WO2014012655A2 - Schrottvorwärm- und zuführsystem - Google Patents

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WO2014012655A2
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shaped container
scrap
feeding system
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Inteco Special Melting Tech GmbH
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INTECO SPECIAL MELTING TECHNOLOGIES GmbH
Inteco Special Melting Tech GmbH
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    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
    • F27B3/18—Arrangements of devices for charging
    • F27B3/183—Charging of arc furnaces vertically through the roof, e.g. in three points
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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    • F27B3/10—Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
    • F27B3/18—Arrangements of devices for charging
    • F27B3/183—Charging of arc furnaces vertically through the roof, e.g. in three points
    • F27B3/186—Charging in a vertical chamber adjacent to the melting chamber
    • 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
    • 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
    • F27D3/003—Charging laterally, e.g. with a charging box

Definitions

  • the invention relates to a scrap heating and feeding system of a furnace for steelmaking, with at least one openable closure and with a delivery opening and
  • At least one suction opening comprising a shaft-shaped container, wherein the closure closes a bottom Vorauerringfach and wherein a vertical in
  • the present invention is based on the problem of further reducing the energy required for the melting process and further shortening the time interval between the taps.
  • the oriented in the direction of the shaft-shaped container front wall of the push frame comprises a downwards limiting bumper.
  • the length of the bumper is transverse to the direction of travel of the push frame
  • the distance of the bumper from the ground in the vertical direction between 5% and 25% of the total height of the push frame.
  • FIG. 1 Furnace system with scrap preheating and feeding system
  • FIG. 2 side view of FIG. 1;
  • FIG. 3 top view of FIG. 1;
  • Figure 4 View of the push frame in Vorchargierfach
  • FIG. 5 Isometric view of the push frame
  • FIG. 6 longitudinal section of the push frame
  • Figure 7 Top view of a push frame with wedge-shaped
  • FIG. 8 cross section of FIG. 7;
  • Figure 9 Top view of a push frame with both sides
  • FIG. 10 Doppe1 push frame
  • FIG. 11 section of a furnace system from FIGS. 1-3
  • FIG. 12 Furnace with scrap preheating and feeding system
  • FIG. 13 detail of the guide system from FIG. 12;
  • FIG. 14 Detail of the guide system from FIG. 4.
  • Figures 1 to 3 show a furnace system (6) with a
  • the feed is steel scrap (4), which is not shown here
  • Scrap preheating and feeding system (20) is promoted.
  • the feedstock (4) can also be conveyed by means of a continuous conveying device, for example by means of a conveyor belt, interrupted or uninterrupted into the scrap heating and feeding system (20).
  • the scrap (4) is prepared for use.
  • the scrap (4) is initially conveyed from the precharging compartment (31) into a shaft-shaped container (101).
  • exhaust gases from the combustion process of the furnace (10) are passed through the scrap (4).
  • the thermal energy transferred from the exhaust gas to the scrap (4) with cooling increases the energy content of the scrap (4) and warms it up.
  • the preheated scrap (4) is conveyed in one stroke completely or in portions into the furnace vessel (10).
  • the feedstock (4) is then liquefied, for example by means of electrical energy.
  • the density of the introduced material increases while its volume decreases.
  • the furnace (10) can be an induction furnace, an electric arc furnace, etc.
  • the homogeneous, liquid steel (5), cf. 11 generally emptied into a pan (8) while tilting the oven vessel (11).
  • the oven (10) can be prepared after tapping for the next melt.
  • the liquid steel (5) is conveyed either directly or, for example, after the addition of further alloying elements for further processing, for example in a continuous casting plant.
  • the scrap heating and feeding system (20) shown in Figures 1 to 3 comprises the shaft-shaped container (101) and two Vorchargierf kauer (31, 231). The entire
  • Scrap preheating and feeding system (20) is for example mounted on rollers (161). For maintenance purposes, for example, it can be moved away from the furnace (10).
  • a rigid or liftable and / or pivotable arrangement of the scrap preheating and feeding system (20) is also conceivable.
  • the largely vertically oriented shaft-shaped container (101) has a plane parallel to the furnace platform (7) has a rectangular outer and inner cross section. Here are the longitudinal walls (103, 104) parallel to an imaginary first vertical furnace center plane (13). The transversely arranged end walls (102, 105) penetrate this first vertical furnace center plane (13). All wall surfaces (102 - 105) can be made water-cooled.
  • the shaft-shaped container (101) has an underlying discharge opening (106) and an overhead suction opening (131).
  • the e.g. rectangular discharge opening (106) in the lower region of the furnace (10) facing end wall (105) arranged.
  • a delivery tunnel (171) is connected, which connects the shaft-shaped container (101) with the furnace interior (15) separable during operation of the furnace (10).
  • the furnace system (6) can also be designed without the delivery tunnel (171).
  • a pusher device (151) is arranged in the furnace wall (10) facing away from the end wall (102) .
  • the preheated scrap (4) from the shaft-shaped container (101) is conveyed through the conveying tunnel (171) into the furnace vessel (11) by means of this one or two-stage pusher device (151).
  • the discharge opening (106) can also be arranged in a side wall (103, 104) or at the bottom (107) of the shaft-shaped container (101).
  • at least the shaft-shaped container (101) is designed liftable.
  • it can, with or without the Vorchargierf kauern (31, 231), be pivoted or movable.
  • the shaft-shaped container (101) comprises, for example, an open and flow-through retention system. From this, the preheated scrap can be added to the vessel (11).
  • the suction opening (131) is arranged in the embodiment in the ceiling (108). It has for example a round, elliptical or oval cross-section.
  • the uncooled or cooled suction line (130) connected to the suction opening (131) has the same cross section.
  • a manifold (132) is arranged above the shaft-shaped container (101), from which the suction line (130) is guided, for example, horizontally in the direction of the cutting line of the first (13) and the second vertical furnace center plane (14) normal thereto ,
  • the suction line (130) comprises an apparent parting line.
  • the suction opening (131) can also be arranged in a side wall (103, 104) or an end wall (102, 105) of the shaft-shaped container (101). For example, it lies there in one
  • Vorchargierflicker (31, 231) is.
  • the two, for example point or axis symmetrical arranged Vorchargierf kauer (31, 231) are connected in the embodiment in the upper region (109) to the shaft-shaped container (101).
  • the connection surfaces are parallel to the first vertical central longitudinal plane (13) of the furnace (10).
  • Each of the pre-charge bins (31, 231) has an overhead reveal shutter (51, 251).
  • the individual closure (51, 251) comprises an interlocking slide (52), which is obviously and closable, for example, by means of two laterally arranged hydraulically actuated cylinder-piston units (53).
  • Above each closure slide (52), a hopper (41) is arranged.
  • the single Vorgrafgierfach (31, 231) comprises a support frame (33) and a bottom (32).
  • the respective support frame (33) has, for example, largely closed walls (36) and can be designed, for example, water-cooled.
  • each support frame (33) a push frame (61; 261) is arranged in each support frame (33) .
  • the push frame (61, 261) movable relative to the support frame (33) and to the shaft-like container (101) is rectangular, for example, in a plan view. However, it can also limit a square area. His
  • the push frame (61; 261) can also be designed such that e.g. the lower side (63) is larger than the upper side (62) and / or oriented further in the direction of the shaft-shaped container (101).
  • the individual push frame (61, 261) is guided in the support frame (33) and in the shaft-shaped container (101), for example, in two transverse sliding guide systems (21), cf. FIGS. 4 and 14.
  • This includes, for example, horizontally anode prism strips (22) arranged on both sides in the support frame (33) and in the shaft-shaped container (101). These are formed, for example, water-cooled.
  • these guide rails (22) in the height direction (74) by a quarter of the height of the push frame (61; 261) above the bottom (32).
  • the two guide surfaces (23, 24) of each prism bar (22) each enclose an angle of 30 degrees with a horizontal plane.
