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Die Erfindung bezieht sich auf eine Presse zur Herstellung von Schrottladungen für Schmelzöfen mit einem Portalrahmen, einem hydraulisch betätigbaren Pressstempel, einem unter dem Pressstempel verschiebbaren Wagen, der mit einer Aufnahmevorrichtung für einen muldenförmigen Schrottbehälter ausgestattet und auf Schienen verfahrbar ist.
Bekanntlich wird bei der Beschickung von Schmelzöfen mit Metallschrott üblicherweise der Metallschrott als loses Material, wie er sich am Lagerplatz befindet, oder in Form von vorgepressten Schrottblöcken in den Ofen eingebracht
Obgleich jedes der beiden Verfahren seine eigenen Vorteile besitzt, insbesondere was die Form des zerkleinerten Schrotts anbetrifft, so muss man bei Inbetrachtziehung der optimalen Dichte einer Ofenbeschickung feststellen, dass keines der beiden Verfahren zufriedenstellend ist, da Blöcke oder Briketts gewöhnlich eine zu hohe Dichte besitzen, wogegen die Dichte des losen Materials zu niedrig ist.
Tatsächlich wird die Dichte der Briketts nicht hinsichtlich eines optimalen Wertes für die Beschickung bestimmt, sondern im Hinblick darauf, dass die Briketts eine stabile Konsistenz für ihre Beförderung haben, und wenn die Verdichtung oder Pressung an einer vom Ofen weit entfernten Stelle erfolgt, so ist es von Interesse, das spezifische Volumen auf ein Minimum zu reduzieren.
Es gibt eine Reihe von Umständen, aufgrund welcher der Schrott lose im Stahlwerk oder in der Umschmelzanlage ankommt. In diesem Falle wäre es von Vorteil, den Schrott zu einer Dichte verpressen zu können, die den Anforderungen des Ofens am meisten entspricht. Dies würde jedoch, wie bereits festgestellt wurde, Schwierigkeiten bei der späteren Bewegung bzw. Handhabung des Materials mit sich bringen. Weiters muss beachtet werden, dass die auf dem Markt verfügbaren Pressen eher eine maximale Verdichtung liefern und die Erzielung einer geregelten Dichte nicht ermöglichen.
Ein weiterer Nachteil des Brikettierungsverfahrens ist der, dass es sehr kostspielig ist. Wenn man die Kosten genau analysiert, so stellt man fest, dass ein nicht unwesentlicher Anteil auf die Überführung des Materials von einer ersten Lagerstelle, in der loses Material gelagert ist, zur zweiten Brikettlagerstelle fällt, und zwar deswegen, weil die Entladung aus der Presse keine Beschickungseinheit darstellt, so dass die Entladungsmengen unter weiterem Platz- und Transportaufwand gesammelt werden müssen.
Eine Presse der eingangs erwähnten Art wurde durch die DE-OS 16 27 853 bekannt Diese bekannte Presse ist für einen einzigen Behälterdurchmesser bestimmt, was ihre Anwendung in Stahlwerken, die über Schmelzöfen mit verschiedenen Durchmessern verfügen, ausschliesst. Man ist daher gezwungen, für jeden Ofendurchmesser eine gesonderte Presse zu verwenden, was nicht nur platzaufwendig, sondern auch sehr kostspielig ist, wobei überdies jede Presse nur unzureichend ausgenützt wird.
Ziel der Erfindung ist es, diesen Mangel zu beheben und eine Presse der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, welche das Beschicken von mehreren Schmelzöfen mit zwei oder mehr verschiedenen Durchmessern ermöglicht.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Aufnahmevorrichtung auf zwei in ihrem Durchmesser verschieden grosse Schrottbehälter einstellbar ist, dass in an sich bekannter Weise der Pressstempel von einem konzentrischen, abnehmbaren Pressring umgeben ist, dessen Aussendurchmesser dem Innendurchmesser des grösseren Schrottbehälters entspricht, und dass am Pressstempel eine Vorrichtung zum lösbaren Verbinden von Pressstempel und Pressring angeordnet ist
Durch diese Massnahmen ergibt sich der Vorteil, dass zwei in ihrem Durchmesser verschiedene oder, wenn man mehrere Ringe mit verschiedenen Durchmessern vorsieht, auch mehrere in ihrem Durchmesser verschiedene Schrottbehälter beschickt werden können.
