DE2848890A1

DE2848890A1 - Schmelzenbehandlungsanlage mit einem kippbaren behandlungsgefaess

Info

Publication number: DE2848890A1
Application number: DE19782848890
Authority: DE
Inventors: Hans Lustenberger
Original assignee: Georg Fischer AG
Current assignee: Georg Fischer AG
Priority date: 1977-12-14
Filing date: 1978-11-10
Publication date: 1979-06-21
Also published as: AU4241378A; TR19982A; PL113224B1; KR810001648B1; SE444718B; IL56027A; RO77955A; ATA804778A; DE7833497U1; BE872758A; NO150643B; GB2010457B; DK154895C; JPS5488810A; DE2848890C2; NO150643C; DD140360A5; IT1108439B; ZA786629B; FR2411661A1

Description

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GEORG FISCHER AKTIENGESELLSCHAFT, Schaffhausen

2015/GGG

Schmelzenbehandlungsanlage mit einem kippbaren Behandlungsgefäss

Die Erfindung betrifft eine Schmelzenbehandlungsanlage mit einem um eine Horizontalachse kippbaren Behandlungsgefäss, insbesondere zum Herstellen von Eisen-Kohlenstoff-Gusswerkstoffen mit Kugelgraphit.

Aus der DE-AS 18 15 214 ist eine Anlage bekannt, die zum Behandeln von Metallschmelzen durch Einbringen verdampfbarer Zusätze bestimmt ist. Diese besteht aus einer in einer horizontalen Richtung verfahrbaren Tragkonstruktion, in welche ein um eine Horizontalachse kippbares Behandlungsgefäss für die Metallschmelze eingesetzt ist, das während des Füll-, Behandlungsund Entleerungszyklus in unterschiedliche Behandlungsstellungen kippbar ist. Zum Füllen muss sich ein solches Gefäss in der horizontalen Stellung befinden; bei der Behandlung wird es in die vertikale Stellung und beim Entleeren in eine schräg zum Boden geneigte Stellung gekippt. Ein wesentlicher Nachteil besteht darin, dass die Ausleerschnauze sich dabei zu nahe am

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Boden befindet um eine Pfanne unter die Schnauze schieben zu können.

Um hier Abhilfe zu schaffen, kamen Anlagen mit einem Kipprahmen zur Anwendung, der es dem Behandlungsgefäss bzw. Konverter erlaubte, beim Entleeren um eine zusätzliche Kippachse im Schnauzebereich zu schwenken. Viele andere Nachteile konnten aber nicht behoben werden und zusätzliche kamen dazu. So ist die auf Bodenschienen verfahrbare Tragkonstruktion raumaufwendig, so dass auch die Behandlungskabine mit Absaugeleitungen für Metalldämpfe dementsprechend gross ausgelegt werden muss und die Schienen stellen eine Unfallgefahr dar. Nach wie vor liegt die Einfüllstellung des Konverters auf einer festgelegten Höhe, so dass in gewissen Fällen der Höhenunterschied zwischen der Ausgussöffnung eines Ofens mit einer Transferpfanne überbrückt werden muss. Dadurch ist ein Temperaturverlust beim Umfüllen und Transportieren der Schmelze und ein zusätzlicher Zeitaufwand die Folge. Auch ein Zurückgiessen einer Wascheisenschmelze in den Ofen kann nicht ohne Zuhilfenahme einer Transferpfanne ausgeführt werden. Des weiteren ist der Fahrbereich durch die Länge der Steuerleitungen begrenzt, die durch das Schleifen über Boden beschädigungsgefährdet sind und eine Unfallgefahr für das Personal bilden. Die Höhe über Boden der Behandlungskippachse darf wegen der Konverterlänge und der Pfannenhöhe nicht zu klein sein. Die Folge aber ist, dass das Personal für Bedienungszwecke ständig hochsteigen muss. Zwei Mann sind daher notwendig um die Anlage zu betreiben. Oft würde eine gradlinige Bahn der Konverteranlage von der Füllstation in die Behandlungskabine eine Behinderung des Verkehrsflusses in der Halle bedeuten. Eine Längs- und Querverfahreinrichtung würde die Herstellungskosten aber zusätzlich belasten und die Höhe der Kippachse unnötig vergrössern. Eine Gewichtsmessung der in den Konverter eingebrachten Schmelze ist bei dieser Anlage, wo der Kipprahmen in jedem Eckbereich auf eine Messdose abgestützt ist, durch das grosse Totgewicht, durch