  • the guide system (21) On the push frame side, the guide system (21) comprises an upper (64) and a lower guide plate (65), which are arranged parallel to the prism surfaces (23, 24).
  • the nominal distance of the guide plates (64, 65) and the counter guide (23, 24) is, for example, in each case 10 millimeters.
  • the push frame (61, 261) has chamfers (66).
  • the thrust frame (61, 261) can be inserted into and removed from the prism bars (22) of the support frame (33) during assembly and during maintenance work without problems.
  • the insertion bevels (66) can alternatively or additionally be arranged on the prism strips (22).
  • the two drive units (92) forming a drive device (91) are coupled to one another, for example, by means of a hydraulic synchronization control.
  • the individual drive unit (92) in the exemplary embodiment comprises a water-cooled hydraulic cylinder-piston unit (93).
  • the wall surfaces (67, 68, 71, 81) of the push frame (61, 261) are, for example, water-cooled.
  • water cooling includes two cycles.
  • the connections (69) are located on the rear wall (71) of the push frame (61, 261) facing away from the shaft-shaped container (101). Here they are guided, for example, by means of pipes and hoses to the outside of Schrottvormaschinerm- and feeding device (20). All
  • the rear wall (71) of the push frame (61) is a
  • the thrust shield (71) may, for example, have a resistance to bending compared to the other thrust frame walls (67, 68, 81) increased. This moment of resistance substantially prevents buckling of the
  • the thrust shield (71) may be flat, curved or arched one or two axes.
  • At least one of said central axes is oriented at least approximately vertically. At least approximately vertically here means that the central axis with a vertical angle up to
  • the shaft-shaped container (101) facing the front wall (81) of the push frame (61) projects beyond the plane of the upper edge of the thrust shield (71), for example, by 10% of the height of the push frame (61).
  • the lower edge (82) of the front wall (81) is e.g. arranged substantially parallel to the ground (32).
  • the length of the bumper (83) is at least 90% of the length of the lower edge (81) in the transverse direction (76). This length is normal to the traversing directions (75) of the push frame (61; 261).
  • the overall length of the lower edge (82) corresponds to the length of the front wall (81) in the transverse direction (76) of the push frame (61).
  • the bumper (83) has in the area between the side walls (67, 68) to the bottom (32), for example, a distance in the height direction (74), which is between 5% and 25% of the height of the push frame (61).
  • the front wall (81) on the bottom (32) abut.
  • the bumper (83) along the entire length of the front wall (81) from the bottom (32) is spaced.
  • the bumper (83) may be arcuate. For example, the largest distance of the bumper (83) to the bottom (32) in the central region of the front wall (81) is formed. Here, the radius of the arc or a portion of the arc is greater than the width of the push frame (61, 261).
  • the bumper strip (83) comprises a scuff plate (4) oriented wear plate (84), which is e.g. has a thickness of 30 millimeters.
  • the bumper strip (83) can be chamfered, for example, on the inside (85) and / or on the outside (86) of the front wall (81), cf. Figure 6.
  • the bumper (83) is designed as a water-cooled hollow profile.
  • the lower portion (87) of the front wall (81) or the entire front wall (81) may be inclined.
  • the lower edge (82) of the front wall (81) for example, in the direction of the shaft-shaped container (101) oriented.
  • the front wall (81) or the lower area (87) of the front wall (81) can also be formed with one or two axes, bent or arched. In Figures 7 and 8, such a V-shaped front wall (81) in a plan view and in a longitudinal section of the push frame (61, 261) shown.
  • the tip (88) of the V projects in the direction of the thrust shield (71).
  • the imaginary vertical edge or bending center line of the inside (85) of the front wall (81) is offset in the direction of the shaft-shaped container (101).
  • the tolerance field of the at least approximately vertical bending or Kantstoffline corresponds to the above-mentioned tolerance field in the formation of the thrust shield (71).
  • the bumper strip (83) shown in FIGS. 7 and 8 is designed to be plano-convex, for example, with the convex side facing the thrust shield (71). In a curved design of the bumper (83), its radius - including the sign - be identical to the radius of the lower portion of the thrust shield (71).
  • FIG. 9 shows the plan view of a push frame (61, 261) whose front wall (81) has an inside (85) projecting like a nose in the direction of the push plate (71) and an outside (86) projecting nose-like in the direction of the slot-shaped container (101) ,
  • the bumper strip (83) is thus wider in its central region than in the end regions adjacent to the side walls (67, 68).
  • the bumper strip (83) is biconvex in a plan view.
  • the two push frame (61, 261) are in the in the
  • each slide frame (61, 261) can be assigned its own guide rails (22) on the support frame side and in the shaft-shaped container (101).
  • the two push frames (61, 261) can be assigned its own guide rails (22) on the support frame side and in the shaft-shaped container (101).
  • the drive devices (91) of the two push frames (61, 261) are mutually locked, so that only one respective push frame (61, 261) relative to the shaft-shaped Container (101) is movable. If the width of the shaft-shaped container (101) in the lifting direction of the push frame (61, 261) is greater than twice the length of the longer push frame (61, 261) in this direction, both push frames (61, 261) can be moved independently of one another be.
  • FIG. 10 shows a plan view of such a push frame composite (262).
  • the two push frames (61, 261) can in this case have a common, inner front wall (81).
  • This thrust frame assembly (262) can be driven, for example, by means of a common drive device (91).
  • Vorgrapfach (31) in the shaft-shaped container (101) move.
  • the second push frame (261) connected thereto is moved out of the shaft-shaped container (101) into the second precharging compartment (231). While the scrap (4) from the first push frame (61) in the
  • shaft-shaped container (101) is emptied, after opening the closure (251) of the second
  • Precharging compartment (231) of the second push frame (261) are filled. Thereafter, the closure (251) is closed again. Once the first push frame (61) is moved back into the first Vorchargierfach (31) back, the second push frame (261) from the Vorchargierfach (231) is moved into the shaft-shaped container (101). During the loading of the first pushing frame (61), the second pushing frame (261) is emptied into the shaft-shaped container (101).
  • the furnace system (6) After commissioning, the furnace system (6) is in a starting position.
  • the Schrottvormaschinerm- and feed system (20) is empty and the furnace vessel is horizontal with the lid closed (16).
  • each of the Vorchargierf kauer (31, 231) is a empty push frame (61, 261) arranged.
  • the closures (51, 251) are closed. For example, the suction and the water cooling are turned on.
  • the closure slide (52) is closed.
  • the scrap (4) in the push frame (61) is interlocked, for example.
  • the front wall (81) prevents falling of the scrap (4) in the shaft-shaped loading. container (101). Because of the bumper (83) and the
  • Precharging compartment (31) in the shaft-shaped container (101) are moved.
  • the drive device (91) is actuated. This pushes the first push frame (61) along the guide rails (22) in the shaft-shaped container (101).
  • the thrust shield (71) pushes the scrap (4) along the bottom (32) into the shaft-shaped container (101).
  • the second push frame (261) is filled.
  • Precharging compartment (31) is moved back, the process of the second push frame (261) is released, for example by means of sensors. Also from this push frame (261) is the
  • the sensors can in this case, for example, load cells (162). that support the entire scrap heating and feeding system (20). After charging new scrap (4) and after conveying preheated scrap (4) in the furnace vessel (11) is tared each new. Once scrap (4) from the
  • Precharging compartment (31) is moved into the shaft-shaped container (101), the mass of the scrap (4) in the shaft-shaped container (101) is computationally increased by the mass of previously loaded in the Vorchargierfach (31) scrap (4).
  • Precharging compartment (31, 231) is retracted, it can be reloaded.
  • Induction coil whose alternating field causes heating of the furnace vessel located in the electrically conductive scrap (4).
  • electrodes driven by DC or AC voltage are immersed in a furnace vessel.
  • the furnace vessel serves as a counter electrode.