Durch die DE-OS 1 577 271 wurde zwar schon eine Presse bekannt, bei der ein einziger Schrottbehälter vorgesehen ist, in den ein Pressstempel eingeführt werden kann. Dabei ist zwar konzentrisch zum Pressstempel ein Stützring verschiebbar gelagert, der jedoch nicht zum Pressen, sondern lediglich dazu dient, um Punktpressstempel, die vom Zylinder verschoben werden, in die Pressposition zu bringen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zum lösbaren Verbinden von Pressstempel und Pressring mehrere am Umfang des Pressstempels schwenkbar gelagerte Riegel besitzt, welche in Ausnehmungen des Pressringes einführbar sind, wobei weiters vorgesehen sein kann, dass an jedem Riegel im Abstand von dessen Schwenkachse eine Schubstange angelenkt ist, deren anderes Ende mit einem Ring, welcher mittels eines Antriebes um eine Nabe verdrehbar ist, gelenkig verbunden ist.
Durch diese Massnahmen ergibt sich eine besonders einfache Lösung, die ein einfaches Handhaben der Presse ermöglicht.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass auf dem Wagen Stützsegmente für die Aufnahmevorrichtung von verschieden grossen Schrottbehältem radial verschiebbar gelagert sind, wodurch ein optimaler Einsatz der Presse möglich wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind deutlicher der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemässen Presse unter Hinweis auf die beiliegenden Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen : Fig. 1 eine erfindungsgemässe Presse, in welcher der Beschickungsbehälter für eine Schrottladung einer Verdichtung unterworfen wird, in Vorderansicht, Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles (11) der Fig. 1, wobei der Behälter auf seinem Wagen der Ausführungsform gemäss Fig. 1 im Schnitt veranschaulicht, die Fig. 4 und 5 Ausschnitte aus Fig. 3 in verschiedenen Betriebsphasen und Fig. 6 einen
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Schnitt durch eine weitere Einzelheit entlang der Schnittlinie (VI-VI) der Fig. 3.
Eine vollständige Einrichtung zur Verdichtung von Metallschrott zur Beschickung von Schmelzöfen ist gemäss einer ersten bevorzugten Ausführungsform in den Fig. 1 und 2 allgemein mit der Bezugsziffer (1) bezeichnet. Die Einrichtung weist als wesentlichen Teil eine Verdichtungspresse (2) auf, in die ein Beschickungsbehälter (3) für den Schrott eingefahren wird, wobei der Beschickungsbehälter auf einem Wagen (4) montiert ist. Die Presse (2) ist eine Portalpresse, d. h. mit zwei seitlichen Säulen des Pressenrahmens (5) und einem Brückenträger (6), in welchem axial ein Hydraulikzylinder (7) angeordnet ist, der einen Pressstempel (8) betätigt. Der Pressstempel (8) besitzt eine Pressfläche etwa entsprechend der Behälteröffnung.
Die Basis (9) der Presse (2) weist unter dem Pressstempel (8) zwei Schienen (10) auf, auf denen der Wagen (4) läuft, und ferner Querträger (11), auf denen sich ein Rahmen (12) des Wagens während des Pressvorganges abstützt. Dieser sehr robuste Rahmen (12) kann den ganzen Pressdruck aushalten, dem der Behälter (3) unterworfen wird, wenn der Pressstempel (8) in ihm das lose angeordnete Material verdichtet. Die Räder (13) für die Verstellung des Wagens (4) stehen sehr wenig vom Rahmen (12) nach unten weg, so dass, wenn in der Pressstellung die Schienenabschnitte etwas abgesenkt werden, der Rahmen (12) des Wagens direkt auf den Stützträgern (11) der Pressenbasis (9) aufliegt. Um die abgesenkten Schienenabschnitte wieder anzuheben und mit ihnen den Wagen auf die Laufebene zu bringen, sind hydraulische Stellvorrichtungen (14) unter den Rädern im Fundament vorgesehen.
Die Funktionsweise der Einrichtung ist wie folgt. Ein Behälter (3) von vorzugsweise zylindrischer Form und mit einem kippbaren Klappen- oder Greiferboden wird auf einen Wagen (4) aufgesetzt, der von einer Stelle, an welcher er mit losem Schrott beladen wird (nicht gezeigt), zur Presse (2) auf Schienen verschiebbar ist. Der mit dem Metallschrott gefüllte Behälter (3) wird, wie in Fig. 2 gezeigt, auf dem Wagen (4) in die Presse (2) eingefahren. Durch die Stellvorrichtungen (14) werden die Schienenabschnitte, auf denen die Räder aufliegen, abgesenkt und der Wagen (4) wird vom Rahmen (12) auf den Trägern (11) gehalten. Der Pressstempel (8) wird abgesenkt, um den Schrott im Behälter (3), in den der Stempel nach der Art eines Kolbens eintritt, zu verdichten.