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die Anzahl der Messdosen und durch den Vierpunkteausgleich ziemlich ungenau und kostenaufwendiger.

Alle diese Nachteile hat man über lange Zeit zwangsläufig in Kauf nehmen müssen. Zwar wurde bei betriebsinternen Versuchen ein für diese Zwecke umgebauter, einen Konverter kippbar tragender Hubstapler eingesetzt, aber keine wesentliche Vorteile konnten erzielt werden. Wohl wurde eine Transferpfanne zwischen Ofen und Konverter eingespart, dafür waren aber zwei mit Konverterpfannen ausgerüstete Stapler notwendig, um die notwendige Zahl von Magnesiumbehandlungen ausführen zu können, und der Platzbedarf wurde, teilweise bedingt durch die vordere Lastausladung, grosser. Bedienungspersonal konnte wegen des Fahrens nicht eingespart werden. Das Manövrieren und das. genaue In-Steilungbringen unterhalb bzw. oberhalb der Oefen und Pfannen brauchte viel Zeit und stellte hohe Anforderungen an die Geschicklichkeit des Fahrers. Eine Wiegegenauigkeit von + 3 % wurde erreicht, aber nur unter den im rauhen Giessbetrieb schwierig zu verwirklichenden Voraussetzungen von sauberen Gleit- bzw. Laufflächen. Auch hier war ein genaues Folgen der Konvertereinfüllöffnung der kippenden Ofengiessschnauze nur bedingt möglich, weil der Seitenschub wegen der Umkippgefahr und anderer konstruktiver Gesichtspunkte nicht allzu gross sein konnte. Aus denselben Gründen ist auch ein Zurückgiessen der Schmelze in den Ofen mit Sicherheitsrisiken verbunden.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Schmelzenbehandlungsanlage zu schaffen, die, ausgehend vom Stand der Technik, weniger Platz bzw. raumaufwendig, billiger herstellbar, betriebssicherer, unfallsunanfälliger und wirtschaftlicher ist und eine Einsparung des Bedienungspersonals und ausserdem eine grössere Wiegemassgenauigkeit ermöglicht.

Diese Aufgabe ist durch die im Hauptanspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst.

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Der Raum bzw. Platzbedarf der erfindungsgemässen Anlage besteht im wesentlichen aus einer sich an den Boden oder an die Hallenstruktur abstützenden Tragsäule. Die den Konverter umhüllende Behandlungskabine braucht nun lediglich auf die Abmessungen des eigentlichen Konverters abgestimmt zu v/erden. Die Konstruktion kann weniger aufwendig gestaltet und deshalb billiger hergestellt werden. Da keine am Boden schleifende Kabel und/oder Schläuche benötigt werden und ohne Bodengeleise ausgekommen werden kann und da auch die Schmelze ohne Gefahr für ein Danebengeraten umgegossen werden kann, ist die erfindungsgemässe Anlage unfallsicherer. Trotzdem sind genaue Bewegungsbahnen gewährleistet. Die Verschleissgefahr von Kabeln und/oder Schläuchen ist eliminiert. Das Antriebsystem, elektromechanisch oder hydraulisch, kann einfacher gestaltet werden. Für eine weit genauere Wiegung des zu behandelnden Gusseisens wird nur eine Messdose benötigt, die nicht auf ein grosses Totgewicht ausgelegt werden muss und die gut vor Schmutz und Hitze abgeschirmt werden kann. Dadurch ist die Reparaturanfälligkeit verkleinert. Ein schnelles Insteilungbringen ermöglicht eine Verkürzung der Taktzeiten, was sich günstig auf die Wirtschaftlichkeit auswirkt. Ausserdem wird keine Transferpfanne zwischen Ofen und Konverter benötigt. Als besonders wichtig gilt die Tatsache, dass die erfindungsgemässe Anlage von einem Mann vom Boden aus bedient werden kann; er hat wie bei einem Laufkran, die Bedienungseinheit am Hängekabel in Reichweite und ausserdem entfällt das Hinauf- und Hinabgehen auf die Bedienungsplattform, da der Konverter in horizontaler Lage gesenkt werden kann, so, dass der Bedienungsmann bequem arbeiten kann. Durch das Schwenken kann der Konverter rasch und sicher aus dem Ofen- und Durchgangsbereich gebracht werden, was eine günstige und raumsparende Anordnung in der Fabrikhalle ermöglicht. Der Konverter kann während der Behandlung auf den Hallenboden abgestellt werden. Die durch die Behandlungsreaktion entstehenden Erschütterungen müssen deshalb nicht von der Behandlungsanlage aufgenommen werden.

