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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rückhalteschacht zum Rückhalten von Schrott für einen Lichtbogenofen,
- – wobei der Rückhalteschacht eine Schachtkonstruktion aufweist, die sich in Richtung einer vertikalen Hochachse von einem oberen zu einem unteren Ende erstreckt und um die vertikale Hochachse herum gesehen ein Schachtvolumen umschließt,
- – wobei der Rückhalteschacht Rückhaltefinger aufweist, die mittels einer Antriebseinrichtung im Bereich des unteren Endes der Schachtkonstruktion in einer Einfahrrichtung in das Schachtvolumen einfahrbar und entgegen der Einfahrrichtung aus dem Schachtvolumen ausfahrbar sind,
- – wobei die Schachtkonstruktion im Bereich ihres unteren Endes Ausnehmungen aufweist, durch die hindurch die Rückhaltefinger in das Schachtvolumen einfahrbar und aus dem Schachtvolumen ausfahrbar sind.
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Bei einem derartigen Rückhalteschacht wird das Schachtvolumen mit einzuschmelzendem Schrott befüllt. Die Rückhaltefinger sind in diesem Zustand in das Schachtvolumen eingefahren. Während des Befüllens des Schachtvolumens und nach dem Befüllen des Schachtvolumens wird in einem unter dem Rückhalteschacht befindlichen Lichtbogenofen Schrott zu Stahl eingeschmolzen. Beim Einschmelzen anfallende heiße Abgase des Lichtbogenofens werden durch den Rückhalteschacht geleitet, um den dort befindlichen Schrott vorzuwärmen. Nach dem Abstich des im Lichtbogenofen geschmolzenen Stahls wird der Lichtbogenofen neu chargiert. Zu diesem Zweck werden die Rückhaltefinger aus dem Schachtvolumen ausgefahren, so dass der im Schachtvolumen befindliche Schrott in den Schmelztiegel des Lichtbogenofens fällt. Die Rückhaltefinger werden sodann wieder in das Schachtvolumen eingefahren, und der beschriebene Zyklus beginnt erneut.
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Im Stand der Technik ist der obenstehend skizzierte, idealisierte Ablauf in der Praxis mit Problemen behaftet. So kann es beispielsweise geschehen, dass beim Ausfahren der Rückhaltefinger auf den Rückhaltefingern aufliegende Schrottteile in die Ausnehmungen eingezogen werden und sich dort verkeilen. Das Verkeilen erschwert – unter Umständen sogar: verhindert – das Ausfahren der Rückhaltefinger aus dem Schachtvolumen. Weiterhin kann der von den Rückhaltefingern gehaltene Schrott an die Schachtkonstruktion angedrückt werden und dort Schäden hervorrufen. Dies gilt ganz besonders, wenn Verkeilungen auftreten. Weiterhin kann es durch das Ein- und Ausfahren der Rückhaltefinger zu Verschleißspuren an den Ausnehmungen und den Rückhaltefingern kommen. Weiterhin ist die Ausnehmung im Stand der Technik erheblich größer dimensioniert als die Rückhaltefinger. Dies ist erforderlich, weil die Rückhaltefinger federnd gehalten sind und beim Auftreffen von Schrottstücken auf den Rückhaltefingern sowie durch die statische Last der von den Rückhaltefingern gehaltenen Schrottsäule einfedern. Durch den verbleibenden Restquerschnitt können Ausflammungen und Prozessgase – beispielsweise Kohlenmonoxid – austreten.
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Aus der
DE 1 249 297 B ist eine Chargiermachine bekannt, die einen ausfahrbaren Chargierlöffel aufweist. Der Chargierlöffel weist eine Bodenplatte und Seitenwände auf. Von hinten ist ein Abstreifer innerhalb des Chargierlöffels verfahrbar, so dass der Abstreifer den auf dem Chargierlöffel befindlichen Schrott in einen Schmelztiegel schiebt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Rückhalteschacht derart weiterzuentwickeln, dass er trotz einfacher Konstruktion zuverlässig betreibbar ist.
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Die Aufgabe wird durch einen Rückhalteschacht mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Rückhalteschachts sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 7.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, einen Rückhalteschacht der eingangs genannten Art dadurch auszugestalten, dass an der Schachtkonstruktion im Bereich der Ausnehmungen Abstreifelemente angeordnet sind, dass die Abstreifelemente an der Schachtkonstruktion anliegen, dass die Abstreifelemente in einer orthogonal zur Einfahrrichtung verlaufenden Querschnittsebene gesehen die Rückhaltefinger umschließen und dass die Abstreifelemente an der Schachtkonstruktion innerhalb der Querschnittsebene gesehen in mindestens einer Richtung beweglich angeordnet sind.
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Insbesondere sind in der Regel die Rückhaltefinger innerhalb der Querschnittsebene gesehen in einer Einfederrichtung beweglich. In diesem Fall sind auch die Abstreifelemente innerhalb der Querschnittsebene gesehen in der Einfederrichtung beweglich. In der Richtung quer zur Einfederrichtung können die Rückhaltefinger alternativ beweglich oder starr sein.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Abstreifelemente als geschweißte Blechkonstruktion ausgebildet. Diese Ausgestaltung ermöglicht insbesondere eine einfache, stabile und zuverlässige Konstruktion der Abstreifelemente.
