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DE19945489A1 - Verfahren und Einrichtung zum Einbringen von Schüttgut in ein metallurgisches Gefäss - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Einbringen von Schüttgut in ein metallurgisches Gefäss

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Publication number
DE19945489A1
DE19945489A1 DE19945489A DE19945489A DE19945489A1 DE 19945489 A1 DE19945489 A1 DE 19945489A1 DE 19945489 A DE19945489 A DE 19945489A DE 19945489 A DE19945489 A DE 19945489A DE 19945489 A1 DE19945489 A1 DE 19945489A1
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DE
Germany
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bulk material
bulk
container
lid
vessel
Prior art date
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Application number
DE19945489A
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English (en)
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Bernhard Espendiller
Dieter Kersten
Peter Meierling
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen von Schüttgut in ein metallurgisches Gefäß, insbesondere von Schrott in einen Lichtbogenofen, der in einem mit einem Deckel gasdicht verschlossenen Gefäßoberteil mindestens eine zentrisch angeordnete Elektrode aufweist. Das Schüttgut wird in einzelnen Schüttgutbehältern zum Kopf des metallurgischen Gefäßes transportiert. Der Mündungsteil des Schüttgutbehälters wird mit Andockteilen des Deckels verbunden. Über mit den Schüttgutbehältern verbundenen Förderteilen wird das Schüttgut aus dem Behälter gefördert und über Zugangsöffnungen im Deckel in das metallurgische Gefäß eingebracht. Bei der zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Einrichtung ist mindestens ein ringförmiger Teil (16) des Deckels (15) in Deckelebene drehbar mit einem Deckelantrieb (51) verbunden. Der drehbare Deckelteil (16) weist mindestens eine Zugabeöffnung (17) auf, durch die Schüttgut in das Gefäßoberteil (11) förderbar ist. Die Zugabeöffnungen (17) werden durch eine verschließbare Wandung (32) besitzende Andockteile (31) abgedeckt. An dem Andockteil (31) ist ein mit Schüttgut füllbarer Schüttgutbehälter (41) andockbar. Der Schüttgutbehälter (41) ist mit einer Fördereinheit (42, 43, 44) verbunden, durch die Schüttgut durch die Zugabeöffnung (17) durch den Deckelteil (16) in das metallurgische Gefäßoberteil (11) förderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen von Schüttgut in ein metallur­ gisches Gefäß, insbesondere von Schrott in einen Lichtbogenofen, der in einem mit einem Deckel gasdicht verschlossenen Gefäßoberteil mindestens eine zen­ trisch angeordnete Elektrode aufweist und eine entsprechende Einrichtung dazu.
Metallurgische Gefäße werden üblicherweise batchweise gefüllt, so werden re­ gelmäßig Lichtbogenöfen mittels Schrottkörben chargiert.
So ist aus der EP 0 646 652 B1 eine Stahlwerkseinrichtung mit geschlossenem kippbaren Lichtbogenofen bekannt, der eine Beschickungsvorrichtung mit minde­ stens zwei Vorratsbehältern aufweist. Diese Vorratsbehälter werden, zu beiden Seiten des Elektrodentragarmes angeordnet, an der Hallenbühne befestigt. Die Vorratsbehälter besitzen einen während des Chargierens entfernbaren Boden. Mit diesen Behältern ist eine kontinuierliche Beschickung des Ofengefäßes nicht mög­ lich.
Aus der DE 197 53 184 A1 ist eine Schmelzofenanlage zum Einschmelzen von Metallen bekannt, bei der koaxial zur Ofenhauptachse ein Zentralrohr vorgesehen ist, in dem mindestens eine Elektrode angeordnet ist und bei der am Ofenkopf ein Behälter aufsetzbar ist. In diesem Behälter wird die Charge oberhalb des mit dem Deckel verschlossenen Ofenobergefäßes zwischengelagert und durch Öffnen des Ofendeckels fällt die Charge in den Ofeninnenraum. Auch bei dieser bekannten Einrichtung ist ein kontinuierliches Befüllen des Ofens nicht möglich.