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Weitere erfindungsgemässe Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor, die gegebenenfalls auch zu zweckmässigen Kombinationen zusammengefasst werden können.

Durch die fliegende Anordnung gemäss Anspruch 2, ist eine weitgehend automatische und dadurch schnellere Schlackenausleerung gegeben, weil der Konverter in eine vertikale Ausleerstellung gebracht werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Eine erfindungsgemässe Schmelzenbehandlungsanlage, zur Herstellung von Eisen-Kohlen-Gusswerkstoffen mit Kugelgraphit in Vertikalansicht mit fliegend gelagertem, um eine Schwenksäule schwenkbarem Konverter,

Fig. 2 dieselbe Anlage in einem Horizontalschnitt nach der Linie I - I von Fig. 1,

Fig. 3 dieselbe Anlage in Ansicht in Richtung ¹A¹ von Fig. 1,

Fig. 4 dieselbe Anlage, wie Fig. 3 mit in Behandlungslage der Schmelze gekipptem Behandlungsgefäss,

Fig. 5 eine Variante der Anlage in Vertikalansicht mit einseitiger Lagerung einer um eine Vertikalachse schwenkbaren Schwenksäule,

Fig. 6 eine weitere Variante der Anlage in Vertikalansicht mit in einem Krangehänge gelagerter, um eine Vertikalachse schwenkbaren Schwenksäule,

Fig. 7 dieselbe Variante der Anlage in Ansicht in Richtung ¹B¹ von Fig. 6,

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Fig. 8 eine Variante der Anlage zu Fig. 2 im Horizontalschnitt, wobei die Kippachse des Behandlungsgefässes quer zur Längsachse des Auslegers angeordnet ist,

Fig. 9 einen Horizontalschnitt durch eine Führung eines Auslegers an einer Schwenksäule, und

Fig. 10 einen Horizontalschnitt durch eine Schwenklagerung an der Führung eines Auslegers an einer Schwenksäule.

Fig. 1 bis Fig. 4 zeigen ein Behandlungsgefäss 1, auch Konverter genannt, das an dem freien Ende des Auslegers 2 fliegend und um eine im wesentlichen koaxial zur Längsachse 2b des Auslegers 2 verlaufende horizontale Kippachse 3 drehbar gelagert ist. Damit das Behandlungsgefäss möglichst schnell ausgetauscht werden kann, ist dieses mit dem Ausleger 2 lösbar verbunden, wozu im gezeigten Beispiel eine Flanschverbindung 4 vorgesehen ist. Um einen wahlweisen Anschluss des Behandlungsgefässes an den Ausleger 2 zu erzielen, kann an beiden Längsseiten des Behandlungsgefässes 1 ein Befestigungsflansch 5 bzw. 5a angebracht werden. Dies ist besonders vorteilhaft bei einer Aufstellung der Anlage zwischen zwei Oefen.

