading frame 12 is closed off by the open retaining device 10 of the charge material container 8, so that an all-round bordering of the transition between the charge material container 8 and the charge material preheater 4 is formed.
  • the width of the open side 14 of the loading frame 12 essentially corresponds to the width of the retaining device 10.
  • the loading frame 12 is preferably designed such that a suction device for the process gases (not shown) forms a suction opening 15 laterally in the loading frame 12.
  • a suction device for the process gases (not shown) forms a suction opening 15 laterally in the loading frame 12.
  • the proposed device enables the process gases to be suctioned off even during charging.
  • the retaining device 10 shown has a first material flap 16 which can be pivoted about an essentially horizontal axis of rotation 18 between a closing position (see FIG. 1) and a release position (see FIG. 2).
  • the first material flap 16 is designed in such a way that it completely closes the outlet opening 11 in its closed position and consequently absorbs the vertical forces exerted by the cargo.
  • the first material flap 16 is pivoted laterally upward about the axis of rotation 18, so that the opened retaining device 10 extends only on one side (the back) of the charge container 8, while no additional space is required on the opposite side.
  • the rear space requirement of the opened material flap 16 can also be limited. This is achieved in the embodiment shown in that it is angled slightly upward in its rear area (see
  • the first material flap 16 is advantageously mounted on the axis of rotation 18 by means of rotary arms, which are designed as side wings 20. When the material crate is open, these wings 20 form on the side facing away from the electrodes below the outlet opening 11 of the charge material container 8 a lateral guide for the charge material, which prevents charge material from escaping between the first material flap 16 and the loading frame 12.
  • the lateral guidance for the charge material also enables a particularly compact configuration of the loading frame 12.
  • the loading frame 12 shown in the figures is, for example, designed to slope downwards towards its rear side. This means that the loading frame 12 on the side of the charge preheater 4 facing away from the electrodes (rear side) has a lower overall height than on the side facing the electrodes (electrode side) and the side walls of the loading frame 12 are designed trapezoidal.
  • the cargo container 8 When the cargo container 8 is retracted, its outlet opening 11 lies in the rear area above the loading frame 12, ie in this area the transition between the outlet opening 11 of the cargo container 8 and the loading opening 6 of the batch preheater 4 is not laterally bordered by the loading frame 12.
  • its low overall height on the back has an advantageous effect on the design. device of a cover 22 for covering the loading frame 12 and the loading opening 6 from.
  • Such a cover 22 must close the loading frame 12 both on its upper side and on its rear opening 14 between the charging phases and, for this reason, has an angled portion 24 adapted to the opening 14 in the area assigned to the rear side. Because of the low overall height on the back of the loading frame 12, this bend 24 can be dimensioned quite small, so that the cover 22 has a very compact overall design.
  • the cover 22 in its folded-up position represents additional protection on the electrode side against falling material.
  • the essentially vertical position of the cover 22 results in an extremely small space requirement for the opened cover 22, the area above the electrodes remaining free, so that even when the electrodes are automatically raised during operation of the arc furnace, there is no danger of the electrodes bumping the open hood 22 exists.
  • the retaining device 10 shown can have a second material flap 26, which is integrated into the container wall on the side of the charge material container 8 facing the electrodes.
  • This second flap of material 26 is preferably about a substantially horizontal axis of rotation 28 between a closed position (Fig. 1) and a release position (Fig. 2) back and forth ⁇ pivotally wherein it extends in its closed position substantially in alignment with the container wall.
  • the second material flap 26 opens in the lower region in the direction of the loading frame 12, so that the outlet opening 11 of the charge material container 8 increases. ßers and the falling out of the cargo from the cargo container 8 is facilitated.
  • the second material flap 26 preferably has lateral wings 30 which, in the closed position of the material flap 26, extend along the side walls of the cargo container 8 and which, in the release position of the material flap 26, the gap between the side walls of the cargo container 8 and the second material flap 26 cover up.
  • the charge material container 8 as an alternative to the second material flap 26, can have a fixed bevel on the side facing the electrodes, so that the outlet opening 11 of the charge material container 8 increases downwards and towards the electrode.
  • the first 16 and the second 26 material flap are preferably designed in such a way that they assume their respective release position under the weight of the cargo and, after emptying the charge container 8, assume their respective firing position under their own weight. This can be achieved, for example, by a suitable weight distribution of the flaps, additional weights possibly being attached to the flaps.
  • the two material flaps 16 and 26 are then locked in their closed position by means of a locking device 32.
  • the locking device 32 is preferably designed in such a way that it automatically locks the material flaps 16, 26 in their respective closed positions after the charge goods container 8 has been emptied.
  • Such a locking device 32 is advantageously arranged on the side of the charge goods container 8, with a lock being generally provided on both sides of the charge goods container 8 because of the high forces to be absorbed.
  • a first locking lever 34 is articulated with a first end 36 on the side wall of the cargo container 8 such that it can be pivoted parallel to the side wall. With its second, free end 38, the first locking lever 34 engages a locking pin 40 which extends laterally on the wing 20 of the first material flap 16 to the outside. The locking pin 40 is mounted on the wing 20 such that a torque can be exerted in the closing direction on the first material flap 16 by pivoting the first locking lever 34 into its locking position.
  • a second locking lever 42 is likewise articulated with a first end 44 on the side wall of the charge material container 8 in such a way that it can be pivoted parallel to the side wall.
  • the second locking lever 42 engages an extension 48 of the wing 30 of the second material flap 26.
  • the boom 48 is mounted on the wing 30 in such a way that a torque can be exerted in the closing direction on the second material flap 26 by pivoting the second locking lever 42 into its locking position.
  • the second end 46 of the second locking lever 42 can alternatively engage a locking pin which is suitably attached to the second material flap 26.
  • the articulation points 50 and 52 of the first locking lever 34 and the second locking lever 42 are preferably selected so that the respective free ends 38 and 46 of the locking lever are moved apart into their respective locking position when the locking lever 34, 42 is moved, whereby they move over the Dead center swiveled vertically below the respective pivot point. In the locking position, the two locking levers are then slightly inclined relative to the vertical.
  • the locking levers 34, 42 are actuated by a toggle lever system with two struts 54, 54 ', which is arranged between the two locking levers, engages them and locks them in their respective locking position. Since the two material flaps 16 and 26 are designed to be self-closing and pivot the two locking levers under their own weight into a substantially vertical position, the toggle lever system 54, 54 'only has to exert a force which is sufficient for the two locking levers 34, 42 above theirs deflect the respective dead center. This can be done, for example, by a simple spring element 56 that engages on the one hand on the side wall of the charge goods container 8 and on the other hand on one of the struts 54, 54 'of the toggle lever system.
  • the spring element is supported by a locking support 55, which is attached to the wing 20 of the first material flap 16 and which, for example, presses the struts 54, 54 'of the toggle lever system onto the floor when the charge goods container 8 is set down, and the locking mechanism moves reliably beyond the dead center .
  • the charge goods container 8 is provided with an unlocking device which, in a preferred embodiment, automatically unlocks the locking device 32 when the charge goods container 8 is positioned over the loading opening.