  • the exhaust gases from the furnace vessel (11) are sucked through the shaft-shaped container (101) and the suction line (130). The exhaust gases, when exiting the furnace, temperatures up to about 800 degrees
  • the melt After melting and homogenizing the molten steel, the melt can be tapped. Optionally, the slag floating on the melt is tipped before tapping. For tapping the furnace vessel (11) is tilted and tilted the liquid steel (5) in a pan (8).
  • part of the scrap (4) can remain in the region of the push frame (61, 261).
  • the pushing frame (61, 261) remains in the shaft-shaped container (101) until the level of the scrap (4) reaches a level of e.g. mass-dependent Schubrahmenausfahrmat has dropped.
  • this level is higher than the level of scrap releasing retraction of the push frame (61; 261).
  • the scrap (4) is e.g. still partially in the push frame (61, 261).
  • the inside (85) of the front wall (81) by means of the bumper (83) displaces the scrap (4), which is higher than the lower edge (82) of the front wall (81).
  • the supernatant scrap (4) can be additionally displaced in the edge regions of the shaft-shaped container (101).
  • the first push frame (61) Once the first push frame (61) has moved back into the Vorchargierfach (31), it can be loaded with the new scrap (4). At the same time the first of the two release conditions for the process of the second push frame (261) is triggered. Once the level of preheated scrap (4) in the shaft-shaped container is e.g. below the level of the soil (32), the second release condition is fulfilled. The second push frame (261) can be retracted. The second release may also be already done when the e.g.
  • scrap level in the shaft-shaped container (101) is still about 15% of the height of the push frame (61, 261) above the bottom (32).
  • the outer side (86) of the front wall (81) with the bumper strip (83) can level the scrap (4) in the chess-shaped container (101).
  • the scrap (4) is additionally displaced into the edge regions of the shaft-shaped container (101).
  • This push frame (261) remains in the shaft-shaped container (101) until the scrap level in the shaft-shaped container (101) releases the outward movement.
  • scrap (4) from the shaft-shaped container (101) is conveyed into the furnace vessel (11) approximately every five minutes by means of the pusher device (151). After retracting the pushing device (151), scrap (4) slips in the shaft-shaped container (101), so that the scrap level decreases.
  • Scrap (4) can thus take place in the time interval in which a retraction of the push frame (61, 261) into the shaft-shaped container (101) due to the scrap level in
  • the shaft-shaped container (101) is prevented.
  • the loaded push frame (261; 61) is provided in the pre-charge compartment (231; 31) as soon as the scrap level in the shaft-shaped container (101) releases retraction, the scrap level in the shaft-shaped container (101) can be increased very early.
  • the scrap (4) in the shaft-shaped container (101) can thus be preheated for a very long time interval. Since this results in a high thermal energy level of the scrap (4) fed into the furnace (10), the melting process requires only a smaller amount of electrical energy, for example compared to the plant described in the prior art. Due to the saved primary energy, the melting process is accelerated. This achieves a short time interval between two taps.
  • the Vorchargierfach (31) relative to the shaft-shaped container (101) is movable in the vertical direction.
  • the Vorchargierfach (31) for example by means of a
  • the cylinder Piston unit (37) may be single-acting or double-acting.
  • Precharging compartment (31) lowered.
  • the manhole-shaped container (101) is closed.
  • the furnace process continues uninterrupted.
  • the loading of the push frame (61) takes place as described above.
  • the Vorchargierfach (31) by means of the cylinder-piston unit (37) is raised.
  • an aperture (39) closing the shaft-like container (101) is raised, for example, or moved laterally. After opening the screen (39) the Vorchargierfach (31) is aligned with the
  • the prism strips (22, 112) arranged in the precharging compartment (31) and in the shaft-shaped container (101) are, for example, spaced apart by 100 millimeters. In the exemplary embodiment, they curse each other.
  • the guide elements (64, 65, 66) on the push frame (61) are constructed, for example, as described above.
  • the guide system (21) may be formed horizontally or in the direction of the shaft-shaped container (101) falling.
  • Precharging compartment (31) arranged drive device (91) the push frame (61).
  • the push frame (61) initially slides along the guide strip (22) in the precharging compartment (31).
  • the lower or upper thrust frame side insertion bevel (66) abuts the prism bar (112) of the shaft-shaped container (101).
  • the push frame (61), which is still in Vorchargierfach (31) is centered in the shaft-shaped container (101).
  • With increasing Hub take over the guide rails (112) of the shaft-shaped container (101) increasingly the management task of the push frame (61).
  • the scrap (4) is emptied into the shaft-shaped container (101).
  • the push frame (61) is moved so far in the shaft-shaped container (101) until the thrust shield (71) has reached or exceeded the inner edge of the shaft-shaped container (101). Once the return stroke has taken place, as soon as the push frame (61) so again in Vorchargierfach (31) sits, the
  • Vorchargierfach (31) closed and the Vorchargierfach (31) lowered.
  • the push frame (61) in Vorrechgierfach (31) can now be reloaded.
  • the release for the method of the push frame (61) can also in this case due to the mass of the scrap (4) in
  • Shaft-shaped container (101) take place.
  • only the mass of the shaft-shaped container (101) is determined without the Vorchargierfach (31).

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Description

Schrottvor ärm- und Zuführsystem
Beschreibung : Die Erfindung betrifft ein Schrottvorwärm- und Zuführsystem eines Ofens zur Stahlerzeugung, mit mindestens einem offenbaren Verschluss und mit einem eine Ausgabeöffnung und
mindestens eine Absaugöffnung umfassenden schachtförmigen Behälter, wobei der Verschluss ein einen Boden aufweisendes Vorchargierfach verschließt und wobei ein in vertikaler
Richtung durchströmbarer Schubrahmen aus dem Vorchargierfach in den schachtförmigen Behälter und zurück verfahrbar ist sowie ein Ofensystem mit einem Ofen und einem derartigen
Schrottvorwärm- und Zuführsystem.
Aus der DE 10 2010 045 825 AI ist ein derartiges
Schrottvorwärm- und Zuführsystem bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, die für den Schmelzprozess erforderliche Energie weiter zu vermindern und das Zeitintervall zwischen den Abstichen weiter zu verkürzen.
Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu umfasst die in Richtung des schachtförmigen Behälters orientierte Vorderwand des Schubrahmens eine diese nach unten begrenzende Stoßleiste. Die Länge der Stoßleiste quer zu den Verfahrrichtungen des Schubrahmens beträgt
mindestens 90 % der Länge der Vorder and in dieser Querrichtung. Außerdem beträgt der Abstand der Stoßleiste vom Boden in vertikaler Richtung zwischen 5 % und 25 % der Gesamthöhe des Schubrahmens .
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dargestellter Ausführungsformen .
Figur 1 : Ofensystem mit Schrottvorwärm- und Zuführsystem;
Figur 2 : Seitenansicht von Figur 1 ;
Figur 3 : Draufsicht auf Figur 1 ;
Figur 4 : Ansicht des Schubrahmens im Vorchargierfach;
Figur 5 : Isometrische Ansicht des Schubrahmens;
Figur 6: Längsschnitt des Schubrahmens;
Figur 7 : Draufsicht auf einen Schubrahmen mit keilförmig
nach innen ausgebildeter Vorderwand;
Figur 8 : Querschnitt von Figur 7;
Figur 9 : Draufsicht auf einen Schubrahmen mit beidseits
keilförmig ausgebildeter Vorderwand;
Figur 10 : Doppe1-Schubrahmen;
Figur 11 : Schnitt eines Ofensystems aus den Figuren 1 - 3
während des Schmelzprozesses;
Figur 12 : Ofen mit Schrottvorwärm- und Zuführsystem und
anhebbarem Vorchargierfach;
Figur 13 : Detail des Führungssystems aus Figur 12;
Figur 14 : Detail des Führungssystems aus Figur 4. Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein Ofensystem (6) mit einem
Ofen (10) zur Erzeugung von Flüssigstahl und mit einem
Schrottvorwärm- und Zuführsystem (20) . Das Einsatzmaterial ist Stahlschrott (4) , der von einem hier nicht dargestellten
Schrottplatz beispielsweise mittels eines Hallenkrans (2) in einem Schrottkorb (3) in ein Vorchargierfach (31) des
Schrottvorwärm- und Zuführsystems (20) gefördert wird. Das Einsatzmaterial (4) kann auch mittels einer kontinuerlichen Fördervorrichtung, beispielsweise mittels eines Förderbandes, unterbrochen oder ununterbrochen in das Schrottvorwärm- und Zuführsystem (20) gefördert werden.