Zur Erzielung der Kippbewegung des Behandlungsgefässes 1, ist an dem Ausleger 2 ein auf die Kippachse 3 wirkender Kippantrieb 6 angeordnet.

Das andere Ende des Auslegers 2 ist über eine den Ausleger 2 haltende Führung 7 mit einer Schwenksäule 8 verbunden, wobei die Führung 7 entlang dieser Schwenksäule 8 bewegbar ist. Der Ausleger 2, die Führung 7 und die Schwenksäule 8 sind als Einheit um die vertikale Säulenachse 9 schwenkbar vorgesehen.

Von einem Hubantrieb 10 bewegt, ist die Führung 7 mit dem Ausleger 2 über einen Seilzug 11, entlang der Schwenksäule 8 ge-

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führt, in der Höhe einstellbar. Die Verbindung des Seilzuges 11 mit der Führung 7, wird von an der Führung 7 angebrachten Zugrollen 12 gebildet.

Der Hubantrieb 10 ist auf einer Konsole 13 befestigt, die mit der Schwenksäule 8 verbunden ist. Anstelle eines Seilzuges 11 kann ebenso ein Kettenzug, ein Zahnstangen-, Spindel- oder Schubkolbenantrieb verwendet sein.

Zur Bestimmung der dem Behandlungsgefäss 1 zugeführten Schmelzemenge ist in einem unter den Ausleger 2 greifenden Teil 7a der Führung 7 eine Wiegeeinrichtung 14 in Form einer gebräuchlichen Messdose elektrisch-elektronischer, mechanischer oder hydraulischer Art eingesetzt, auf welche sich der Ausleger 2 abstützt. Deshalb ist der Ausleger 2 mit der Führung mittels einer horizontalen, in Fig. 10 dargestellten Schwenkachse 15 gelenkig verbunden.

Das obere Ende 16 der Schwenksäule 8 ist in einer an der Hallenstruktur befestigten Lagerung 17 bewegbar geführt, so dass die Schwenksäule 8 eine volle Drehung machen kann.

Das untere Ende 20 der Schwenksäule 8 ist in einer fest angeordneten Lagerung 21 geführt und abgestützt. Im Bereich dieser Lagerung 21 ist zum Bewegen der Schwenksäule 8 ein mit einem Getriebe 23, einem Hydromotor oder ähnlich ausgerüsteten Schwenkantrieb 22 eingesetzt. Der über Flur befindliche Teil der Anlage, ohne die Lagerung 17, kann durch Lösen einer Kupplungsplatte 18 abmontiert werden und an eine andere Arbeits stelle, wo ebenfalls Verankerungseinrichtungen vorhanden sind, gebracht werden (z.B. bei längerwährenden Reparaturarbeiten des Ofens). Die unter Boden befindlichen Verankerungseinrichtungen 21, 22, 23 (inklusive Antrieb) sind durch einen mit dem Hüttenflur bündigen Deckel 19 abgedeckt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Schwenkantrieb 22 im Bereich der oberen Lagerung 17 einzusetzen.

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Die Fig. 1 bis Fig. 4 zeigen das Behandlungsgefäss 1 in verschiedenen Stellungen während eines Behandlungszyklus der Schmelze. In Fig. 1 und Fig. 2 ist die Stellung beim Einfüllen oder Transportieren der Schmelze, in Fig. 3 die strichpunktierte Stellung 24 beim Entleeren und in Fig. 4 die Stellung beim Behandeln, d.h. nach dem Einbringen von verdampfbaren Zusätzen - Mg - in die Eisenschmelze, dargestellt. Fig. 1 zeigt zusätzlich eine auf dem Hallenboden abgestellte Behandlungskabine 50 mit Absaughaube für den entstehenden Rauch, in welche das Behandlungsgefäss 1 während der Behandlungsphase der Schmelze eingeschwenkt wird.