  • the locking device 32 comprises, for example, a rocker arm 58 which is pivotally articulated in its central region on the side wall of the charge material container 8 and whose first end 60 engages in a claw which is mounted under the strut 54 'of the toggle lever system.
  • the second end 64 of the rocker arm 58 is connected in an articulated manner to a release arm 66 which is mounted on the electrode-side container wall in a vertically displaceable manner and which has a flange 68 projecting in the lower region on the electrode side.
  • the trigger arm 66 is designed such that the projecting flange 68 rests on the electrode-side upper edge of the loading frame 12 when the charge container 8 has been moved into the loading frame 12. If the cargo container 8 is then lowered, the trigger arm 66 moves relative to the cargo container 8 and as a result of which the rocker arm 58 pivots about its articulation point. The first end 60 of the rocker arm 58 consequently undergoes a downward movement which is transmitted to the strut 54 'via the claw 62 and deflects this strut 54' downward, so that the two struts 54 and 54 'are angled towards one another and the locking device 32 unlocks becomes.
  • the positioning of the charge material container 8 over the loading opening 6 of the charge material preheater 4 is often done in conventional arc furnaces by means of a crane which is designed for universal load transport. With such a crane, however, the exact positioning of the charge container 8 is extremely difficult and very time-consuming.
  • a separate device 70 is preferably provided for positioning the charge goods container 8 above the loading opening 6 of the charge goods preheater 4, which significantly facilitates exact positioning. This then enables the charging material preheater 4 to be charged completely independently of the indoor crane.
  • a positioning device is shown in FIG. 3. It comprises a guided device, e.g. a rail-guided carriage 72, which is moved towards the rear of the charge preheater 4.
  • the carriage 72 is preferably guided on rails 74 which are arranged above the floor platform and which are usually provided for the removal of the charge preheater 4.
  • the carriage 72 comprises a frame 76 with two lateral, extending arms 78, between which a receiving space for the charge container 8 is formed.
  • a receiving device 80 for the charge goods container 8 Arranged in the receiving space on the inner sides of the extension arms 78 is a receiving device 80 for the charge goods container 8, which can take the charge goods container 8 and preferably raise and lower it vertically.
  • the vertical movement amplitude of the cargo container 8 is to be adapted to the displacement amplitude of the release arm 66 of the unlocking device relative to the cargo container 8.
  • the receiving device 80 of the carriage 72 is preferably designed such that the entire batch preheater 4 can be picked up and raised. In this case, the carriage 72 can also be used to transport the entire charge preheater 4 serve if this must be removed due to repair work on the furnace.
  • the positioning device 70 comprises an elevator device arranged behind the charge preheater 4.
  • This comprises a tower 82, preferably rotatably mounted on a base 81, on which a carriage 84 is mounted so as to be vertically movable.
  • Booms 86 are arranged on the carriage 84, which can be extended in the direction of the charge material preheater 4 and which accommodate the charge material container 8.
  • the cantilevers are preferably designed in such a way that they can accommodate a cargo container 8 at each of their ends. This makes it possible to raise two batch containers 8 to the batch height at the same time and to empty them into the batch preheater 4 in a very short time.
  • the boom 86 is extended, the cargo container 8 moved up to the tower 82 forms a counterweight to the extended cargo container 8.
  • the carriage 84 moves into its lower position and the boom 86 is extended in the direction facing away from the electric arc furnace and a cargo container 8 placed on the side of the platform is picked up.
  • the tower 82 is then rotated on its base by 180 ° and a second charge container 8 is received in the same way. Thereafter, the two loaded goods containers 8 are lifted vertically by moving the carriage 84 until the required charging height is reached.
  • the arms 86 are extended essentially horizontally in the direction of the charge material preheater 4, the first charge material container 8 being inserted into the loading frame 12 on the side facing away from the electrodes. Then the locking device 32 is unlocked by slightly lowering the charge container 8.
  • the tower 82 rotates again and the second batch 8 is positioned and emptied in the same manner over the loading opening 6.
  • an alternative embodiment of the cover 22 is also shown in FIG. 4. This is articulated on the charge material preheater 4 in such a way that when it is opened it folds downward on the side of the charge material preheater 4 facing away from the electrodes. Such a hood has the advantage that in the open state it does not take up any space on the electrode side.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers (4) mit einer oberen Beschickungsöffnung (6) an einem Lichtbogenofen vorgestellt. Die Vorrichtung weist einen Chargiergutbehälter (8) auf, der über der Beschickungsöffnung (6) des Chargiergutvorwärmers (4) positionierbar ist und der in seinem unteren Bereich eine Auslaßöffnung (11) aufweist, die durch eine Rückhaltevorrichtung (10) für das Chargiergut verschließbar ist. Der Chargiergutbehälter (8) und der Chargiergutvorwärmer (4) sind derart ausgestaltet, daß der Chargiergutbehälter (8) beim Chargieren zusammen mit dem Chargiergutvorwärmer (4) einen im wesentlichen durchgehenden Schacht ausbilden, wobei ein Teil des Schachtes durch die Rückhaltevorrichtung (10) ausgebildet wird.

Description

Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers an einem Lichtbogenofen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers an einem Lichtbogenofen.
Um den Einschmelzprozeß zu beschleunigen und den Verbrauch an elektrischer Energie zu reduzieren, weisen moderne Lichtbogenöfen z.B. zum Einschmelzen von Stahlschrott häufig einen Chargiergutvorwärmer auf, in dem das Chargiergut vor dem eigentlichen Chargieren in den Lichtbogenofen zwischengelagert und vorgewärmt wird. Ein solcher Chargiergutvorwärmer umfaßt im allgemeinen einen im wesentlichen senkrechten Schacht, der am Rand des Lichtbogenofens in dessen Deckel oder Seitenwand eine Einmün- düng ausbildet, und eine in der Einmündung angebrachte Rückhaltevorrichtung für das Chargiergut. Die Vorwärmung des in dem Schacht zwischengespeicherten Chargiergutes erfolgt dann indem die beim dem momentanen Einschmelzvorgang entstehenden heißen Prozeßgase durch den Schacht und das darin gespeicherte Chargiergut geleitet werden und an dessen oberen Ende abgeführt werden.