Aus der DE 44 07 861 C1 ist eine Beschickungsvorrichtung für Lichtbogenöfen bekannt, bei dem an der Ofendecke eine Ringkammer angeordnet ist, wobei in der Ringkammer eine Fahreinrichtung vorgesehen ist, an der schaltbare Lastmagnete aufgehängt sind. Seitlich in das Ofengefäß ragt mindestens eine Materialzufüh­ rung hinein, an der an der Fahreinrichtung befestigte Lastmagnete vorgesehen sind, die eine magnetische Aufnahme des Chargiermaterials ermöglichen und die­ ses an beliebiger Stelle innerhalb des Ofens abwerfen. Die Materialzufuhr zum Ofen erfolgt über Endlosförderbänder. Dies entspricht nicht einem Batchbetrieb mittels unabhängigen Schüttgutbehältern.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Einbringen von Schüttgut in ein metallurgisches Gefäß zu schaffen, welches mit einfachen, konstruktiven Mitteln betriebssicher das Schüttgut batchweise zum Gefäßkopf befördert und eine kontinuierliche Chargierung des Schüttgutes in das Gefäßo­ berteil ermöglicht.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 und des Vorrichtungsanspruchs 4.
Erfindungsgemäß werden zum Heranfördern an das metallurgische Gefäß von­ einander unabhängige Schüttguteinheiten eingesetzt, beispielsweise die im Stahl­ werk bekannten Schurren, wie sie beim Konverterbetrieb Verwendung finden.
Der das Gefäßoberteil des metallurgischen Gefäßes abschließende Deckel ist drehbar ausgestaltet und besitzt mindestens eine Öffnung. Im Bereich der Öffnung ist eine Andockeinrichtung vorgesehen, die mit dem mit Schrott gefüllten Schütt­ gutbehälter verbunden wird. Das Schüttgut wird aus dem Behälter herausgefördert bei gleichzeitiger Drehung des Deckels. Durch dieses Verfahren ist in einem ring­ förmigen Bereich der Teufe jeder beliebige Punkt der im Gefäßoberteil befindli­ chen Charge erreichbar.
Das Ausfördern des Schüttgutes aus dem Schüttgutbehälter erfolgt gesteuert, und zwar entweder durch Ausstoßen mittels eines Schiebers, durch Transportieren über ein Förderband oder durch Kippen des gesamten Behälters. Durch den Ein­ satz unabhängiger Schurren erhöht sich die Betriebssicherheit und es verringern sich die Ansprüche an den Schrottplatz. Darüber hinaus kann bei Ausfall eines Fördergutbehälters während seines Einsatzes am Ofenkopf dessen Funktion durch einen anderen Behälter übernommen werden. Dabei kann ein anderer Be­ hälter an Stelle des Ausgefallenen in den Chargierbereich gebracht werden. Mög­ liche Fehler an dem Behälter, insbesondere an dem Antrieb der Fördervorrichtung können dann in einem gesonderten Instandhaltungsbereich gewartet werden.
Als Fördereinrichtung kommen neben einem Schieber, der elektrisch oder mit ei­ nem Fluidmotor angetrieben ist, auch Förderbänder sowie beliebig angetriebene Schwingrinnen zum Einsatz.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Schüttgutbehälter in einer Halterung abgelegt, die die Veränderung des Schüttgutwinkels in vertikaler und ggf. in hori­ zontaler Lage bewirkt. Durch diese Kipp- und/oder Schwenkeinheit läßt sich der Schüttgutbehälter so einstellen, daß auch schwer zugängliche Bereiche im Ofenoberteil mit Schüttgut auffüllbar sind. Der Schüttgutbehälter selber ist dabei denkbar einfach aufgebaut.
In einer besonderen Ausgestaltung ist eine Meß- und Regeleinrichtung zum Erfas­ sen des Füllstandes im Ofenkopf vorgesehen, wobei über eine Rechenanlage eine Steuerung sowohl der Deckeldrehung wie auch der Austraggeschwindigkeit der Fördereinrichtung erfolgt.
Die Schüttgutbehälter werden jeweils in Andockvorrichtungen abgelegt, die über angepaßte Dichtleisten ein umweltfreundliches Chargieren des metallurgischen Gefäßes gewährleisten. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist diese Dichtleiste federnd gelagert.
Die einzelnen Schüttgutbehälter können erfindungsgemäß in beliebiger Lage am Deckel angedockt werden.
In einer ersten Ausgestaltung wird der Schüttgutbehälter diagonal auf dem kreis­ förmigen Deckel abgelegt, wobei der Schüttgutbehälter während des Chargierens nicht über den Deckelrand hinausragt.