Fig. 5 zeigt eine Variante der Anlage bei welcher, abweichend von der Ausführung nach Fig. 1, die Schwenksäule 8a einseitig, d.h. am unteren unter Flur liegenden Teil 25 über eine Kupplungsplatte 26 gelagert ist. Dieser untere Teil 25 ist mit einem festangeordneten Druck- und Radiallager 28 sowie in einem Abstand von diesem, mit einem weiteren Radiallager 27 versehen. Im Bereich des Lagers 27 oder 28 ist zum Bewegen der Schwenksäule 8a ein Schwenkantrieb 29 eingesetzt, der über ein Getriebe 30, beispielsweise einem Stirnradgetriebe, mit der Schwenksäule 8a verbunden ist. Diese Ausführung kann noch schneller abmontiert und an einen anderen Behandlungsort transportiert werden, da hier die obere Lagerung 17 nicht erforderlich ist.

Fig. 6 und Fig. 7 zeigen eine weitere Variante der Anlage, bei welcher das obere Ende 31 einer Schwenksäule 8b im Traggerüst 32 einer Kranbahn 33 drehbar gelagert ist. In der Kranbahn 33 ist ein Schwenkantrieb 51 zum Bewegen der Schwenksäule 8b eingesetzt, dessen Ausführung im wesentlichen demjenigen Schwenkantrieb, wie zu Fig. 5 beschrieben, entspricht. Natürlich ist es möglich, die Schienenbahneinrichtung, bestehend aus den beiden Schienen 33a, in den Boden zu verlegen. Bei einer möglichen Ausführung mit nur einer Hängeschiene hat letztere mit

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Vorteil einen rechteckigen Querschnitt.

Fig. 8 zeigt eine ergänzende Variante der Anlage, bei welcher abweichend von der Ausführung nach Fig. 2, die Kippachse 3a des Behandlungsgefässes 1 im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse 2b des Auslegers 2 verläuft. Am Ausleger 2 bzw. an dessen Teil 2a ist unter Anwendung einer Flanschverbindung 35 ein Querträger 34 befestigt. Am einen Ende des Querträgers 34 ist das Behandlungsgefäss 1 und am anderen Ende ein für das Kippen des Behandlungsgefässes 1 vorgesehener Kippantrieb 37 montiert. Die Verbindung des Behandlungsgefässes 1 mit dem Querträger 34 ist, ähnlich wie bei den vorgängig beschriebenen Ausführungen, lösbar vorgesehen. Damit das Behandlungsgefäss bezüglich des Auslegers 2 wechselseitig montiert werden kann, sind am Querträger 34 zwei gegenüberliegende Anschlussflansche 36, 36a für die Flanschverbindung 35 des Auslegerteiles 2a angeordnet. Zur Erweiterung des Einsatzbereiches des Behandlungsgefässes 1, ist die auskragende Länge des Auslegers 2 veränderbar vorgesehen, wobei der auskragende Teil 2a in Richtung dessen Längsachse von einem Antrieb 38 verschoben werden kann.

Fig. 9 zeigt die Gestaltung der Führung 7 des Auslegers 2 an der Schwenksäule 8, 8a, 8b. In einer Rahmenkonstruktion 39, als Teil der Führung 7, sind zu jeder Seite der Schwenksäulen 8, 8a, 8b, in Lagerböcken 41 eingesetzte Führungsrollen 40 angeordnet. Die Schwenksäulen 8, 8a, 8b sind vorzugsweise aus Profilmaterial hergestellt. Die Lagerböcke 41, mit der Rahmenkonstruktion 39 lösbar verbunden, sind zu jeder Seite der Schwenksäule 8, 8a, 8b hin einstellbar vorgesehen. Die Führungsrollen 40, die über Achsbolzen 42 in den Lagerböcken 41 drehbar gelagert sind, können als Kugellager vorgesehen sein, wobei deren Aussenring unmittelbar zur Anlage an die Schwenksäule 8, 8a, 8b gebracht wird. Die Führungsrollen 40 sind an beiden Enden der gesamten Führung 7 in jeweils einer quer zur Schwenksäule 8, 8a, 8b verlaufenden Ebene angeordnet, können

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jedoch auch entsprechend der Grosse der Führung 7 auf mehrere Ebenen verteilt eingesetzt sein.