Die Beschickung des Chargiergutvorwärmers geschieht über eine Beschik- kungsöffnung im oberen Bereich des Schachtes, die außerhalb des Beschik- kungsvorganges mit einer Haube verschlossen ist. Zur Beschickung des Chargiergutvorwärmers wird die Haube im aligemeinen seitlich weggefahren, so daß die Beschickungsöffnung vollständig freigegeben wird. Mittels des Hallenkrans wird anschließend ein mit Chargiergut gefüllter Chargiergutbehälter mit unteren Materialklappen über der Beschickungsöffnung positioniert, wonach die Materialklappen seitlich weggeklappt werden, so daß das Chargiergut in den Chargiergutvorwärmer hineinfällt. Da das Chargiergut in dem Chargiergutbehälter unter seinem eigenen Gewicht stark komprimiert wird, besitzt es beim Öffnen der Materialklappen die Tendenz sich seitlich auszudehnen. Dadurch kommt es beim Wegklappen der Materialklappen häufig vor, daß Chargiergut an der Beschickungsöffnung des Chargiergutvorwärmers vorbeifällt und seitlich an diesem herunterfällt. Dieses Vorbeifallen des Chargiergutes an dem Chargiergutvorwärmer birgt dabei einerseits Risiken für die darunterliegenden Komponenten des Schmelzofens, da diese durch den Aufschlag von Schrotteileπ beschädigt oder gar zerstört werden können. Andererseits besteht die Gefahr von Überschlägen der an die Elektroden des Ofens angelegten Hochspannung, so daß diese beim Beschik- kungsvorgang des Chargiergutvorwärmers abgeschaltet werden muß.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, eine Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers vorzuschlagen, bei der ein Vorbeifal- len des Chargiergutes an der Beschickungsöffnung wirksam vermieden werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers an einem Lichtbogenofen, wobei der Chargiergutvorwärmer eine obere Beschickungsöffnung aufweist, mit einem Chargiergutbehälter der über der Beschickungsöffnung des Chargiergutvorwärmers positionierbar ist und der in seinem unteren Bereich eine Auslaßöffnung aufweist, die durch eine Rückhaltevorrichtung für das Chargiergut verschließbar ist. Der Chargiergutbehälter und der Chargiergutvorwärmer sind dabei derart ausgestaltet, daß der Chargiergutbehälter beim Chargieren zusammen mit den Chargiergutvorwärmer einen im wesentlichen durchgehenden Schacht ausbilden, wobei ein Teil des Schachtes durch die geöffnete Rückhaltevorrichtung ausgebildet wird. Die erfiπdungsgemäße Ausgestaltung des Chargiergutbehälters und des Chargiergutvorwärmers bewirkt, daß der Übergang zwischen dem Chargiergutbehälter und dem Chargiergutvorwärmer nach dem Öffnen der Rückhaltevorrichtung seitlich im wesentlichen vollständig eingefaßt ist, so daß ein Vorbeifallen von Chargiergut an der Beschickungsöffnung nicht länger möglich ist. Die geöffnete Rückhaltevorrichtung ist dabei vorteilhaft an der Bildung der Einfassung beteiligt, so daß der Übergang zwischen dem Chargiergutbehälter und dem Chargiergutvorwärmer vollständig freigegeben wird und das Chargiergut innerhalb der Einfassung ungestört von dem Chargiergutbehälter in den Chargiergutvorwärmer übertreten kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung bildet der Chargiergutvorwärmer in dem Bereich der Beschickungsöffnung einen einseitig offenen Beschickungsrahmen aus, der sich im wesentlichen nach oben erstreckt und in den der Chargiergutbehälter einfahrbar ist, und die Rückhaltevorrichtung des Chargiergutbehälters ist derart ausgestaltet, daß sie in ihrer geöffneten Position den Beschickungsrahmen an seiner offenen Seite abschließt. Durch den Beschickungsrahmen wird der Übergang zwischen dem Chargiergutbehälter und dem Chargiergutvorwärmer folglich auf dem größten Teil seines Umfanges eingefaßt, wobei lediglich an einer Seite des Chargiergutvorwärmers eine Öffnung in der Einfas- sung verbleibt, durch die der Chargiergutbehälter horizontal in die Einfassung eingefahren werden kann. Durch Öffnen der Rückhaltevorrichtung wird die Einfassung anschließend an der offenen Seite abgeschlossen, so daß ein allseitiger Schutz gegen Herabfallen gebildet wird.
Es ist anzumerken, daß im Prinzip auch ein allseitiger Beschickungsrahmen, in den der Chargiergutbehälter von oben vertikal eingeführt wird, ebenfalls einen wirksamen Schutz gegen herabfallendes Chargiergut ausbildet. Allerdings weist eine solche Vorrichtung wegen des vertikalen Einführeπs des Chargiergutbehälters einen wesentlich höheren vertikalen Platzbedarf auf. Darüber hinaus verbleibt bei einer derartigen Vorrichtung die Rückhaltevorrichtung in dem gebildeten Fallkanal für das Chargiergut. Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung ist die Rückhaitevorrichtung vorteilhaft an der Bildung des Fallkanals beteiligt und gibt diesen folglich völlig frei, so daß das Chargiergut ungehindert von dem Chargiergutbehälter in den Chargiergutvorwärmer übertreten kann.
Der Beschickungsrahmen ist bevorzugt auf der den Elektroden zugewandten Seite des Chargiergutvorwärmers (elektrodenseitig) und den angrenzenden Seiten angeordnet, d.h. er ist bevorzugt auf der den Elektroden abgewandten Seite des Chargiergutvorwärmers (rückseitig) offen. Da vor allem elektrodenseitig herabfallendes Chargiergut bezüglich Hochspannungsüberschlägen besonders kritisch ist, kann hierdurch sichergestellt werden, daß selbst bei nicht vollständig verschlossener Öffnung der Einfassung, kein Chargiergut auf der den Elektroden zugewandten Seite des Chargiergutvorwärmers herabfällt. Die betriebstechnisch unwirtschaftliche Abschaltung der Hochspannung beim Beschicken der Chargiergutvorwärmers kann somit entfallen.
Die Rückhaltevorrichtung weist vorzugsweise eine erste Materialklappe auf, die um eine im wesentlichen horizontale Drehachse zwischen einer Schließstellung und einer Freigabestellung verschwenkbar ist, wobei die Auslaßöffnung des Chargiergutbehälters in der Schließstellung durch die erste Materialklappe verschlossen und in der Freigabestellung freigegeben wird. Die erste Materialklappe ist dabei derart ausgebildet, daß sie in ihrer Schließstellung die durch das Chargiergut ausgeübten vertikalen Kräfte aufnimmt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Rückhaltevorrichtungen mit zwei symmetrischen Materialklappen, geschieht das Öffnen dieser Rückhaltevorrichtung durch einseitiges Wegklappen der ersten Materialklappe. Die geöffnete Rückhaltevorrichtung erstreckt sich daher lediglich auf einer Seite des Chargiergutbehälters, so daß auf der gegenüberliegenden Seite kein zusätzlicher Platzbedarf entsteht. Ein derart ausgestalteter Chargiergutbehälter eignet sich folglich besonders gut zum Einfahren in einen Beschickungsrahmen, wobei der Chargiergutbehäiter vorteilhaft so gedreht ist, daß die geöffnete Materialklappe sich auf der offenen Seite des Beschickungsrahmens erstreckt.
Die Materialklappe ist vorteilhaft mittels Dreharmen an der Drehachse montiert wobei die Dreharme als Flügel ausgebildet sind, die bei geöffneter Materialklappe unterhalb der Ausiaßöffnung des Chargiergutbehälters eine seitliche Führung für das Chargiergut ausbilden. Diese seitliche Führung für das Chargiergut verhindert, daß Chargiergut zwischen der Materialklappe und dem Beschickungsrahmen austritt, zum Beispiel wenn die Öffnung in dem Beschik- kungsrahmen durch die Materialklappe nicht vollständig verschlossen wird, und an dem Chargiergutvorwärmer herunterfällt.