Im Schrottvorwärm- und Zuführsystem (20) wird der Schrott (4) auf den Einsatz vorbereitet. Der Schrott (4) wird hierzu zu- nächst aus dem Vorchargierfach (31) in einen schachtförmigen Behälter (101) gefördert. Im schachtförmigen Behälter (101) werden Abgase aus dem Verbrennungsprozess des Ofens (10) durch den Schrott (4) hindurchgeleitet. Die vom Abgas unter Abkühlung an den Schrott (4) übertragene thermische Energie er- höht den Energieinhalt des Schrotts (4) und wärmt diesen vor.
Vom Schrottvorwärm- und Zuführsystem (20) wird der vorgewärmte Schrott (4) in einem Hub vollständig oder portionsweise in das Ofengefäß (10) gefördert. Im Ofengefäß (10) wird das Einsatz- material (4) dann beispielsweise mittels elektrischer Energie verflüssigt. Beim Verflüssigen nimmt die Dichte des eingebrachten Materials zu, während sein Volumen abnimmt.
Der Ofen (10) kann je nach Art der Energiezuführung ein In- duktionsofen, ein Elektrolichtbogenofen, etc. sein. Nach dem Einschmelzen des Schrotts (4) wird der homogene, flüssige Stahl (5), vgl. Figur 11 im Allgemeinen unter Kippen des Ofengefäßes (11) in eine Pfanne (8) entleert. Der Ofen (10) kann nach dem Abstich für die nächste Schmelze vorbereitet werden. Der flüssige Stahl (5) wird entweder direkt oder beispielsweise nach der Zugabe weiterer Legierungselemente zur Weiterverarbeitung, z.B. in einer Stranggußanlage, gefördert. Das in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Schrottvorwärm- und Zuführsystem (20) umfasst den schachtförmigen Behälter (101) und zwei Vorchargierfächer (31, 231) . Das gesamte
Schrottvorwärm- und Zuführsystem (20) ist beispielsweise auf Rollen (161) gelagert. Beispielsweise zu Wartungszwecken kann es vom Ofen (10) weg verfahren werden. Auch eine starre oder eine heb- und/oder schwenkbare Anordnung des Schrottvorwärm- und Zuführsystems (20) ist denkbar.
Der weitgehend in vertikaler Richtung orientierte schacht- förmige Behälter (101) hat einer zur Ofenbühne (7) parallelen Ebene einen rechteckigen Außen- und Innenquerschnitt. Hierbei liegen die Längswände (103, 104) parallel zu einer gedachten ersten vertikalen Ofenmittelebene (13). Die quer hierzu angeordneten Stirnwände (102, 105) durchdringen diese erste vertikale Ofenmittelebene (13) . Alle Wandflächen (102 - 105) können wassergekühlt ausgeführt sein. Der schachtförmige Behälter (101) hat eine untenliegende Ausgabeöffnung (106) und eine obenliegende Absaugöffnung (131). Im Ausführungsbeispiel ist die z.B. rechteckige Ausgabeöffnung (106) im unteren Be- reich der dem Ofen (10) zugewandten Stirnwand (105) angeordnet. An diese Ausgabeöffnung (106) ist ein Fördertunnel (171) angeschlossen, der beim Betrieb des Ofens (10) trennbar den schachtförmigen Behälter (101) mit dem Ofeninnenraum (15) verbindet. Das Ofensystem (6) kann aber auch ohne den Fördertunnel (171) ausgebildet sein.
In der dem Ofen (10) abgewandten Stirnwand (102) ist eine Stoßvorrichtung (151) angeordnet. Diese umfasst beispielsweise einen hydraulisch betätigbaren Stößel (152) . Im Ausführungs- beispiel fluchtet dieser mit dem Fördertunnel (171) . Mittels dieser z.B. ein- oder zweistufigen Stoßvorrichtung (151) wird der vorgewärmte Schrott (4) aus dem schachtförmigen Behälter (101) durch den Fördertunnel (171) in das Ofen- gefäß (11) gefördert.
Die Ausgabeöffnung (106) kann auch in einer Seitenwand (103, 104) oder am Boden (107) des schachtförmigen Behälters (101) angeordnet sein. Bei einer Anordnung der Ausgabeöffnung (106) im Boden (107) ist zumindest der schachtförmige Behälter (101) anhebbar ausgebildet. Gegebenenfalls kann er, mit oder ohne den Vorchargierfächern (31, 231) , schwenkbar oder verfahrbar sein. Bei einer bodenseitigen Ausgabeöffnung (106) umfasst der schachtförmige Behälter (101) beispielsweise ein offenbares und durchströmbares Rückhaitesystem. Von diesem aus kann der vorgewärmte Schrott in das Gefäß (11) zugegeben werden.
Die Absaugöffnung (131) ist im Ausführungsbeispiel in der Decke (108) angeordnet. Sie hat beispielsweise einen runden, elliptischen oder ovalen Querschnitt. Die an die Absaugöffnung (131) angeschlossene ungekühlte oder gekühlte Absaugleitung (130) hat den gleichen Querschnitt. Im Ausführungsbei- spiel ist oberhalb des schachtförmigen Behälters (101) ein Krümmer (132) angeordnet, von dem aus die Absaugleitung (130) beispielsweise waagerecht in Richtung der Schnittgeraden der ersten (13) und der hierzu normalen zweiten vertikalen Ofenmittenebene (14) geführt ist. Bei einem verfahrbaren, schwenkbaren oder anhebbaren Schrottvorwärm- und Zuführsystem (20) umfasst die Absaugleitung (130) eine offenbare Trennfuge. Die Absaugöffnung (131) kann auch in einer Seiten- (103, 104) oder einer Stirnwand (102, 105) des schachtförmigen Behälters (101) angeordnet sein. Beispielsweise liegt sie dort in einem
Niveau, das oberhalb oder im oberen Bereich der
Vorchargierfächer (31, 231) ist. Die beiden z.B. punkt- oder achsensymmetrisch zueinander angeordnneten Vorchargierfächer (31, 231) sind im Ausführungsbeispiel im oberen Bereich (109) an den schachtförmigen Be- hälter (101) angeschlossen. Beispielsweise liegen die Anschlussflächen parallel zur ersten vertikalen Mittenlängs- ebene (13) des Ofens (10) . Jedes der Vorchargierfächer (31, 231) hat einen obenliegenden offenbaren Verschluss (51, 251) . Der einzelne Verschluss (51, 251) umfasst einen VerschlüssSchieber (52) , der beispielsweise mittels zweier seitlich angeordneter hydraulisch betätigter Zylinder-Kolbeneinheiten (53) offenbar und schließbar ist. Oberhalb eines jeden Verschlussschiebers (52) ist ein Einfülltrichter (41) angeordnet. Das einzelne Vorchargierfach (31, 231) umfasst ein Traggerüst (33) und einen Boden (32) . Das jeweilige Traggerüst (33) hat z.B. weitgehend geschlossene Wände (36) und kann beispielsweise wassergekühlt ausgeführt sein. Zum
schachtförmigen Behälter (101) hin ist das Traggerüst (33) offen .