Sodann wird der Stempel (8) angehoben und die abgesenkten Schienenabschnitte (10) werden ebenfalls angehoben, so dass der Wagen (4) in die verfahrbare Stellung gebracht wird. Der Wagen mit dem Behälter wird zur Aufnahme einer weiteren Ladung von losem Material gebracht und der ganze Pressvorgang wird so oft wiederholt, bis der Behälter (3) gefüllt oder eine vorbestimmte Füllmenge erreicht ist. Gewöhnlich sind, je nach der Art des Schrottes und der schliesslichen Dichte, die erreicht werden soll, mehr als eine Pressung erforderlich, um einen Behälter (3) randvoll zu füllen. Nachdem die gewünschte Füllmenge erreicht ist, wird der Wagen zum Ofen gefahren, wo der Behälter (3) mittels eines Kranes zur Gichtöffnung gebracht wird und dort die ganze Füllmenge ablädt.
Eine genaue Analyse zeigt, dass die eingangs erwähnten Unzulänglichkeiten, die bei bisherigen Anlagen feststellbar waren, im wesentlichen ausgeschaltet sind.
Im allgemeinen werden in der Praxis durch die beschriebene Presse alle Erwartungen in funktionsmässiger Hinsicht erfüllt. Es können sich logistische oder organisatorische Schwierigkeiten dort ergeben, wo mehrere Öfen mit untereinander verschiedenen Abmessungen oder Fassungsvermögen bedient werden müssen. Hat man verschieden Öfen zu bedienen, so ist es aufwendig, für jeden Ofen eine eigene geeignete Presse vorzusehen.
Anderseits ist es praktisch unmöglich, den Pressstempel (8) jedesmal dann, wenn ein anderer Behälter (3) ankommt, also viele Male am Tag, auszutauschen, da bei mehreren Öfen alle gleichzeitig arbeiten können müssen. Eine praktische Lösung dieses schwierigen Anpassungsproblems wurde in einer Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung gefunden, welche die Bedienung mehrerer Öfen mit einer einzigen Presse gestattet. Die Presse wird an zwei verschiedene Durchmesser von Behältern angepasst, indem ein anhängbarer und aushängbarer Ring um den Pressstempel herum, der reduzierte Abmessungen aufweist, vorgesehen wird. Somit wird jeweils eine Pressfläche erhalten, die im wesentlichen der Behälteröffnung entspricht.
Um in zweckmässiger Weise auch denselben Wagen für verschiedene Behälter verwenden zu können, wird auch der Wagen derart ausgebildet, dass er an zwei verschiedene Abmessungen anpassbar ist.
Es wird nunmehr auf die Fig. 3 bis 6 Bezug genommen. Der Pressstempel (8') wird durch einen Pressring (15) vervollständigt, der ihn umfasst und ihm einen grösseren wirsamen Durchmesser mitteilt. Der Pressring (15) ist auf Wunsch am Stempel (8') anhängbar. Zum Anhängen ist eine Vorrichtung (16) vorgesehen, die einrastbare, mit Hebeln bewegliche Keile aufweist, die auf dem Umfang des Stempels (8') verteilt und aus Ausnehmungen auf dem Umfang (17) des Stempels (8') ausfahrbar und zurückziehbar sind, um in entsprechenden Ausnehmungen (18) des Pressringes (15) einzugreifen oder mit diesen ausser Eingriff gebracht zu werden.
Die Keile (16) sind um axiale Zapfen (19) des Stempels (8') schwenkbar und werden mittels je einer Schubstange (20) verschwenkt, die mittels eines Scharniers (21) am zugehörigen Keil (16) angelenkt und zu ihrer Betätigung an einem Bund (22), der um eine Nabe (23) drehbar ist, mittels eines Drehzapfens (24) verankert. Der Bund (22), welcher die Bewegungen in Richtung Eingriff und ausser Eingriff synchronisiert, wird von einem hydraulischen Antrieb (25) betätigt, der über eine von einer Trommel (27) gespannte Schlauchleitung (26) gespeist wird. In der freigemachten Stellung, wie in der Fig. 5 gezeigt ist, wird der Pressring (15) von umklappbaren Konsolen (28) gehalten, die in Anschlagstellung jeweils auf einer der Säulen (5) der Presse angeordnet sind.
Wie aus Fig. 4, Pfeil (29) ersichtlich ist, wird jede der Konsolen (28) von einer Kolben-Zylinder-Einheit (30) gekippt, der an der betreffenden Säule (5) angelenkt ist, oder sie wird, wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, durch denselben Zylinder in die Aussereingriffstellung zurückgezogen, und zwar synchron und
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koordiniert mit dem hydraulischen Antrieb (25), welcher die Keile (16) verschwenkt. Man sieht also, dass mit dem Stempel (8') ein grosser Behälter (3a) gemäss Fig. 3 oder ein kleiner Behälter (3b) gemäss Fig. 5 ohne Zeitverlust verdichtet werden kann, da der Befehl zum Anhängen oder Aushängen während des Abwärtshubes mitgeteilt werden kann, ohne nicht einmal den Hubweg des Stempels (8') zu verlangsamen.