In einer bevorzugten Ausführung der Vorrichtung, weist die Rückhaltevorrichtung eine zweite Materialklappe auf, die auf der den Elektroden zugewandten Seite des Chargiergutbehälters in die Behälterwand integriert ist und die zwischen einer Schließstellung und einer Freigabestellung hin- und herschwenkbar ist, wobei die zweite Materialklappe sich in ihrer Schließstellung im wesentlichen fluchtend zu der Behälterwand erstreckt, so daß sie die durch das Chargiergut ausgeübten horizontalen Kräfte aufnimmt, und in ihrer Freigabestellung in Richtung des Beschickungsrahmens aufklappt, so daß die Auslaß- δffnung des Chargiergutbehälters vergrößert und das Herausfallen des Char- giergutes aus dem Chargiergutbehälter wesentlich erleichtert wird. Die zweite Materialklappe kann zum Beispiel in ihrer Freigabestellung an der Innenwand des Beschickungsrahmeπs anliegen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die zweite Materialklappe seitliche Flügel auf, die sich in der Schließstellung der Materialklappe entlang der Seitenwände des Chargiergutbehälters erstrecken und die in der Freigabestellung der Materiaikiappe den Spalt zwischen den Seitenwänden des Chargiergutbehälters und der zweiten Materialklappe im wesentlichen überdecken.
Die Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers weist vorteilhaft eine lösbare Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln der Rückhaltevorrichtung in ihrer Schließposition un eine Entriegelungsvorrichtung zum automatischen Entriegeln der Verriegelungsvorrichtung beim Positionieren des Chargiergutbehälters über der Beschickungsöffnung auf.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Beschickungsöffnung durch eine Haube verschließbar, die an dem den Elektroden zugewandten Seite des Beschickungsrahmens derart angelenkt ist, daß sie in eine im wesentlichen senkrechte Stellung hochklappbar ist. In ihrer hochgeklappten Stellung stellt die Haube einen zusätzlichen eiektrodenseitigen Schutz gegen herabfallendes Material dar. Darüber hinaus bewirkt die im wesentlichen senkrechte Stellung der Haube einen äußerst geringen Platzbedarf der geöffneten Haube. Zum einen ist hierbei der seitliche Platzbedarf der geöffneten Haube auf ein Minimum reduziert, wobei sich die Haube darüber hinaus im wesentlichen fluchten zu der Wand des Chargiergutvorwärmers erstreckt und folglich der Bereich oberhalb der Elektroden frei bleibt. Der Schmelzofen kann folglich bei geöffneter Haube ungestört weiterbetrieben werden, da auch beim automatischen Hochfahren der Elektroden keine Gefahr eines Anstoßens der Elektroden an die geöffnete Haube besteht. Zum anderen erstreckt sich die Haube in geöff- netem Zustand vertikal nicht über den Chargiergutbehälter hinaus so daß sich auch der vertikale Platzbedarf der gesamten Anlage nicht vergrößert.
Der Chargiergutvorwärmer ist bevorzugt derart ausgestaltet daß eine Absaugvorrichtung für die Prozeßgase eine Absaugöffnung seitlich in dem Beschik- kungsrahmen ausbildet. Im Gegensatz zu konventionellen Chargiergutvorwärmern, in denen zum Öffnen die Absaugvorrichtung für die Prozeßgase unterbrochen werden muß und anschließend eine Abdeckung seitlich verfahren wird, ermöglicht die vorgeschlagene Vorrichtung eine Absaugung der Prozeßgase auch bei geöffneter Haube. Die Positionierung des Chargiergutbehälters über der Beschickuπgsöffnung des Chargiergutvorwärmers erfolgt bevorzugt durch eine Vorrichtung zum Positionieren des Chargiergutbehälters über der Beschickungsöffnung des Chargiergutvorwärmers. Eine solche Vorrichtung zum Positionieren kann zum Beispiel einen schienengeführten Wagen umfassen, der den Chargiergutbehälter aufnimmt und ihn von der den Elektroden abgewandten Seite her in den Beschickungsrahmen einfährt. Der Wagen dient dabei bevorzugt ebenfalls zum Transportieren des gesamten Schachtes, wenn dieser wegen Reparaturarbeiten an dem Ofen entfernt werden muß. In einer alternativen Ausgestaltung umfaßt die Vorrichtung zum Positionieren eine hinter dem Chargiergutvorwär- mer angeordnete Aufzugsvorrichtung, die den Chargiergutbehälter in einer unteren Position aufnimmt und ihn anschließend auf die Höhe des Beschik- kungsöffnung anhebt. Der Chargiergutbehälter wird dabei bevorzugt von ausfahrbaren Auslegern aufgenommen, die den Chargiergutbehälter in seiner angehobenen Position über der Beschickungsöffnung des Chargiergutvorwär- mers positionieren.
Im folgenden wird nun eine Ausgestaltung der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig.1 : eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung während dem Positionieren des Chargiergutbehälters über der Beschickungsöffnung des Chargiergutvorwärmers, Fig.2: eine Seitenansicht der Vorrichtung der Fig. 1 , wobei sich der Chargiergutbehälter in seiner Chargierposition befindet (geöffneter Chargiergutbehälter),
Fig.3: eine Vorrichtung zum Positionieren des Chargiergutbehälters über der Beschickungsöffnung des Chargiergutvorwärmers in einer Seitenansicht
(a) und einer Draufsicht (b)
Fig.4: eine zweite Ausgestaltung einer Vorrichtung zum Positionieren des Chargiergutbehälters über der Beschickungsöffnuπg des Chargiergutvorwärmers. In den Figuren 1 und 2 ist die Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Chargieren 2 eines Chargiergutvorwärmers 4 dargestellt. Von dem Chargiergutvorwärmer 4 ist dabei lediglich der obere Teil mit der Beschik- kungsöffnung 6 zu sehen.
Das Chargiergut wird in einem vorzugsweise rechteckigen Chargiergutbehälter 8 herangebracht, der zum Chargieren des Chargiergutvorwärmers 4 über der Beschickungsöffnung 6 positioniert wird. In seinem unteren Bereich weist der Chargiergutbehäiter 8 eine Rückhaltevorrichtung 10 auf, die nach dem Positionieren geöffnet wird, so daß eine untere Auslaßöffnung 11 des Chargiergutbe- hälters 8 freigegeben wird und das Chargiergut in die Beschickungsöffnung 6 des Chargiergutvorwärmers 4 hineinfällt.