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In einer einfachen Ausgestaltung umfassen die Abstreifelemente lediglich eine einfache Platte. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen,
- – dass die Abstreifelemente jeweils einen den jeweiligen Rückhaltefinger umschließenden Auflageflansch aufweisen,
- – dass die Abstreifelemente mit dem jeweiligen Auflageflansch an der Schachtkonstruktion anliegen,
- – dass die Abstreifelemente jeweils ein den jeweiligen Rückhaltefinger umschließendes Führungsrohr aufweisen und
- – dass die Führungsrohre sich, ausgehend vom jeweiligen Auflageflansch, in die Einfahrrichtung erstrecken.
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Eine Erstreckungslänge, um welche die Führungsrohre sich in die Einfahrrichtung erstrecken, beträgt vorzugsweise mindestens 10% einer auf die Querschnittsebene bezogenen maximalen Quererstreckung der Rückhaltefinger. Insbesondere kann die Erstreckungslänge mindestens 30%, insbesondere mindestens 50%, der maximalen Quererstreckung der Rückhaltefinger betragen.
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Die Abstreifelemente bestehen in der Regel aus Stahl. In diesem Fall bestehen vorzugsweise die Führungsrohre zumindest an ihrem vom jeweiligen Auflageflansch beabstandeten Ende aus einem härteren Stahl als der jeweilige Auflageflansch.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
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1 einen Rückhalteschacht von der Seite,
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2 einen Querschnitt durch den Rückhalteschacht von 1,
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3 einen Teil einer Schachtkonstruktion und einen Teil eines Rückhaltefingers,
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4 eine Modifikation der Ausgestaltung von 3 und
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5 eine Draufsicht gemäß einer Linie V-V auf den Ausschnitt von 4.
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Gemäß 1 soll ein elektrischer Lichtbogenofen 1 mit Schrott 2 beschickt werden. Dem Lichtbogenofen 1 ist zu diesem Zweck ein Rückhalteschacht 3 zugeordnet, der – beispielsweise über eine Rampe 4 – aus einer Schurre 5 mit dem Schrott 2 beladen wird. Der Rückhalteschacht 3 weist gemäß den 1 und 2 eine Schachtkonstruktion 6 auf. Die Schachtkonstruktion 6 besteht oftmals aus einer Vielzahl von wassergekühlten Rohren. Die Schachtkonstruktion 6 erstreckt sich in Richtung einer vertikalen Hochachse 7 gesehen von einem oberen Ende 8 zu einem unteren Ende 9. Um die Hochachse 7 herum gesehen umschließt die Schachtkonstruktion 6 gemäß 2 ein Schachtvolumen 10. Es ist möglich, dass der Querschnitt der Schachtkonstruktion 6 quer zur Hochachse 7 gesehen konstant ist. Alternativ ist es möglich, dass der Querschnitt entsprechend der Darstellung von 1 sich nach unten hin vergrößert.
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In dem Schachtvolumen 10 soll der Schrott 2 zurückgehalten werden, bis der Lichtbogenofen 1 neu beschickt (chargiert) werden soll. Der Rückhalteschacht 3 weist daher Rückhaltefinger 11 auf. Die Rückhaltefinger 11 sind mittels einer entsprechenden Antriebseinrichtung 12 im Bereich des unteren Endes 9 der Schachtkonstruktion 6 in einer Einfahrrichtung x in das Schachtvolumen 10 einfahrbar und entgegen der Einfahrrichtung x aus dem Schachtvolumen 10 ausfahrbar. Im eingefahrenen Zustand halten die Rückhaltefinger 11 den Schrott 2 zurück. Beim Ausfahren der Rückhaltefinger 11 geben die Rückhaltefinger 11 den zurückgehaltenen Schrott 2 frei, so dass der Schrott in einen Schmelztiegel 13 des Lichtbogenofens 1 fällt.
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Die Anzahl an Rückhaltefingern 11 kann nach Bedarf gewählt sein. Die in 2 dargestellte Anzahl von insgesamt acht Rückhaltefingern 11 ist rein beispielhaft. Auch die Antriebseinrichtung 12 kann nach Bedarf ausgestaltet sein. Die Darstellung in 1, gemäß welcher die Antriebseinrichtung 12 als Hydraulikzylindereinrichtung ausgebildet ist, ist rein beispielhaft.
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Das Ein- und Ausfahren der Rückhaltefinger 11 erfolgt zwar im Bereich des unteren Endes 9 der Schachtkonstruktion 6, aber oberhalb des unteren Endes 9. Die Schachtkonstruktion 6 weist daher gemäß 3 im Bereich ihres unteren Endes 9 Ausnehmungen 14 auf, durch die hindurch die Rückhaltefinger 11 in das Schachtvolumen 10 eingefahren und aus dem Schachtvolumen 10 herausgefahren werden.