Im jedem Traggerüst (33) ist ein Schubrahmen (61; 261) angeordnet. Der relativ zum Traggerüst (33) und zum schacht- förmigen Behälter (101) verfahrbare Schubrahmen (61; 261) ist in einer Draufsicht beispielsweise rechteckig ausgebildet. Er kann jedoch auch eine quadratische Fläche begrenzen. Seine
Oberseite (62) und die z.B. hierzu kongruente Unterseite (63) sind offen. Der Schubrahmen (61; 261) kann jedoch auch derart ausgebildet sein, dass z.B. die Unterseite (63) größer ist als die Oberseite (62) und/oder weiter in Richtung des schacht- förmigen Behälters (101) orientiert ist.
Der einzelne Schubrahmen (61; 261) ist im Traggerüst (33) und im schachtförmigen Behälter (101) z.B. in zwei querliegenden GleitführungsSystemen (21) geführt, vgl. die Figuren 4 und 14. Dieses umfasst beispielsweise beidseitig im Traggerüst (33) und im Schachtförmigen Behälter (101) angeordnete horizontal angeodenete Prismenleisten (22) . Diese sind z.B. wassergekühlt ausgebildet. Beispielsweise sind diese Führungsleisten (22) in der Höhenrichtung (74) um ein Viertel der Höhe des Schubrahmens (61; 261) oberhalb des Bodens (32) angeordnet. Die beiden Führungsflächen (23, 24) einer jeden Prismenleiste (22) schließen jeweils mit einer horizontalen Ebene einen Winkel von 30 Grad ein. Schubrahmenseitig umfasst das Führungs- System (21) ein oberes (64) und ein unteres Führungsblech (65) , die parallel zu den Prismenflächen (23, 24) angeordnet sind. Der nominale Abstand der Führungsbleche (64, 65) und der Gegenführung (23, 24) beträgt beispielsweise jeweils 10 Millimeter. In den Darstellungen der Figuren 4, 5 und 14 hat der Schubrahmen (61; 261) Einfuhrschrägen (66) .
Hiermit kann der Schubrahmen (61; 261) bei der Montage und bei Wartungsarbeiten weitgehend problemlos in die Prismenleisten (22) des Traggerüsts (33) eingesetzt und aus diesen entnommen werden. Die Einführschrägen (66) können alternativ oder zusätzlich an den Prismenleisten (22) angeordnet sein.
An jeder Längsseite des Traggerüsts (33) ist eine
Antriebsseinheit (92) für den Schubrahmen (61; 261) angeordnet. Hiermit wird der einzelne Schubrahmen (61; 261) in den linearen Schubrahmen-Verfahrrichtungen (75) vom
Vorchargierfach (31) in den schachtförmigen Behälter (101) hineingefahren und wieder hinausgefahren. Die beiden eine Antriebsvorrichtung (91) bildenden Antriebseinheiten (92) sind beispielsweise mittels einer hydraulischen Gleichlaufregelung miteinander gekoppelt. Die einzelne Antriebseinheit (92) umfasst im Ausführungsbeispiel eine wassergekühlte hydraulische Zylinder-Kolben-Einheit (93) . Die Wandflächen (67, 68, 71, 81) des Schubrahmens (61; 261) sind z.B. wassergekühlt. Beispielsweise umfasst die Wasserkühlung zwei Kreisläufe. Die Anschlüsse (69) befinden sich an der dem Schachtförmigen Behälter (101) abgewandten Rück- wand (71) des Schubrahmens (61; 261) . Hier sind sie beispielsweise mittels Rohren und Schläuchen an die Außenseite der Schrottvorwärm- und Zuführvorrichtung (20) geführt. Alle
Wände (67, 68, 71, 81) des Schubrahmens (61), die mit
Schrott (4) in Kontakt kommen, sind mit Stahlplatten belegt. Die Rückwand (71) des Schubrahmens (61) ist ein
Schubschild (71). Das Schubschild (71) kann beispielsweise ein gegenüber den übrigen Schubrahmenwänden (67, 68, 81) erhöhtes Widerstandsmoment gegen Biegung aufweisen. Dieses Widerstandsmoment verhindert im Wesentlichen ein Ausbeulen des
Schubschilds (71) zwischen den Schubrahmenstützen (72, 73) . Das Schubschild (71) kann eben, gebogen oder ein- oder zweiachsig gewölbt ausgebildet sein. Hierbei liegt die gedachte Kant-, Biege- oder Wölbungsmittelachse in Richtung der Vorderwand (81) versetzt zum Schubschild (71) . Zumindest eine der genannten Mittelachsen ist zumindest annähernd vertikal ausgerichtet. Zumindest annähernd vertikal bedeutet hier, dass die Mittelachse mit einer Vertikalen einen Winkel bis zu
15 Grad einschließen kann. Die dem schachtförmigen Behälter (101) zugewandte Vorderwand (81) des Schubrahmens (61) überragt die Ebene der Oberkante des Schubschilds (71) beispielsweise um 10 % der Höhe des Schubrahmens (61). Die Unterkante (82) der Vorderwand (81) ist z.B. weitgehend parallel zum Boden (32) angeordnet.
Zumindest im mittleren Bereich der Vorderwand (81) wird die
Unterkante (82) durch eine Stoßleiste (83) gebildet. Die Länge der Stoßleiste (83) beträgt mindestens 90 % der Länge der Unterkante (81) in der Querrichtung (76) . Diese Länge ist normal zu den Verfahrrichtungen (75) des Schubrahmens (61; 261) orientiert. In den Darstellungen der Figuren 4 und 5 entspricht die Gesamtlänge der Unterkante (82) der Länge der Vorderwand (81) in der Querrichtung (76) des Schubrahmens (61) . Die Stoßleiste (83) hat im Bereich zwischen den Seitenwänden (67, 68) zum Boden (32) beispielsweise einen Abstand in der Höhenrichtung (74) , der zwischen 5 % und 25 % der Höhe des Schubrahmens (61) beträgt. In den Außenbereichen, also in der Verlängerung der Seitenwände (67, 68) , kann die Vorderwand (81) am Boden (32) anliegen. Es ist aber auch denk- bar, dass die Stoßleiste (83) entlang der gesamten Länge der Vorderwand (81) vom Boden (32) beabstandet ist.
Die Stoßleiste (83) kann bogenförmig ausgebildet sein. Beispielsweise ist der größte Abstand der Stoßleiste (83) zum Boden (32) im mittleren Bereich der Vorderwand (81) ausgebildet. Hierbei ist der Radius des Bogens oder eines Bereichs des Bogens größer als die Breite des Schubrahmens (61; 261) . Die Stoßleiste (83) umfasst ein zum Schrott (4) orientiertes Verschleißblech (84) , das z.B. eine Stärke von 30 Millimetern hat. Die Stoßleiste (83) kann beispielsweise an der Innenseite (85) und/oder an der Außenseite (86) der Vorderwand (81) angefast sein, vgl. Figur 6. Die Stoßleiste (83) ist als wassergekühltes Hohlprofil ausgebildet.