In einer zweiten Ausgestaltung ragen nur die Schnauzen der Schüttgutbehälter zum Deckel, während ein Großteil der Behälterfläche den Deckelrand überragt. Bei dieser Ausgestaltung können deutlich mehr als nur ein Behälter am Ofenkopf angedockt werden. Hier bieten sich mindestens zwei Andockeinheiten an, da auf diese Weise ein ununterbrochenes kontinuierliches Chargieren möglich ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, mindestens drei Schüttgutbehälter am Ofenkopf andocken zu lassen, wobei die einzelnen Behälter in einer Linie geführt werden, die tangential zu der Mittellinie der Zugabeöffnungen geführt werden. Auf diese Weise ragen die einzelnen Behälter kaum über den Deckelrand hinaus und lassen dennoch ein kontinuierliches Befüllen des metallur­ gischen Gefäßes auch bei Ausfall eines Schüttgutbehälters zu.
Ein Beispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargelegt. Dabei zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 Ein Ofengefäß mit einem auf dem drehbaren Deckel angeordneten Schüttgutbehälter.
Fig. 2 Einen Ofen mit zwei nach außen ragenden Schüttgutbehältern.
Fig. 3 Einen Elektrolichtbogenofen mit einer Andockstation.
Fig. 4a-4c Draufsichten auf Ofengefäße mit der Anordnung der Schüttgutbe­ hälter, verkleinert dargestellt.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen jeweils metallurgische Gefäße, hier in Form von Licht­ bogenöfen mit einem Gefäßunterteil 12 und einem durch einen Deckel 15 abge­ decktem Gefäßoberteil. Der Deckel 15 oder ein ringförmiger Deckelteil 16 ist über Rollen 19 an der Mündung des Gefäßoberteils 11 drehbar gelagert und durch ei­ nen Deckeldrehantrieb 51 angetrieben.
Bei den Fig. 1 und 2 ist konzentrisch zum Gefäßoberteil 11 eine Hülse 13 vor­ gesehen, in der eine Elektrode 21 angeordnet ist.
In der Fig. 1 befindet sich die Elektrode in einer zur Mündung des Gefäßoberteils 11 verschließbaren Hülse 13, wobei die Elektrode 21 über eine Elektrodenhalte­ rung 22 an einem Tragarm 23 angeschlossen ist, der mit einer Tragsäule 24 ver­ bunden ist, die über einen Elektrodenantrieb 57 vertikal verfahrbar ist. Die Hülse 13 ist über eine Hülsenhalterung 14 am Gefäßoberteil 11 befestigt.
Auf der Mündung der Hülse 13 sowie auf der Mündung des Gefäßoberteils 11 ist ein ringförmiger Deckelteil 16 auf den Deckellagerungen 19 drehbar gelagert. Der Deckelteil 16 weist eine Zugabeöffnung 17 auf. In diesem Bereich befindet sich eine Andockstation 31 mit einer verschließbaren, hier als Klappe ausgestalteten Wandung 32.
An der Andockstation 31 ist ein Schüttgutbehälter 41 andockbar. Um ein Austreten von staubhaltigem Gas zu vermeiden, ist an der Andockstation 31 zum Behälter 41 hin eine Dichtleiste 34 vorgesehen.
An dem Schüttgutbehälter 41 ist außen ein Motor 52 angebracht, der mit einer Antriebsstange 45 korrespondiert, die an einen Schieber 42 angeschlossen ist. Mit diesem Schieber 42 läßt sich das Schüttgut vorgebbar in Richtung Mündung des Schüttgutbehälters 41 bewegen und kontinuierlich in den Chargierraum 18 des Gefäßoberteils 11 fördern.
In der Fig. 2 wird die Elektrode an der dem Gefäßunterteil 12 zugeneigten Mün­ dung der Hülse 13 durch eine Elektrodenhalterung 22 gehalten.
Der ringförmige Chargierraum 18 ist an seiner Mündung durch einen ringförmigen Deckelteil 16 verschlossen. Der ringförmige Deckelteil 16 ist über die Deckellage­ rung 19 drehbar und dabei durch den Drehantrieb 51 antreibbar. Im ringförmigen Deckelteil 16 sind Zugabeöffnungen 17 vorgesehen. Im rechten Teil wird die Zu­ gabeöffnung 17 abgedeckt durch ein Andockteil 31, welches eine verschließbare Wandung (Jalousie 32) besitzt.
Der Schüttgutbehälter 41 ist in einer Kippfördereinrichtung 44 abgelegt, die durch einen Kippantrieb 53 den Schüttgutbehälter 41 kippt bzw. durch einen Schwen­ kantrieb 56 den Schüttgutbehälter bezogen auf die horizontale Ausrichtung schwenkt.