Erfindungsgemäß sind der Chargiergutbehälter 8 und der Chargiergutvorwärmer 4 derart ausgestaltet, daß der Chargiergutbehälter 8 beim Chargieren zusammen mit den Chargiergutvorwärmer 4 einen im wesentlichen durchgehenden Schacht ausbilden, wobei ein Teil des Schachtes durch die Rückhalte- Vorrichtung 10 ausgebildet wird. Hierdurch wird der Übergang zwischen dem Chargiergutbehälter 8 und dem Chargiergutvorwärmer 4 nach dem Öffnen der Rückhaltevorrichtung 10 seitlich im wesentlichen vollständig eingefaßt, so daß ein Vorbeifallen von Chargiergut an der Beschickungsδffnung 6 nicht länger möglich ist. Hierzu weist der Chargiergutvorwärmer 4 in seinem oberen Bereich zum Beispiel einen einseitig offenen Beschickungsrahmen 12 auf, der sich im wesentlichen nach oben erstreckt und die Beschickungsöffπung 6 des Chargiergutvorwärmers 4 unter Freilassung einer Seite 14 umgibt. Der Querschnitt des Beschickungsrahmens 12 wird im allgemeinen an den Querschnitt des Chargiergutvorwärmers 4 bzw. der Beschickungsöffnung 6 angepaßt werden, so daß z.B. bei einer rechteckigen Beschickungsöffnung 6, der Beschickungsrahmen 12 als dreiseitiger Rahmen ausgebildet ist. Die offene Seite 14 des Beschickungsrahmens 12 ist dabei bevorzugt auf der den Elektroden abgewandten Seite des Chargiergutvorwärmers 4, d.h. der Rückseite des Chargiergutvorwärmers 4, angeordnet (in den Figuren 1 und 2 auf der linken Seite des Chargiergutvorwärmers 4). Während des Chargierens wird diese offene Seite 14 des Beschickungsrahmens 12 durch die geöffnete Rückhaltevorrichtung 10 des Chargiergutbehälters 8 abgeschlossen, so daß eine allseitige Einfassung des Überganges zwischen dem Chargiergutbehälter 8 und dem Chargiergutvorwärmer 4 ausgebildet wird. Es ist klar, daß hierzu die Breite der offenen Seite 14 des Beschickungsrahmens 12 im wesentlichen der Breite der Rückhaltevorrichtung 10 entspricht.
Es ist zu bemerken, daß der Beschickungsrahmen 12 bevorzugt derart ausgestaltet ist, daß eine Absaugvorrichtung für die Prozeßgase (nicht dargestellt) eine Absaugöffnung 15 seitlich in dem Beschickungsrahmen 12 ausbildet. Im Gegensatz zu konventionellen Chargiergutvorwärmern, in denen zum Öffnen die Absaugvorrichtung für die Prozeßgase unterbrochen werden muß und anschließend eine Abdeckung seitlich verfahren wird, ermöglicht die vorgeschlagene Vorrichtung eine Absaugung der Prozeßgase auch während des Chargierens. Die dargestellte Rückhaltevorrichtung 10 weist eine erste Materialklappe 16 auf, die um eine im wesentlichen horizontale Drehachse 18 zwischen einer Schließsteliung (siehe Fig. 1) und einer Freigabestellung (siehe Fig. 2) verschwenkbar ist. Die erste Materialklappe 16 ist derart ausgebildet, daß sie die Auslaßöffnung 11 in ihrer Schließstellung vollständig verschließt und folglich die durch das Chargiergut ausgeübten vertikalen Kräfte aufnimmt. Zum Öffnen der Rückhaltevorrichtung 10 wird die erste Materialklappe 16 um die Drehachse 18 seitlich nach oben geschwenkt, so daß sich die geöffnete Rückhaltevorrichtung 10 lediglich auf einer Seite (der Rückseite) des Chargiergutbehälters 8 erstreckt, während auf der gegenüberliegenden Seite kein zusätzlicher Platzbedarf entsteht. Durch eine spezielle Ausgestaltung der Materialklappe 16 kann überdies der rückseitige Raumbedarf der aufgeklappten Materialklappe 16 begrenzt werden. Dies wird bei der dargestellten Ausführung dadurch erreicht, daß sie in ihrem rückseitigen Bereich leicht nach oben abgewinkelt ist (siehe
Fig- 1)-
Die erste Materialklappe 16 ist vorteilhaft mittels Dreharmen an der Drehachse 18 montiert, die als seitliche Flügel 20 ausgebildet sind. Diese Flügel 20 bilden bei geöffneter Materialkiappe auf der den Elektroden abgewandten Seite unterhalb der Auslaßöffnung 11 des Chargiergutbehälters 8 eine seitliche Führung für das Chargiergut aus, die ein Austreten von Chargiergut zwischen der ersten Materialklappe 16 und dem Beschickungsrahmen 12 verhindert.
Die seitliche Führung für das Chargiergut ermöglicht darüber hinaus eine besonders kompakte Ausgestaltung des Beschickungsrahmens 12. Der in den Figuren dargestellte Beschickungsrahmen 12 ist beispielsweise zu seiner Rückseite hin schräg abfallend ausgebildet. Dies heißt, daß der Beschickungsrahmen 12 auf der den Elektroden abgewandten Seite des Chargiergutvorwärmers 4 (rückseitig) eine geringere Bauhöhe aufweist als auf der den Elektroden zugewandten Seite (elektrodenseitig) und die Seitenwände des Beschickungsrahmens 12 trapezförmig ausgestaltet sind. Bei eingefahrenem Chargiergutbehälter 8 liegt dessen Auslaßöffnung 11 im rückseitigen Bereich oberhalb des Beschickungsrahmens 12, d.h. in diesem Bereich ist der Übergang zwischen der Auslaßöffnung 11 des Chargiergutbehälters 8 und der Beschickungsöff- nung 6 des Chargiergutvorwärmers 4 seitlich nicht durch den Beschickungsrahmen 12 eingefaßt. Die zu Flügeln 20 ausgebildeten seitlichen Dreharme der erste Materialklappe 16 decken diesen Bereich bei geöffneter Materialklappe 16 ab, so daß trotzdem ein durchgehender Fallkanal ausgebildet und somit ein Herabfallen von Chargiergut in diesem Bereich verhindert wird. Neben dem geringeren Raumbedarf des Beschickungsrahmens 12 selbst, wirkt sich dessen geringe Bauhöhe auf der Rückseite vorteilhaft auf die Ausgestal- tung einer Abdeckhaube 22 zum Abdecken des Beschickungsrahmens 12 und der Beschickungsöffnung 6 aus. Eine solche Abdeckhaube 22 muß zwischen den Chargierphasen den Beschickungsrahmen 12 sowohl an seiner Oberseite als auch an seiner rückseitigen Öffnung 14 verschließen und weist aus diesem Grund in dem der Rückseite zugeordneten Bereich eine an die Öffnung 14 angepaßte Abwinkelung 24 auf. Wegen der geringen Bauhöhe auf der Rückseite des Beschickungsrahmens 12 kann diese Abwinkelung 24 recht klein dimensioniert werden, so daß die Abdeckhaube 22 insgesamt eine sehr kompakte Bauform aufweist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Abdeckhaube 22, wie dargestellt, elektrodenseitig an dem Beschickungsrahmen 12 derart angelenkt ist, daß sie zum Öffnen in eine im wesentlichen senkrechte Stellung hochklappbar ist. Aufgrund der kleinen Abmessung der Abwinkelung 24 wird ein Anstoßen des Chargiergutbehälters 8 beim Einfahren in den Beschickungsrahmen 12 an die geöffnete Abdeckhaube 22 wirksam vermieden.