Der untere Bereich (87) der Vorderwand (81) oder die gesamte Vorderwand (81) kann geneigt ausgebildet sein. Hierbei ist die Unterkante (82) der Vorderwand (81) beispielsweise in Richtung des schachtförmigen Behälters (101) orientiert. Die Vorderwand (81) oder der untere Bereich (87) der Vorderwand (81) kann auch ein- oder zweiachsig gekantet, gebogen oder gewölbt ausgebildet sein. In den Figuren 7 und 8 ist eine derartige V- förmig ausgebildete Vorderwand (81) in einer Draufsicht und in einem Längsschnitt des Schubrahmens (61; 261) dargestellt. Die Spitze (88) des V ragt in Richtung des Schubschilds (71) . Die gedachte vertikale Kant- oder Biegemittellinie der Innenseite (85) der Vorderwand (81) ist in Richtung des schacht- förmigen Behälters (101) versetzt. Das Toleranzfeld der zumindest annähernd vertikalen Biege- oder Kantmittellinie entspricht dem oben genannten Toleranzfeld bei der Ausbildung des Schubschilds (71). Die in den Figuren 7 und 8 dargestellte Stoßleiste (83) ist beispielsweise plankonvex ausgebildet, wobei die konvexe Seite zum Schubschild (71) zeigt. Bei einer gebogenen Ausbildung der Stoßleiste (83) kann ihr Radius - einschließlich des Vorzeichens - identisch dem Radius des unteren Bereichs des Schubschilds (71) sein. Die Figur 9 zeigt die Draufsicht eines Schubrahmens (61; 261), dessen Vorderwand (81) eine in Richtung des Schubschilds (71) nasenartig hervorstehende Innenseite (85) und eine in Richtung des Schachtförmigen Behälters (101) nasenartig hervorstehende Außenseite (86) hat. Die Stoßleiste (83) ist damit in ihrem mittleren Bereich breiter als in den an die Seitenwände (67, 68) angrenzenden Endbereichen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Stoßleiste (83) in einer Draufsicht bikonvex ausgebildet . Die beiden Schubrahmen (61, 261) sind in dem in den
Figuren 1 - 3 und 11 dargestellten Schrottvorwärm- und
Zuführsystem (20) entlang demselben FührungsSystem (21) geführt. Jedem Schubrahmen (61, 261) können jedoch traggerüst- seitig und im schachtförmigen Behälter (101) eigene Führungs- schienen (22) zugeordnet sein. Die beiden Schubrahmen (61,
261) sind im Ausführungsbeispiel alternativ antreibbar. Beispielsweise sind die Antriebsvorrichtungen (91) der beiden Schubrahmen (61, 261) gegenseitig verriegelt, so dass nur jeweils ein Schubrahmen (61; 261) relativ zum schachtförmigen Behälter (101) verfahrbar ist. Ist die Breite des schacht- förmigen Behälters (101) in der Hubrichtung der Schubrahmen (61, 261) größer als die doppelte Länge des längeren Schubrahmens (61; 261) in dieser Richtung, können auch beide Schubrahmen (61; 261) unabhängig voneinander verfahrbar sein.
Es ist auch denkbar, zwei Schubrahmen (61, 261) miteinander zu koppeln. Die Figur 10 zeigt eine Draufsicht eines derartigen Schubrahmenverbunds (262). Die beiden Schubrahmen (61, 261) können hierbei eine gemeinsame, innenliegende Vorderwand (81) aufweisen. Dieser Schubrahmenverbund (262) ist beispielsweise mittels einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung (91) antreibbar. Hierbei wird der erste Schubrahmen (61) vom ersten
Vorchargierfach (31) in den schachtförmigen Behälter (101) verfahren. Gleichzeitig wird der mit diesem verbundene zweite Schubrahmen (261) aus dem schachtförmigen Behälter (101) heraus in das zweite Vorchargierfach (231) verfahren. Während der Schrott (4) aus dem ersten Schubrahmen (61) in den
schachtförmigen Behälter (101) entleert wird, kann nach dem Öffnen des Verschlusses (251) des zweiten
Vorchargierfachs (231) der zweite Schubrahmen (261) befüllt werden. Hiernach wird der Verschluss (251) wieder verschlossen. Sobald der erste Schubrahmen (61) wieder in das erste Vorchargierfach (31) zurück verfahren wird, wird der zweite Schubrahmen (261) aus dem Vorchargierfach (231) in den schachtförmigen Behälter (101) verfahren. Während des Beiadens des ersten Schubrahmens (61) wird der zweite Schubrahmen (261) in den schachtförmigen Behälter (101) entleert.
Nach der Inbetriebnahme steht das Ofensystem (6) in einer Ausgangsposition. Das Schrottvorwärm- und Zuführsystem (20) ist leer und das Ofengefäß steht waagerecht mit verschlossenem Deckel (16) . In jedem der Vorchargierfächer (31, 231) ist ein leerer Schubrahmen (61, 261) angeordnet. Beispielsweise liegt die Vorderwand (81) des jeweiligen Schubrahmens (61, 261) mit ihrem oberen Bereich und mit ihrem seitlichen Bereich an der Innenseite des schachtförmigen Behälters (101) an. Die Ver- Schlüsse (51, 251) sind verschlossen. Beispielsweise sind die Absauganlage und die Wasserkühlung eingeschaltet.
Nach dem Öffnen des Verschlusses (51) wird Schrott (4) aus dem Schrottkorb (3) in den Schubrahmen (61) des ersten
Vorchargierfachs (31) geladen, vgl. Figur 11. Beim Wegfahren des Schrottkorbs (3) wird der Verschlussschieber (52) geschlossen. Der Schrott (4) im Schubrahmen (61) ist beispielsweise ineinander verhakt. Die Vorderwand (81) verhindert ein Herunterfallen des Schrotts (4) in den schachtförmigen Be- . hälter (101) . Da die von der Stoßleiste (83) und dem
Boden (32) begrenzte Öffnung (89) der Vorderwand (81) durch den Schrott (4) verstopft ist, dringen keine oder nur eine geringe Menge Abgase in das Vorchargierfach (31) . Nun kann der Schubrahmen (61) aus dem ersten
Vorchargierfach (31) in den schachtförmigen Behälter (101) verfahren werden. Hierzu wird die Antriebsvorrichtung (91) betätigt. Diese schiebt den ersten Schubrahmen (61) entlang der Führungsleisten (22) in den schachtförmigen Behälter (101) . Das Schubschild (71) schiebt hierbei den Schrott (4) entlang dem Boden (32) in den schachtförmigen Behälter (101).
Inzwischen ist beispielsweise der zweite Schubrahmen (261) befüllt. Sobald der erste Schubrahmen (61) wieder in das
Vorchargierfach (31) zurück verfahren ist, wird beispielsweise mittels Sensoren das Verfahren des zweiten Schubrahmens (261) freigegeben. Auch aus diesem Schubrahmen (261) wird der
Schrott (4) in den schachtförmigen Behälter (101) entleert. Die Sensoren können hierbei beispielsweise Wägezellen (162) sein, die das gesamte Schrottvorwärm- und Zuführsystem (20) abstützen. Nach dem Chargieren neuen Schrotts (4) und nach dem Fördern vorgewärmten Schrotts (4) in das Ofengefäß (11) wird jeweils neu tariert. Sobald Schrott (4) aus dem
Vorchargierfach (31) in den schachtförmigen Behälter (101) verschoben wird, wird die Masse des Schrotts (4) im schacht- förmigen Behälter (101) rechnerisch um die Masse des vorher in das Vorchargierfach (31) chargierten Schrotts (4) erhöht.
Abhängig von der Masse des Schrotts (4) im schachtförmigen Behälter (101) wird das Verfahren des jeweiligen Schubrahmens (61, 261) blockiert oder freigegeben.
Sobald der einzelne Schubrahmen (61, 261) wieder in das
Vorchargierfach (31, 231) zurückgefahren ist, kann er neu be- laden werden.