Fig. 10 zeigt die horizontale Schwenkachse 15 des Auslegers 2 in der Führung 7. Mit einem gabelförmigen Teil 2c umgreift der Ausleger 2 die Führung 1, wobei in beiden Gabelarmen gegenüberliegende Bohrungen 43 angebracht sind, deren verbindende Achse 15 im wesentlichen rechtwinklig zur Vertikalachse 9 verlaufend ist.

In den Bohrungen 43 sind Lagerbüchsen 45 zur Aufnahme und axialen Halterung von Kugellagern 46 eingesetzt. In den Kugellagern 46 ist das eine Ende eines den Ausleger 2 mit der Führung 7 verbindenden Lagerzapfens 47 eingesetzt, dessen anderes Ende in einer Bohrung 48 der Rahmenkonstruktion 39, der Führung 7 gelagert ist. Die Gestaltung dieser Schwenkachse 15 ist weitgehend durch die Grosse des Auslegers 2 und der damit zusammenwirkenden Bauteile der Anlage bestimmt und kann deshalb auch durch andere Konstruktionen, beispielsweise in die Gabelarme fest eingesetzte und in der Rahmenkonstruktion der Führung drehbar gelagerte Achszapfen gebildet sein.

Das Behandlungsgefäss kann in die günstigste Stellung für das Entleeren der im Behandlungsgefäss zurückgebliebenen Behandlungsrückstände z.B. Schlacke sowie auch in eine für jede Behandlung gesicherte Zone, beispielsweise über ein im Boden einer Behandlungskabine angeordnetes Sandbett 49 gebracht werden. Die Anlage ist für alle Arten von gebräuchlichen Schmelze- oder Halteöfen verwendbar und ein direktes Rückfüllen unverbrauchter Schmelze in den Ofen wird durch Manipulieren der Antriebe, einzeln oder zusammen ermöglicht.

Alle Antriebe 6, 10, 22, 29, 37 können elektromechanisch, hydraulisch oder pneumatisch vorgesehen sein.

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Claims

Patentansprüche

1. Schmelzenbehandlungsanlage mit einem um eine Horizontalachse kippbaren Behandlungsgefäss, insbesondere zur Herstellung von Eisen-Kohlenstoff-Gusswerkstoffen mit Kugelgraphit, dadurch gekennzeichnet, dass das kippbare Behandlungsgef äss (1) mit einem Ausleger (2) verbunden und dass der Ausleger (2) höheneinstellbar entlang einer Vertikalsäule (8) bewegbar und um diese schwenkbar ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsgefäss (1) um seine Kippachse (3, 3a) fliegend gelagert ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippachse (3) die Vertikalsäule (8) schneidet.

4. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippachse (3a) rechtwinklig zur Längsachse (2b) des Auslegers (2) verläuft.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger (2a) längenveränderlich ist.

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6. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsgefäss (1) lösbar mit dem Ausleger (2) verbunden ist und dass es an seinen beiden Längsseiten Befestigungsflansche (5, 5a) aufweist.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger (2) um eine die Vertikalsäule (8) schneidende, horizontale Schwenkachse (15) bewegbar und dass dem Behandlungsgefäss (1) eine mit dem Ausleger (2) verbundene Wiegeeinrichtung (14) zugeordnet ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit ihrer oder ohne ihre Verankerungs-. einrichtung von einer vorbestimmten zu einer anderen vorbestimmten Arbeitsstelle bringbar ist.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungseinrichtung unter Boden angebracht und mittels einer Kupplungsplatte (18, 26) mit dem über Boden befindlichen Teil der Schmelzenbehandlungsanlage verbindbar ist.

10. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schienenbahneinrichtüng aufweist.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragsäule (8) verfahrbar mit mindestens einer Hängeschiene (33a) verbunden ist.

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