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Die Ausnehmungen 14 weisen quer zur Einfahrrichtung x gesehen einen erheblich größeren Querschnitt auf als die Rückhaltefinger 11. Gemäß den 3 und 4 sind daher an der Schachtkonstruktion 6 im Bereich der Ausnehmungen 14 Abstreifelemente 15 angeordnet. Die Abstreifelemente 15 liegen gemäß den 3 und 4 an der Schachtkonstruktion 6 an. Sie sind in der Einfahrrichtung x gesehen unbeweglich an der Schachtkonstruktion 6 angeordnet. In einer zur Einfahrrichtung x – zumindest im Wesentlichen – orthogonalen Querschnittsebene (= der durch die Außenfläche der Schachtkonstruktion 6 an diesem Ort definierten Ebene) gesehen umschließen die Abschlusselemente 15 den jeweiligen Rückhaltefinger 11. Besonders deutlich ist dies aus 5 ersichtlich.
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In der Regel sind die Abstreifelemente 15 an der Schachtkonstruktion 6 derart angeordnet, dass sie innerhalb der Querschnittsebene gesehen in mindestens einer Richtung beweglich sind. Insbesondere sind die Rückhaltefinger 11, wie in 1 durch eine schematisch angedeutete Feder 16 und ein schematisch angedeutetes Gelenk 17 erkennbar ist, oftmals federnd gelagert und dadurch innerhalb der Querschnittsebene gesehen in einer Einfederrichtung y beweglich. In diesem Fall sind auch die Abstreifelemente 15 innerhalb der Querschnittsebene gesehen in der Einfederrichtung y beweglich.
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Quer zur Einfederrichtung y – also in Richtung einer sowohl zur Einfahrrichtung x als auch zur Einfederrichtung y orthogonalen Querrichtung z – können die Abstreifelemente 15 unbeweglich angeordnet sein. Alternativ kann auch in der Querrichtung z eine Beweglichkeit gegeben sein.
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Es ist möglich, dass die Abstreifelemente 15 entsprechend der Darstellung in 3 direkt an der Schachtkonstruktion 6 anliegen. Alternativ ist es möglich, dass zwischen der Schachtkonstruktion 6 und den Abstreifelementen 15 gemäß 4 Zwischenelemente 18 angeordnet sind. Entscheidend ist in beiden Fällen, dass keine größeren Durchlassöffnungen zwischen der Stahlkonstruktion 6 und den Abstreifelementen 15 verbleiben, durch die hindurch Prozessgase austreten können.
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In einer Minimalkonfiguration – siehe 3 – umfassen die Abstreifelemente 15 lediglich eine Platte 19, die geeignet dimensioniert ist. Vorzugsweise weisen die Abstreifelemente 15 gemäß 4 jeweils einen Auflageflansch 20 und ein Führungsrohr 21 auf. Sowohl der Auflageflansch 20 als auch das Führungsrohr 21 umschließen den jeweiligen Rückhaltefinger 11. Mit dem jeweiligen Auflageflansch 20 liegen die Abstreifelemente 15 an der Schachtkonstruktion 6 an. Die Führungsrohre 21 erstrecken sich, ausgehend vom jeweiligen Auflageflansch 20, in die Einfahrrichtung x. In beiden Fällen sind die Abstreifelemente 15 über – vorzugsweise lösbare – Verbindungselemente 24 mit der Schachtkonstruktion 6 verbunden. Falls die Zwischenelemente 18 vorhanden sind, sind sie über – vorzugsweise lösbare – Verbindungselemente 25 mit der Schachtkonstruktion 6 verbunden.
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Eine Erstreckungslänge l, um welche die Führungsrohre 21 sich in die Einfahrrichtung x erstrecken, kann nach Bedarf bestimmt sein. Vorzugsweise beträgt die Erstreckungslänge l mindestens 10% einer maximalen Quererstreckung q der Rückhaltefinger 11. Die Quererstreckung q ist hierbei auf die Querschnittsebene bezogen, also innerhalb der Querschnittsebene gemessen. Vorzugsweise beträgt die Erstreckungslänge l mindestens 30% der maximalen Quererstreckung q der Rückhaltefinger 11. Insbesondere kann die Erstreckungslänge l mindestens 50% der maximalen Quererstreckung q betragen.
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Die Abstreifelemente 15 bestehen in der Regel aus Stahl. Somit bestehen auch die Auflageflansche 20 und die Führungsrohre 21 aus Stahl. Es muss für die Auflageflansche 20 und die Führungsrohre 21 jedoch nicht derselbe Stahl verwendet werden. Vorzugsweise bestehen die Führungsrohre 21 – zumindest an ihrem vom jeweiligen Auflageflansch 20 beabstandeten Ende 22 aus einem härteren Stahl als der jeweilige Auflageflansch 20.
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Die Abstreifelemente 15 sind vorzugsweise als geschweißte Blechkonstruktion ausgebildet. Dies ist in 4 dadurch angedeutet, dass zwei Schweißnähte 23 eingezeichnet sind.
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Die vorliegende Erfindung bietet viele Vorteile. Insbesondere löst sie in überlegener Weise die sich aus den Vorgehensweisen des Standes der Technik ergebenden Probleme.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Varianten können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