Es ist anzumerken daß die Abdeckhaube 22 in ihrer hochgeklappten Stellung einen zusätzlichen elektrodenseitigen Schutz gegen herabfallendes Material darstellt. Darüber hinaus bewirkt die im wesentlichen senkrechte Stellung der Abdeckhaube 22 einen äußerst geringen Platzbedarf der geöffneten Abdeck- haube 22, wobei der Bereich oberhalb der Elektroden frei bleibt so daß auch beim automatischen Hochfahren der Elektroden während des Betriebs des Lichtbogenofens keine Gefahr eines Anstoßens der Elektroden an die geöffnete Haube 22 besteht.
Die dargestellte Rückhaltevorrichtung 10 kann eine zweite Materialklappe 26 aufweisen, die auf der den Elektroden zugewandten Seite des Chargiergutbehälters 8 in die Behälterwand integriert ist. Diese zweite Materialklappe 26 ist bevorzugt um eine im wesentlichen horizontale Drehachse 28 zwischen einer Schließstellung (Fig. 1) und einer Freigabestellung (Fig. 2) hin- und her¬ schwenkbar, wobei sie sich in ihrer Schließstellung im wesentlichen fluchtend zu der Behälterwand erstreckt. In ihrer Freigabesteliung klappt die zweite Materialklappe 26 in ihrem unteren Bereich in Richtung des Beschickungsrah¬ mens 12 auf, so daß die Auslaßöffnung 11 des Chargiergutbehälters 8 vergrö- ßert und das Herausfallen des Chargiergutes aus dem Chargiergutbehälter 8 erleichtert wird. Die zweite Materialklappe 26 weist dabei vorzugsweise seitliche Flügel 30 auf, die sich in der Schließstellung der Materialklappe 26 entlang der Seitenwände des Chargiergutbehälters 8 erstrecken und die in der Freigabe- Stellung der Materialklappe 26 den Spalt zwischen den Seitenwänden des Chargiergutbehälters 8 und der zweiten Materialklappe 26 überdecken.
Es ist anzumerken, daß der Chargiergutbehälter 8, alternativ zu der zweiten Materialklappe 26, auf der den Elektroden zugewandten Seite eine feste Anschrägung aufweisen kann, so daß sich die Auslaßöffnung 11 des Chargier- gutbehälters 8 nach unten und zur Elektrode hin vergrößert.
Die erste 16 und die zweite 26 Materialklappe sind bevorzugt derart ausgestaltet, daß sie unter dem Gewicht des Chargiergutes ihre jeweilige Freigabestellung und nach dem Entleeren des Chargiergutbehälters 8 unter ihrem Eigengewicht ihre jeweilige Schiießstellung einnehmen. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete Gewichtsverteilung der Klappen erreicht werden, wobei gegebenenfalls Zusatzgewichte an den Klappen angebracht werden. Vor dem Befüllen des Chargiergutbehälters 8 und dem Transport des gefüllten Chargiergutbehälters 8 werden die beiden Materialklappen 16 und 26 dann mittels einer Verriegelungsvorrichtung 32 in ihrer Schließstellung verriegelt. Die Verriegelungsvorrichtung 32 ist bevorzugt derart ausgestaltet, daß sie die Materialklappen 16, 26 nach dem Entleeren des Chargiergutbehälters 8 automatisch in ihrer jeweiligen Schließstellung verriegelt. Eine derartige Verriegelungsvorrichtung 32 ist vorteilhaft seitlich an dem Chargiergutbehälter 8 angeordnet, wobei wegen der hohen aufzunehmenden Kräften im allgemeinen auf beiden Seiten des Chargiergutbehälters 8 jeweils eine Verriegelung vorgesehen ist.
Ein erster Verriegelungshebel 34 ist mit einem ersten Ende 36 derart gelenkig an der Seitenwand des Chargiergutbehälters 8 montiert, daß er parallel zur Seitenwand verschwenkbar ist. Mit seinem zweiten, freien Ende 38 greift der erste Verriegelungshebel 34 an einem Verriegelungszapfen 40 an, der sich seitlich an dem Fiügel 20 der ersten Materialklappe 16 nach außen erstreckt. Der Verriegelungszapfen 40 ist dabei derart an dem Flügel 20 montiert, daß durch Verschwenken des ersten Verriegelungshebels 34 in seine Verriegelungsstellung ein Drehmoment in Schließrichtung auf die erste Materialklappe 16 ausgeübt werden kann. Ein zweiter Verriegelungshebel 42 ist ebenfalls mit einem ersten Ende 44 derart gelenkig an der Seitenwand des Chargiergutbehälters 8 montiert, daß er parallel zur Seitenwand verschwenkbar ist. Mit seinem zweiten, freien Ende 46 greift der zweite Verriegelungshebel 42 an einem Ausleger 48 des Flügels 30 der zweiten Materialklappe 26 an. Der Ausleger 48 ist dabei derart an dem Flügel 30 montiert, daß durch Verschwenken des zweiten Verriegelungshebels 42 in seine Verriegelungsstellung ein Drehmoment in Schließrichtung auf die zweite Materialklappe 26 ausgeübt werden kann. Es ist anzumerken, daß das zweite Ende 46 des zweiten Verriegelungshebels 42 alternativ an einem Verriegelungszapfen angreifen kann, der geeignet an der zweiten Materialklap- pe 26 angebracht ist.
Die Anlenkpunkte 50 bzw. 52 des ersten Verriegelungshebels 34 und des zweiten Verriegelungshebels 42 sind bevorzugt so gewählt, daß die jeweiligen freien Enden 38 bzw. 46 der Verriegelungshebel beim Verfahren der Verriegelungshebel 34, 42 in ihre jeweilige Verriegelungsstellung auseinander bewegt werden, wobei sie über den Totpunkt senkrecht unterhalb des jeweiligen Anlenkpunktes geschwenkt werden. In Verriegeiungsstellung sind die beiden Verriegelungshebel dann leicht gegenüber der Senkrechten geneigt.
Die Betätigung der Verriegelungshebel 34, 42 erfolgt durch ein Kniehebelsystem mit zwei Streben 54, 54', das zwischen den beiden Verriegelungshebeln angeordnet ist, an diese angreift und in ihrer jeweiligen Verriegelungsstellung verriegelt. Da die beiden Materialklappen 16 und 26 selbstschließend ausgelegt sind und die beiden Verriegelungshebel unter ihrem Eigengewicht in eine im wesentlichen senkrechte Position einschwenken, muß von dem Kniehebelsystem 54, 54' lediglich eine Kraft ausgeübt werden, die ausreicht um die beiden Verriegelungshebel 34, 42 über ihren jeweiligen Totpunkt hinweg auszulenken. Dies kann zum Beispiel durch ein einfaches Federelement 56 erfolgen, das einerseits an der Seitenwand des Chargiergutbehälters 8 und andererseits an einer der Streben 54, 54' des Kniehebelsystems angreift. Unterschtützt wird das Federelement dabei durch eine Verriegelungsstütze 55, die an dem Flügel 20 der ersten Materialklappe 16 angebracht ist und die z.B. beim Absetzen des Chargiergutbehälters 8 auf den Boden gegen die Streben 54, 54' des Kniehebelsystems drückt und die Verriegelung sicher über den Totpunkt verfährt.