Sowohl beim Kippen wie auch beim Schwenken weist die verschließbare Wan­ dung 32 Formelemente 33 auf, die eine gasdichte Abdichtung zwischen dem An­ dockteil 31 und dem vorderen Teil des Schüttgutbehälters 41 sicherstellt.
Auf der linken Seite besitzt der Schüttgutbehälter 41 im Bodenbereich eine Trans­ portfördereinheit 43, die durch einen Förderbandmotor 54 antreibbar ist. Der Un­ tertrumm des Förderbandes ist außerhalb der hier als Schurre ausgestalteten Schüttgutbehälters 41 angeordnet.
Die Transportfördereinheit 43 steht über eine Meß- und Regeleinheit 62 mit einer im Gefäßoberteil 11 vorgesehenen Füllstandsmeßeinrichtung 61 in Verbindung.
Weiterhin ist der Schüttgutbehälter 41 im vorliegenden Fall mit einer Abdeckhaube 47 abgedeckt. Die Abdeckhaube 47 ragt in der Größe der Zugabeöffnung 17 des ringförmigen Deckelteils 16 über die Schnauze des Schüttgutbehälters 41 hinaus.
Bei der hier aufgezeigten Ausgestaltung des Schüttgutbehälters 41 ist die An­ dockstation als einfache Zugabeöffnung 17 ausgestaltet, die mit einem Deckel 35 verschließbar ist.
In der Fig. 2 ragen beide Schüttgutbehälter 41 deutlich über den Deckelteil 16 hinaus. Die hierbei erforderliche Abstützung in der Stahlwerkshalle ist nicht weiter dargestellt.
In der Fig. 3 ist die Elektrode 21 über eine Halterung 22 an dem Tragarm 23 be­ festigt, der durch einen Antrieb 57 vertikal verfahrbar ist.
Bei dem hier vorliegenden Elektrolichtbogenofen ist der komplette Deckel 15 auf der Deckellagerung 19 gelagert und durch den Antrieb 51 angetrieben. Im rechten oberen Teil ist die Vorderansicht einer Andockstation 31 dargestellt, die mit einer verstellbaren Wandung 32, hier eine Jalousie, die durch einen Antrieb 55 verfahr­ bar ist.
In der Fig. 3 ist deutlich erkennbar, daß die Andockstation 31 eine bestimmte Höhe aufweist, so daß die Andockstation 31 und der ggf. angedockte Schüttgut­ behälter 41 unterhalb des Tragarmes 23 ohne Behinderung durchführbar ist.
In den Fig. 4a bis 4c sind Draufsichten auf den Deckel 15 dargestellt. Dabei zeigt die Fig. 4a) einen Schüttgutbehälter 41, der quer über den Deckel 15 ge­ führt oberhalb der ggf. angeordneten Hülse 13 an der Andockstation 31 angedockt ist.
In der Fig. 4b) sind zwei Andockstationen 31 mit jeweils einem Schüttgutbehälter 41 dargestellt. Im rechten Teil der Fig. 4b) ist aufgezeigt, daß der Schüttgutbe­ hälter nicht nur ein- und ausgefahren werden kann und dabei an die Andockstation 31 andockbar ist, sondern er kann auch geschwenkt und gekippt werden.
In der Fig. 4c) sind die einzelnen Schüttgutbehälter 41 in der Weise mit der An­ dockstationen 31 verbunden, daß die Schüttgutbehälter 41 mittig auf einer Gera­ den G angeordnet sind, wobei die Gerade G tangential zu einer Mittellinie M, wel­ che durch die Zugabeöffnungen 17 geführt ist, angeordnet ist.
Positionsliste
10
Metallurgisches Ofengefäß
11
Gefäßoberteil
12
Gefäßunterteil
13
Hülse
14
Hülsenhalterung
15
Deckel
16
Ringförmiger Deckelteil
17
Zugabeöffnung
18
Chargierraum
19
Deckellagerung/Rollen
Elektrik
21
Elektrode
22
Elektrodenhalterung
23
Tragarm
24
Tragsäule
Andocken
31
Andockstation
32
Verschließbare Wandung/Jalousie
33
Formelement
34
Dichtleiste
35
Deckel Zugabeöffnung
Fördern
41
Schüttgutbehälter
42
Schiebefördereinheit/Schieber
43
Transportierfördereinheit
44
Kippfördereinheit
45
Antriebsstange
46
Kipp- und/oder Schwenkeinheit
47
Abdeckhaube
M Mittellinie
G Gerade
Antreiben
51
Deckel Drehantrieb
52
Schieberantrieb Schüttgutbehälter, Motor
53
Kippantrieb Schüttgutbehälter
54
Förderband Schüttgutbehälter, Motor
55
Jalousie-Motor
56
Schwenkantrieb Schüttgutbehälter
57
Elektrodenantrieb
Füllhöhe
61
Füllstandsmeßeinrichtung
62
Meß- und Regeleinheit

Claims (15)

1. Verfahren zum Einbringen von Schüttgut in ein metallurgisches Gefäß, ins­ besondere von Schrott in einen Lichtbogenofen, der in einem mit einem Dec­ kel gasdicht verschlossenen Gefäßoberteil mindestens eine zentrisch ange­ ordnete Elektrode aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • a) Das Schüttgut wird in einzelnen Schüttgutbehältern zum Kopf des metallurgischen Gefäßes transportiert.