Aus dem schachtförmigen Behälter (101) wird der Schrott (4) mittels der Stoßvorrichtung (151) in das Ofengefäß (11) gefördert. Sobald der Schrott (4) im schachtförmigen Be- hälter (101) unter ein voreingestelltes Niveau, beispielsweise unterhalb des Niveaus des Bodens (32), abgesunken ist, kann der Schrott (4) aus dem nächsten Schubrahmen (261; 61) in den schachtförmigen Behälter (101) gefördert werden. Das Schmelzen des Schrotts (4) erfolgt bei dem in der Figur 1 dargestellten Induktionsofen (10) mittels einer
Induktiosspule, deren Wechselfeld eine Erhitzung des im Ofengefäß befindlichen, elektrisch leitfähigen Schrotts (4) bewirkt. Bei einem Elektrolichtbogenofen werden mittels Gleich- oder Wechselspannung angesteuerte Elektroden in ein Ofengefäß eingetaucht. Gegebenenfalls dient hierbei das Ofengefäß als Gegenelektrode . Während des Einschmelzens werden die Abgase aus dem Ofengefäß (11) durch den schachtförmigen Behälter (101) und die Absaugleitung (130) hindurch abgesaugt. Die Abgase, die beim Austritt aus dem Ofen Temperaturen bis zu etwa 800 Grad
Celsius erreichen können, durchströmen den im schachtförmigen Behälter (101) gelagerten Schrott (4) und erwärmen diesen unter Abkühlung auf. Ist einer der Schubrahmen (61, 261) noch im schachtförmigen Behälter (101), wird dieser ebenfalls durchströmt .
Nach dem Einschmelzen und Homogenisieren des geschmolzenen Stahls kann die Schmelze abgestochen werden. Gegebenenfalls wird vor dem Abstich die auf der Schmelze schwimmende Schlacke abgekippt. Zum Abstich wird das Ofengefäß (11) gekippt und der flüssige Stahl (5) in eine Pfanne (8) gekippt.
Nun kann der bereits vorgewärmte Schrott (4) für die nächste Schmelze vom schachtförmigen Behälter (101) in das Ofengefäß (11) gefördert werden.
Nach dem Verfahren des Schubrahmens (61, 261) in den schacht- förmigen Behälter (101) kann ein Teil des Schrotts (4) im Bereich des Schubrahmens (61, 261) liegen bleiben. Der Schubrahmen (61, 261) bleibt so lange im schachtförmigen Be- hälter (101), bis das Niveau des Schrotts (4) auf ein z.B. massenabhängiges Schubrahmenausfahrniveau abgesunken ist.
Dieses Niveau ist beispielsweise höher als das Schrottniveau, das das Einfahren des Schubrahmens (61; 261) freigibt. Der Schrott (4) steht z.B. noch bereichsweise im Schubrahmen (61, 261). Beim Zurückfahren des Schubrahmens (61; 261) verdrängt die Innenseite (85) der Vorderwand (81) mittels der Stoßleiste (83) den Schrott (4), der höher liegt als die Unterkante (82) der Vorderwand (81) . Beispielsweise wird der
Schrott (4) im schachtförmigen Behälter (101) planiert. Ist die Stoßleiste (83) beispielsweise ausgeführt wie in den
Figuren 7 und 8 dargestellt, kann der überstehende Schrott (4) zusätzlich in die Randbereiche des schachtförmigen Behälters (101) verdrängt werden.
Sobald der erste Schubrahmen (61) in das Vorchargierfach (31) zurückgefahren ist, kann er mit dem neuen Schrott (4) beladen werden. Gleichzeitig wird die erste der zwei Freigabebedingungen für das Verfahren des zweiten Schubrahmens (261) ausgelöst. Sobald das Niveau des vorgewärmten Schrotts (4) im schachtförmigen Behälter z.B. unter das Niveau des Bodens (32) gefallen ist, ist auch die zweite Freigabebedingung erfüllt. Der zweite Schubrahmen (261) kann eingefahren werden. Die zweite Freigabe kann auch bereits erfolgen, wenn das z.B.
mittels der Wägezellen (162) ermittelte Schrottniveau im schachtförmigen Behälter (101) noch etwa 15 % der Höhe des Schubrahmens (61, 261) oberhalb des Bodens (32) steht. Beim Hereinschieben des Schubrahmens (261) schiebt sich dieser über die Schrottsäule im schachtförmigen Behälter (101). Hierbei kann die Außenseite (86) der Vorderwand (81) mit der Stoßleiste (83) den Schrott (4) im schachförmigen Behälter (101) planieren. Beispielsweise beim Einsatz der in der Figur 9 dargestellten Vorderwand (81) wird der Schrott (4) zusätzlich in die Randbereiche des schachtförmigen Behälters (101) ver- drängt.
Dieser Schubrahmen (261) verbleibt so lange im schachtförmigen Behälter (101), bis das Schrottniveau im schachtförmigen Behälter (101) das Herausfahren freigibt.
Beim Betrieb des Ofens (10) wird etwa alle fünf Minuten mittels der Stoßvorrichtung (151) Schrott (4) aus dem schacht- förmigen Behälter (101) in das Ofengefäß (11) gefördert. Nach dem Zurückfahren der Stoßvorrichtung (151) rutscht Schrott (4) im schachtförmigen Behälter (101) nach, so dass das Schrottniveau sinkt.
Das beschriebene Schrottvorwärm- und Zuführsystem (20) erlaubt ein frühzeitiges Zurückfahren des einzelnen Schubrahmens (61; 261) in das jeweilige Vorchargierfach (31; 231). Das
Chargieren des Schubrahmens (61; 261) mit dem neuen
Schrott (4) kann somit in dem Zeitintervall erfolgen, in dem ein Einfahren des Schubrahmens (61; 261) in den schacht- förmigen Behälter (101) aufgrund des Schrottniveaus im
schachtförmigen Behälter (101) verhindert ist. Da andererseits der beladene Schubrahmen (261; 61) im Vorchargierfach (231; 31) bereitsteht, sobald das Schrottniveau im schachtförmigen Behälter (101) ein Einfahren freigibt, kann das Schrottniveau im schachtförmigen Behälter (101) sehr frühzeitig erhöht werden. Der Schrott (4) im schachtförmigen Behälter (101) kann damit während eines sehr langen Zeitintervalls vorgewärmt werden. Da hierdurch ein hohes thermisches Energieniveau des in den Ofen (10) zugeführten Schrotts (4) erreicht wird, be- nötigt der Schmelzprozess nur eine - beispielsweise im Vergleich zu dem im Stand der Technik beschriebenen Anlage - geringere Menge elektrischer Energie. Aufgrund der eingesparten Primärenergie wird der Schmelzprozess beschleunigt. Hiermit wird ein kurzes Zeitintervall zwischen zwei Abstichen erreicht.
In der Figur 12 ist ein weiteres Schrottvorwärm- und
Zuführsystem (20) dargestellt. In dieser Vorrichtung (20) ist das Vorchargierfach (31) gegenüber dem schachtförmigen Be- hälter (101) in vertikaler Richtung verfahrbar. Hierfür ist das Vorchargierfach (31) beispielsweise mittels einer
hydraulischen Zylinder-Kolben-Einheit (37) in einer
Führung (38) des Traggerüsts (33) verfahrbar. Die Zylinder- Kolben-Einheit (37) kann einfachwirkend oder doppeltwirkend ausgebildet sein.
Um den Schubrahmen (61) zu beladen, wird das
Vorchargierfach (31) abgesenkt. Der Schachtförmige Behälter (101) ist verschlossen. Der Ofenprozess läuft ununterbrochen weiter. Das Beladen des Schubrahmens (61) erfolgt, wie oben beschrieben. Sobald der Schrottkorb (3) den Ofenbereich verlassen hat und der Verschluss (51) verschlossen ist, wird das Vorchargierfach (31) mittels der Zylinder-Kolben-Einheit (37) angehoben. Gleichzeitig wird eine den schacht- förmigen Behälter (101) verschließende Blende (39) beispielsweise angehoben oder seitlich verfahren. Nach dem Öffnen der Blende (39) fluchtet das Vorchargierfach (31) mit der
Öffnung (111) des schachtförmigen Behälters (101) , vgl.