Zum Entriegeln der Verriegelungsvorrichtung 32 ist der Chargiergutbehälter 8 mit einer Entriegelungsvorrichtung versehen, die in einer bevorzugten Ausgestaltung die Verriegelungsvorrichtung 32 beim Positionieren des Chargiergut- behälters 8 über der Beschickungsöffnung automatisch entriegelt. Die Verriegelungsvorrichtung 32 umfaßt hierzu beispielsweise einen Kipphebel 58, der in seinem mittleren Bereich verschwenkbar an der Seitenwand des Chargiergutbehälters 8 angelenkt ist, und dessen erstes Ende 60 läπgsverschiebbar in eine Klaue eingreift, die unter der Strebe 54' des Kniehebelsystems montiert ist. Das zweite Ende 64 des Kipphebels 58 ist gelenkig mit einem Auslösearm 66 verbunden, der vertikal verschiebbar an der elektrodenseitigen Behälterwand montiert ist und der in seinem unteren Bereich einen elektrodenseitig vorspringenden Flansch 68 aufweist.
Der Auslösearm 66 ist dabei derart ausgestaltet, daß der vorspringende Flansch 68 auf der elektrodenseitigen Oberkante des Beschickungsrahmen 12 aufliegt, wenn der Chargiergutbehälter 8 in den Beschickungsrahmen 12 eingefahren wurde. Wird der Chargiergutbehälter 8 anschließend abgesenkt, verschiebt sich der Auslösearm 66 relativ zu dem Chargiergutbehälter 8 und wodurch der Kipphebel 58 um seinen Anlenkpunkt schwenkt. Das erste Ende 60 des Kipphebels 58 erfährt folglich eine Abwärtsbewegung, die über die Klaue 62 auf die Strebe 54' übertragen wird und diese Strebe 54' nach unten ausgelenkt, so daß die beiden Streben 54 und 54' zueinander angewinkelt werden und die Verriegelungsvorrichtung 32 entriegelt wird.
Nach dem Entleeren des Chargiergutbehälters 8 und dem automatischen Schließen der beiden Materialklappen, nimmt das Kniehebelsystem unter dem
Einfluß des elastischen Elementes 56 erneut seine Verriegelungsstellung ein. Hierbei überträgt die Klaue 62 die Auslenkung der Strebe 54' auf den Kipphebel 58 so daß der Auslösearm 66 relativ zu dem Chargiergutbehälter 8 nach unten verschoben wird und seine Grundstellung wieder einnimmt.
Das Positionieren des Chargiergutbehälters 8 über der Beschickungsöffnung 6 des Chargiergutvorwärmers 4 geschieht bei herkömmlichen Lichtbogenöfen häufig mittels eines Kranes der zum universellen Lastentransport ausgelegt ist. Mit einem solchen Kran ist ein exaktes Positionieren des Chargiergutbehälters 8 jedoch äußerst schwierig und sehr zeitaufwendig.
Aus diesem Grund ist bevorzugt eine gesonderte Vorrichtung 70 zum Positio- nieren des Chargiergutbehälters 8 über der Beschickungsöffnung 6 des Chargiergutvorwärmers 4 vorgesehen, die ein exaktes Positionieren wesentlich erleichtert. Diese ermöglicht dann ein Chargieren des Chargiergutvorwärmers 4 völlig unabhängig vom Hallenkran. Eine solche Positioniereinrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Sie umfaßt eine geführte Vorrichtung, z.B. einen schienenge- führten Wagen 72, der von der Rückseite des Chargiergutvorwärmers 4 her an diesen herangefahren wird. Der Wagen 72 ist dabei bevorzugt auf Schienen 74 geführt, die oberhalb der Bodenplattform angeordnet sind und die üblicherweise zum Abtransport des Chargiergutvorwärmers 4 vorgesehen sind.
Der Wagen 72 umfaßt einen Rahmen 76 mit zwei seitlichen, sich nach vorne erstreckenden Auslegern 78, zwischen denen ein Aufnahmeraum für den Chargiergutbehälter 8 ausgebildet wird. In dem Aufnahmeraum ist an den Innenseiten der Ausleger 78 eine Aufnahmevorrichtung 80 für den Chargiergutbehälter 8 angeordnet, die den Chargiergutbehälter 8 aufnehmen und bevorzugt vertikal anheben und absenken kann. Die vertikale Verfahramplitude des Chargiergutbehälters 8 ist dabei der Verschiebungsamplitude des Auslösearms 66 der Entriegelungsvorrichtung relativ zu dem Chargiergutbehälter 8 anzupassen. Es ist anzumerken, daß die Aufnahmevorrichtung 80 des Wagens 72 bevorzugt derart ausgestaltet ist, daß der gesamte Chargiergutvorwärmer 4 aufgenommen und angehoben werden kann. In diesem Fall kann der Wagen 72 ebenfalls zum Transportieren des gesamten Chargiergutvorwärmers 4 dienen, wenn dieser wegen Reparaturarbeiten an dem Ofen entfernt werden muß.
In einer in Fig. 4 dargestellten alternativen Ausgestaltung umfaßt die Positioniereinrichtung 70 eine hinter dem Chargiergutvorwärmer 4 angeordnete Aufzugsvorrichtung. Diese umfaßt einen bevorzugt auf einem Sockel 81 drehbar montierten Turm 82, an dem ein Wagen 84 vertikal verfahrbar montiert ist. An dem Wagen 84 sind Ausleger 86 angeordnet, die in Richtung des Chargiergutvorwärmers 4 ausfahrbar sind und die den Chargiergutbehälter 8 aufnehmen. Die Ausleger sind dabei bevorzugt derart ausgestaltet, daß sie an jedem ihrer Enden einen Chargiergutbehälter 8 aufnehmen können. Dies ermöglicht es zwei Chargiergutbehälter 8 gleichzeitig auf die Chargierhöhe anzuheben und in kürzester Zeit hintereinander in den Chargiergutvorwärmer 4 zu entleeren. Darüber hinaus bildet beim Ausfahren der Ausleger 86 der an den Turm 82 herangefahrene Chargiergutbehälter 8 ein Gegengewicht zu dem ausgefahrenen Chargiergutbehälter 8.