Zweckmässigerweise ist der Pressring (15) mit kleinen Haken (31) versehen, durch welche er an den Rändern des inneren Stempels (8') angehängt wird, wenn letzterer nach oben läuft, unabhängig von der Position der Keile (16) und der Konsolen (28). Dadurch ist es möglich, den Anhang- un den Aushängzustand während der Anhebung, Umkehrung und Absenkung festzulegen, also während der ganzen Zeit, während welcher sich der Stempel (8') oberhalb der Konsolen (28) befindet.
In Fig. 3 sieht man im unteren Teil auch deutlich, wie der Wagen (4a) abgeändert wurde, damit er für die starre Unterstützung von zylindrischen Behältern verschiedener Durchmesser angepasst werden kann. Der Wagen (4a) hat eine gehäuseförmige Basis (32) mit herausstehenden Stützsegmenten (33), auf denen ein Behälter (3a) oder (3b) aufsitzt. Die Stützsegmente (33) für den Behälter sind in diesem Falle von einer in ausgezogenen Linien gezeigten grossen Basis zu einer strichliert gezeigten und mit der Bezugsziffer (33') bezeichneten kleinen Basis verschiebbar. Die Verschiebung erfolgt mittels Hydraulik-Zylindern (34), die an einer mittleren Haltekonstruktion (35) befestigt sind.
Die vorstehenden Ausführungen lassen auch die Funktionsweise der Weiterentwicklung, um in derselben Anlage mit Behältern verschiedener Abmessungen zu arbeiten, erkennen.
Die offensichtlichen Einsparungen, welche man mit zwei Korbmassen und einer einzigen Presse bei mehr als zwei Ofen erzielt, sind deutlich feststellbar, es besteht aber immer die Zweckmässigkeit, die Erfindung auch in ihrer einfacheren Ausführungsform gemäss den Fig. 1 und 2 anzuwenden und für jeden Ofen oder tatsächlich arbeitenden Ofentyp eine eigene Presse und komplette Anlage vorzusehen.
Tatsächlich führt die Herabsetzung der Totzeiten für die Beschickung des Ofens in bezug auf die beiden bisherigen Systeme zu einer Produktivitätserhöhung und direkten Kosteneinsparung aufgrund des Beschickungsvorganges, so dass sich die ganze Anlage nach Fig. 1 und 2 gemäss der vorliegenden Erfindung ebenfalls in kurzer Zeit amortisieren lässt Da überdies die hohen Drücke der Brikettisierung vermieden werden, ist auch die Lebensdauer der Anlage sicher grösser.
Wo Öfen mit verschiedenem Fassungsvermögen vorhanden sind, ermöglicht es die Presse mit dem Ring gemäss Fig. 3, die kleinen Öfen mit einem Korbtyp zu beschicken und für die mittleren und grösseren Öfen einen grösseren Typ zu verwenden. Dies ist aber nur eine Möglichkeit. Eine andere Möglichkeit, die bei sehr unterschiedlichen Öfen zweckmässiger sein kann, besteht darin, dass man eine Presse für kleine oder mittlere Behälter (und Öfen) und eine zweite für grosse und sehr grosse Behälter vorsieht, wobei es im allgemeinen aufgrund der hier dargelegten Daten leicht ist, eine Optimierungsrechnung aufzustellen.
Die Erfindung wurde anhand von zwei Ausführungsformen beschrieben, was jedoch nicht bedeutet, dass sie auf diese beschränkt ist, vielmehr umfasst sie alle alternativen Varianten, die den erfindungsgemässen Grundgedanken benützen.
PATENTANSPRÜCHE 1. Presse zur Herstellung von Schrottladungen für Schmelzöfen, mit einem Portalrahmen, einem hydraulisch betätigbaren Pressstempel, einem unter dem Pressstempel verschiebbaren Wagen, der mit einer Aufnahmevorrichtung für einen muldenförmigen Schrottbehälter ausgestattet und auf Schienen verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung auf zwei in ihrem Durchmesser verschieden grosse Schrottbehälter (3,3a) einstellbar ist, dass in an sich bekannter Weise der Pressstempel (8') von einem konzentrischen, abnehmbaren Pressring (15) umgeben ist, dessen Aussendurchmesser dem Innendurchmesser des
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