  • b) Der Mündungsteil des Schüttgutbehälters wird mit Andockteilen des Deckels verbunden.
  • c) Über mit den Schüttgutbehältern verbundenen Förderteilen wird das Schüttgut aus dem Behälter gefördert und
  • d) über Zugangöffnungen im Deckel in das metallurgische Gefäß eingebracht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schüttgut aus dem Schüttgutbehälter herausgeschoben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schüttgutwinkel des in das metallurgische Gefäß geförderten Schüttguts durch Steuerung der Lage der Schüttgutbehälter vorgegeben wird.
4. Einrichtung zum Einbringen von Schüttgut in ein metallurgisches Gefäß, ins­ besondere von Schrott in einen Lichtbogenofen, das in einem mit einem Deckel verschlossenen Gefäßoberteil mindestens eine zentrisch angeord­ nete Elektrode aufweist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein ringförmiger Teil (16) des Deckels (15) in Deckelebene drehbar mit einem Deckelantrieb (51) verbunden ist, daß der drehbare Dec­ kelteil (16) mindestens eine Zugabeöffnung (17) aufweist, durch die Schütt­ gut in das Gefäßoberteil (11) förderbar ist, daß die Zugabeöffnungen (17) durch eine verschließbare Wandung (32) besitzende Andockteile (31) abge­ deckt wird, daß an dem Andockteil (31) ein mit Schüttgut füllbarer Schüttgut­ behälter (41) andockbar ist,
und daß der Schüttgutbehälter (41) mit einer Fördereinheit (42, 43, 44) ver­ bunden ist, durch die Schüttgut durch die Zugabeöffnung (17) durch den Deckelteil (16) in das metallurgische Gefäßoberteil (11) förderbar ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinheit einen die Querschnittsform des Schüttgutbehälters (41) aufweisende Schiebereinheit (43) besitzt, die über eine Antriebsstange (45) von einem Schiebemotor (52) antreibbar ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberantrieb (52) ein elektrische oder ein durch Fluide angetrie­ bener Motor ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberantrieb (52) am Schüttgutbehälter (41) befestigt ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schüttgutbehälter (41) stirnseitig eine Form besitzt, die mit der ver­ schließbaren Wandung (32) des Andockteils (31) korrespondiert.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Andockteil (31) ein Formelement (33) aufweist, daß eine vorgebbare horizontale und/oder vertikale Position des angedockten Schüttgutbehälters (41) zuläßt.
10. Einrichtung nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Deckelteil (16) eine Kipp- und/oder Schwenkeinheit (46) vorgesehen ist, mit der der Schüttgutbehälter (41) horizontal und vertikal bewegbar ist.
11. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Andockteils (31) und/oder die Stirn des Schüttgutbe­ hälters (41) Dichtleisten (34) aufweist.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (34) federnd gelagert wird.
13. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinheit (42, 43, 44) über eine Meß- und Regeleinheit (62) mit einer im Gefäßoberteil (11) vorgesehenen Füllstandsmeßeinrichtung (61) in Verbindung steht.
14. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das metallurgische Gefäß ein Lichtbogenofen ist, der durch eine kon­ zentrisch zum Mantel des Ofenobergefäßes (11) angeordnete Hülse (13) ei­ nen ringförmigen Chargierraum (18) aufweist, daß im Schattenbereich des Chargierraumes (18) das ringförmige Deckelteil (16) um die Hülse drehbar ausgestaltet ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Deckelteil (10) mindestens zwei Zugabeöffnungen (17) besitzt und daß die Schüttgutbehälter (41) in einer zur durch die Mitte (M) der Zugabeöffnungen (17) geführten Linie tangential auf einer Geraden (G) ab­ legbar und wieder aufnehmbar sind.
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