Zur Aufnahme der Chargiergutbehälter 8 verfährt der Wagen 84 in seine untere Stellung und der Ausleger 86 wird in die vom Lichtbogenofen abgewandte Richtung ausgefahren und ein auf dieser Seite auf der Plattform abgestellter Chargiergutbehälter 8 wird aufgenommen. Anschließend wird der Turm 82 auf seinem Sockel um 180° gedreht und in der gleichen Weise wird ein zweiter Chargiergutbehälter 8 aufgenommen. Danach werden die beiden aufgenommenen Chargiergutbehälter 8 durch Verfahren des Wagens 84 vertikal angehoben bis die benötigte Chargierhöhe erreicht ist. Die Ausleger 86 werden im wesentlichen horizontal in Richtung des Chargiergutvorwärmers 4 ausgefahren wobei der erste Chargiergutbehälter 8 auf der den Elektroden abgewandten Seite in den Beschickungsrahmen 12 eingefahren wird. Anschließend wird durch leichtes Absenken des Chargiergutbehälters 8 die Verriegelungsvorrichtung 32 entriegelt. Nach den Entleeren des ersten Chargiergutbehälters 8 vollführt der Turm 82 eine erneute Drehung und der zweite Chargiergutbehälter 8 wird in der gleichen Art über der Beschickungsöffnung 6 positioniert und erntleert. Es ist anzumerken, daß in Fig. 4 auch eine alternative Ausgestaltung der Abdeckhaube 22 dargestellt ist. Diese ist an dem Chargiergutvorwärmer 4 derart angelenkt, daß sie beim Öffnen auf der den Elektroden abgewandten Seite des Chargiergutvorwärmers 4 nach unten wegklappt. Eine derartige Haube weist den Vorteil auf, daß sie in geöffnetem Zustand elektrodenseitig keinen Raum einnimmt.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers (4) an einem Lichtbogenofen, wobei der Chargiergutvorwärmer (4) eine obere Beschik- kungsöffnung (6) aufweist, mit einem Chargiergutbehälter (8) der über der Beschickungsöffnung (6) des Chargiergutvorwärmers (4) positionierbar ist und der in seinem unteren Bereich eine Auslaßöffnung (11) aufweist, die durch eine Rückhaltevorrichtung (10) für das Chargiergut verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Chargiergutbehälter (8) und der Chargiergutvorwärmer (4) derart ausgestaltet sind, daß der Chargiergutbehälter (8) beim Chargieren zusammen mit den Chargiergutvorwärmer (4) einen im wesentlichen durchgehenden Schacht ausbilden, wobei ein Teil des
Schachtes durch die Rückhaltevorrichtung (10) ausgebildet wird.
2. Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers (4) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Chargiergutvorwärmer (4) in dem Bereich der Beschickungsöffnung (6) einen einseitig offenen Beschik- kungsrahmen (12) ausbildet, der sich im wesentlichen nach oben erstreckt und in den der Chargiergutbehälter (8) einfahrbar ist, und daß die Rückhaltevorrichtung (10) des Chargiergutbehälters (8) derart ausgestaltet ist, daß sie in ihrer geöffneten Position den Beschickungsrahmen (12) an seiner offenen Seite (14) abschließt.
3. Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers (4) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickungsrahmen (12) auf der den Elektroden abgewandten Seite des Chargiergutvorwärmers (4) offen ist.
4. Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhaltevorrichtung (10) eine erste Materialklappe (16) aufweist, die um eine im wesentli¬ chen horizontale Drehachse (18) zwischen einer Schließstellung und einer Freigabestellung verschwenkbar ist, wobei die Auslaßöffnung (11) des Chargiergutbehälters (8) in der Schließstellung durch die erste Materi- alklappe (16) verschlossen und in der Freigabestellung freigegeben wird, und daß die erste Materialklappe (16) derart ausgebildet ist, daß sie in ihrer Schließsteilung die durch das Chargiergut ausgeübten vertikalen Kräfte aufnimmt.
5. Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers (4) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Materialklappe (16) mittels Dreharmen an der Drehachse (18) montiert ist und daß die Dreharme als Flügel (20) ausgebildet sind, die bei geöffneter erster Materialklappe (16) unterhalb der Auslaßöffnung (11) des Chargiergutbehälters (8) eine seitliche Führung für das Chargiergut ausbilden.
6. Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhaltevorrichtung (10) eine zweite Materialklappe (26) aufweist, die auf der den Elektroden zugewandten Seite des Chargiergutbehälters (8) in die Behälterwand integriert ist und die zwischen einer Schließstellung und einer Freigabestellung hin- und herschwenkbar ist, wobei die zweite Materialklappe (26) sich in ihrer Schließstellung im wesentlichen fluchtend zu der Behälterwand erstreckt, so daß sie die durch das Chargiergut ausgeübten horizontalen Kräfte aufnimmt, und in ihrer Freigabestellung in Richtung des Beschik- kungsrahmens (12) aufklappt, so daß die Auslaßöffnung des Chargiergutbehälters (8) vergrößert wird
7. Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers (4) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Materialklappe (26) in ihrer Freigabestellung an der Innenwand des Beschickungsrahmens (12) anliegt
8. Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers (4) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Materi¬ alklappe (26) seitliche Flügel (30) aufweist, die sich in der Schließstellung der zweiten Materialklappe (26) entlang der Seiteπwände des Chargiergut- behälters (8) erstrecken und die in der Freigabestellung der zweiten Materi¬ alklappe (26) den Spalt zwischen den Seitenwänden des Chargiergutbe- hälters (8) und der zweiten Materialklappe (26) im wesentlichen überdek- ken.
9. Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers (4) nach einem vorhergehenden der Ansprüche, gekennzeichnet durch eine lösbare Verrie- gelungsvorrichtung (32) zum Verriegeln der Rückhaltevorrichtung (10) in ihrer Schließposition.
10. Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers (4) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Entriegelungsvorrichtung zum automatischen Entriegeln der Verriegelungsvorrichtung (32) beim Positionieren des Chargiergutbehälters (8) über der Beschickungsöffnung (6).
11. Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers (4) nach einem vorhergehenden der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungsöffnung (6) durch eine Haube (22) verschließbar ist, die an dem den Elektroden zugewandten Seite des Beschickungsrahmens (12) derart angelenkt ist, daß sie in eine im wesentlichen senkrechte Stellung hochklappbar ist.
12. Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers (4) nach einem vorhergehenden der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Absaugvorrichtung für die Prozeßgase eine Absaugöffnung (15) seitlich in dem Beschickungsrahmen (12) ausbildet.
13. Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (70) zum Positionieren des Chargiergutbehälters (8) über der Beschik- kungsöffnung (6) des Chargiergutvorwärmers (4).
14. Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers (4) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Positionieren des Chargiergutbehälters (8) einen schienengeführten Wagen (72) umfaßt, der den Chargiergutbehälter (8) aufnimmt und ihn von der den Elektroden abgewandten Seite her in den Beschickungsrahmen (12) einfährt.
15. Vorrichtung zum Chargieren eines Chargiergutvorwärmers (4) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Positionieren des Chargiergutbehälters (8) eine hinter dem Chargiergutvorwärmer (4) angeordnete Aufzugsvorrichtung mit ausfahrbaren Auslegern umfaßt.
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