Figur 13. Die im Vorchargierfach (31) und im schachtförmigen Behälter (101) angeordneten Prismenleisten (22, 112) sind beispielsweise um 100 Millimeter voneinander beabstandet. Im Ausführungsbeispiel fluchten sie miteinander. Die Führungs- elemente (64, 65, 66) am Schubrahmen (61) sind beispielsweise so aufgebaut wie oben beschrieben. Das Führungssystem (21) kann waagerecht oder in Richtung des schachtförmigen Behälters (101) fallend ausgebildet sein. Beim Einfahren des Schubrahmens (61) in den schachtförmigen Behälter (101) schiebt die z.B. an der Außenseite des
Vorchargierfachs (31) angeordnete Antriebsvorrichtung (91) den Schubrahmen (61) . Der Schubrahmen (61) gleitet zunächst entlang der Führungsleiste (22) im Vorchargierfach (31) . An der Übergangsstelle stößt beispielsweise die untere oder die obere schubrahmenseitige Einführschräge (66) auf die Prismenleiste (112) des schachtförmigen Behälters (101) . Der Schubrahmen (61) , der ja noch im Vorchargierfach (31) steht, wird im schachtförmigen Behälter (101) zentriert. Mit zunehmendem Hub übernehmen die Führungsleisten (112) des schachtförmigen Behälters (101) zunehmend die Führungsaufgabe des Schubrahmens (61) . Sobald der Schubrahmen (61) den schachtförmigen Behälter (101) erreicht, wird der Schrott (4) in den schacht- förmigen Behälter (101) entleert. Der Schubrahmen (61) wird so weit in den schachtförmigen Behälter (101) verschoben, bis das Schubschild (71) die Innenkante des schachtförmigen Behälters (101) erreicht hat oder diese überschritten hat. Sobald der Rückhub erfolgt ist, sobald der Schubrahmen (61) also wieder im Vorchargierfach (31) sitzt, wird die
Blende (39) verschlossen und das Vorchargierfach (31) abgesenkt. Der Schubrahmen (61) im Vorchargierfach (31) kann nun neu beladen werden.
Die Freigabe für das Verfahren des Schubrahmens (61) kann auch in diesem Fall aufgrund der Masse des Schrottes (4) im
schachtförmigen Behälter (101) erfolgen. Beispielsweise wird in diesem Ausführungsbeispiel nur die Masse des schacht- förmigen Behälters (101) ohne das Vorchargierfach (31) ermittelt .
Die in der Figur 12 dargestellte Anordnung erlaubt eine wirkungsvolle Vorwärmung auch bei Öfen, die in Hallen geringer Bauhöhe stehen. Da der Hallenkran den Schrottkorb (3) nicht oberhalb des schachtförmigen Behälters (101) platzieren muss, können beispielsweise fünf Meter Bauhöhe der Ofenhalle eingespart werden. Trotzdem erlaubt das Schrottvorwärm- und
Zuführsystem (20) , ein großes Schrottvolumen vorzuwärmen und damit Primärenergie einzusparen sowie ein kurzes Zeitintervall zwischen den Abstichen zu erreichen.
Auch Kombinationen der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind denkbar . Bezugszeichenliste :
2 Fördervorrichtung, Hallenkran
3 Schrottkorb
4 Einsatzmaterial, Schrott
5 flüssiger Stahl
6 Ofensystem
7 Ofenbühne
8 Pfanne
10 Ofen, Induktionsofen, Elektrolichtbogenofen
11 Ofengefäß
13 erste vertikale Ofenmittenebene
14 zweite vertikale Ofenmittenebene
15 Ofeninnenraum
16 Deckel
20 Schrottvorwärm- und ZuführSystem
21 Prismenführung, Führungssystem, GleitführungsSysteme
22 Prismenleisten, Führungsleisten
23 Führungsflächen, Prismenflächen, Gegenführung
24 Führungsflächen, Prismenflächen, Gegenführung
31 Vorchargierfach
32 Boden
33 Traggerüst
36 Wände von (33)
37 Zylinder-Kolben-Einheit, Hubvorrichtung
38 Führung
39 Blende
41 Trichter, Einfülltrichter 51 Verschluss
52 Verschlussschieber
53 Zylinder-Kolbeneinheit, hydraulisch
61 Schubrahmen
62 Oberseite
63 Unterseite
64 Führungsblech, Führungselemente
65 Führungsblech, Führungselemente
66 Einführschrägen
67 Wandfläche von (61)
68 Wandfläche von (61)
69 Wasseranschlüsse
71 Wandfläche von (61) , Rückwand, Schubschild
72 Schubrahmenstützen
73 Schubrahmenstützen
74 Höhenrichtung
75 Verfahrrichtungen von (61)
76 Querrichtung
81 Wandfläche von (61) , Vorderwand, Rahmenwand
82 Unterkante von (81)
83 Stoßleiste
84 Verschleißblech
85 Innenseite
86 Außenseite
87 unterer Bereich von (81)
88 Spitze
89 Öffnung
91 Antriebsvorrichtung
92 Antriebseinheit 93 Zylinder-Kolbeneinheit
101 schachtförmiger Behälter
102 Rückwand, Stirnwand 103 Seitenwand
104 Seitenwand
105 Vorderwand, Stirnwand
106 Ausgabeöffnung
107 Boden
108 Decke
109 oberer Bereich von (101)
111 Öffnung
112 Prismenleiste
130 Absaugleitung
131 Absaugöffnung
132 Krümmer 151 Stoßvorrichtung
152 Stößel
161 Rollen
162 Wägezellen
171 Fördertunnel
231 Vorchargierfach 251 Verschluss
261 Schubrahmen
262 Schubrahmenverbund

Claims

Patentansprüche :
1. Schrottvorwärm- und Zuführsystem (20) eines Ofensystems (6) zur Stahlerzeugung, mit mindestens einem offenbaren Verschluss (51; 251) und mit einem eine Ausgabeöffnung (106) und mindestens eine Absaugöffnung (131) umfassenden schacht- förmigen Behälter (101), wobei der Verschluss (51; 251) ein einen Boden (32) aufweisendes Vorchargierfach (31; 231) verschließt und wobei ein in vertikaler Richtung durchströmbarer Schubrahmen (61; 261) aus dem Vorchargierfach (31; 231) in den schachtförmigen Behälter (101) und zurück verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass die in Richtung des schachtförmigen Behälters (101) orientierte Vorderwand (81) des Schubrahmens (61; 261) eine diese nach unten begrenzende Stoßleiste (83) um- fasst ,
- dass die Länge der Stoßleiste (83) quer zu den Verfahrrichtungen (75) des Schubrahmens (61; 261) mindestens 90 % der Länge der Vorderwand (81) in dieser Querrichtung (76) beträgt und
- dass der Abstand der Stoßleiste (83) vom Boden (32) in vertikaler Richtung zwischen 5 % und 25 % der Gesamthöhe des Schubrahmens (61; 261) beträgt.
2. Schrottvorwärm- und ZuführSystem (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schubrahmen (61; 261) wassergekühlt ist.
3. Schrottvorwärm- und Zuführsystem (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßleiste (83) in einer Draufsicht plan- oder bikonvex ausgebildet ist.
4. Schrottvorwärm- und Zuführsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schubrahmen (61; 261) zwei seitliche GleitführungsSysteme (21) aufweist.
5. Schrottvorwärm- und ZuführSystem (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei öffnenbare Verschlüsse (51, 251) umfasst, die jeweils ein
Vorchargierfach (31, 231) verschließen.
6. Schrottvorwärm- und Zuführsystem (20) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Schubrahmen (61, 261) zwischen einem Vorchargierfach (31, 231) und dem schacht- förmigen Behälter (101) verfahrbar ist.
7. Schrottvorwärm- und Zuführsystem (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schubrahmen (61, 261) mit- einander gekoppelt sind und einen Schubrahmenverbund (262) bilden .
8. Schrottvorwärm- und Zuführsystem (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorchargierfach (31; 231) mittels einer Hubvorrichtung (37) absenkbar und anhebbar ist.
9. Ofensystem (6) mit einem Ofen (10) und mit einem Schrottvorwärm- und Zuführsystem (20) nach Anspruch 1.
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