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WO2012019913A1 - Verfahren zum betreiben eines chargiergutvorwärmers, sowie chargiergutvorwärmer und schmelzofenanlage - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines chargiergutvorwärmers, sowie chargiergutvorwärmer und schmelzofenanlage Download PDF

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WO2012019913A1
WO2012019913A1 PCT/EP2011/062914 EP2011062914W WO2012019913A1 WO 2012019913 A1 WO2012019913 A1 WO 2012019913A1 EP 2011062914 W EP2011062914 W EP 2011062914W WO 2012019913 A1 WO2012019913 A1 WO 2012019913A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft
opening
charging
charging material
exhaust gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2011/062914
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Wilhelm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to EP11740625.6A priority Critical patent/EP2603757A1/de
Priority to MX2013001556A priority patent/MX2013001556A/es
Priority to RU2013110305/02A priority patent/RU2576973C2/ru
Publication of WO2012019913A1 publication Critical patent/WO2012019913A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5211—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/527—Charging of the electric furnace
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/56—Manufacture of steel by other methods
    • C21C5/562—Manufacture of steel by other methods starting from scrap
    • C21C5/565—Preheating of scrap
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • 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
    • F27B3/186—Charging in a vertical chamber adjacent to the melting chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/527—Charging of the electric furnace
    • C21C2005/5282—Charging of the electric furnace with organic contaminated scrap
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a Chargiergutvor lockerrs for a melting furnace and a Chargiergutvor lockerr, wherein the Chargiergutvor lockerr a
  • the invention furthermore relates to a melting furnace system comprising such a charging material preheater.
  • the invention relates to a charging material preheater for lumped charging material in the form of metal scrap, which is melted down in a melting furnace, in particular an electric arc furnace.
  • Chargiergutvor lockerr and melting furnace systems of the type mentioned are known for example from DD 292517 A5.
  • the DD 292517 A5 describes a smelting unit with a slot-shaped Chargiergutvor Anlagenr and a melting furnace in the form of an electric arc furnace.
  • the shaft of the Chargiergutvor ⁇ preheater forms a kon ⁇ constructive unit with a cover of the Lichbogenofens.
  • at least one movable locking member or a retaining device is present in the shaft.
  • DE 3940558 AI describes an electric arc furnace with a slot-shaped Chargiergutvor Anlagenr, which together with the Cover the furnace is moved relative to the furnace furnace furnace furnace furnace vertically or horizontally.
  • a charging material preheater are generally used to use the heat energy contained in the exhaust gas of a melting furnace in large as possible ⁇ SSER quantity to preheat a charge in the melting furnace to be melted lumpy charging material and thus to reduce the specific energy requirement of the melting furnace and to optimize the energy balance of the melting process.
  • the resulting during the melting of a batch of charging material in the furnace exhaust gas is usually sucked to and passed through a subsequently introduced into the furnace batch of lumpy charging material through.
  • the charging material is temporarily stored in a container or shaft laterally and / or above the melting furnace and acted upon by the extracted from the furnace chamber exhaust gas.
  • the shaft functions here like a chimney, at the upper end, ie in the region of the charging opening, due to the thermal and a downstream vacuum generator, a negative pressure is generated, which causes suction of the exhaust gases from the furnace chamber.
  • the shaft can be arranged directly above the Ofende ⁇ ckels so that the charging material can fall down directly into the furnace space.
  • the shaft may also be arranged laterally of the furnace, wherein the charging material falls within a, for example, horizontal supply channel, from which it is displaced by means of for example a shift ⁇ bers in the furnace chamber.
  • One or more movable and / or pivotable retaining ⁇ devices are generally used to retain in a first position, the charging material for the purpose of preheating in the shaft and drop down into a further position the heated charging material by its own weight out of the chute or slide down to leave.
  • a retainer may be in the form of a grid or the like that can be laterally pulled out of the well to release the discharge opening.
  • a retaining device can also pivotal fingers or extensions have, which release the discharge opening by pivoting the fingers or projections down.
  • the charging material lies on the retention device (s) and exhaust gas flows through it.
  • the exhaust gas in rich Be ⁇ the discharge opening of the hopper is introduced into the shaft opening and removed in the area of the charging opening of the hopper and fed to a generally exhaust gas aftertreatment system.
  • the exhaust gas is often introduced through the discharge opening in the shaft, the retainer (s) must be permeable in this case, of course, for the exhaust gas or the exhaust gas must pass.
  • Charging material is in the worst case so strong that it comes to ei ⁇ nem closure of the shaft through the charging material and the shaft no longer fulfills the function of a chimney. In Result it comes to an outgassing of the furnace, ie it forms in the furnace from an overpressure and the exhaust is blown Undefined by scratches and leaks between the furnace lid and furnace vessel, shaft and furnace cover, etc. in the atmosphere.
  • the charging material preheater comprises a shaft with a vertical shaft opening, which at its upper end has at least one charging opening for filling the shaft opening with lumpy
  • Charging material and at its lower end has a Entle fürsöff ⁇ tion, wherein a cross section of the shaft opening extends from the charging opening in the direction of the discharge opening, and wherein the Chargiergutvor lockerr in the region of the discharge opening further at least one
  • Retaining device for temporary retention of the charge in the shaft comprises, comprising the following steps: a) arranging the shaft in a charging position above and / or laterally of the furnace;
  • the object is for the Chargiergutvor lockerr, in particular for carrying out the method according to the invention, wherein the Chargiergutvorowskir a shaft with a vertical
  • Shaft opening comprises at least one charging opening for filling the shaft opening with lumpy charging material and at its lower end has at its upper end a Entlee ⁇ convergence opening, wherein a cross section of the Schachtöff ⁇ voltage, starting extended from the charging opening in the direction of the discharge opening, and wherein the Chargiergutvor lockerr in the discharge opening further comprises at least one retaining means for temporary retention of the charge in the manhole, thereby solved that further ⁇ at least one lifting device for vertical lifting of the shaft relative to by means of at least one rear ⁇ holding device in the shaft restrained batching material is present.
  • the at least one lifting device of the charging material preheater according to the invention in particular for the vertical lifting of the shaft relative to the charging material from a Chargierposi ⁇ tion, in which at least one horizontal cross-sectional area of the shaft opening is filled with charging material, ⁇ rmposition furnished in a pre ⁇ in which at least one, par- dere annular, auxiliary opening between an inner wall of the shaft and the retained charge is also keptbil ⁇ det.
  • the shaft is first filled with lumped charging material, wherein a me ⁇ chanisch largely stable cone forms on charging material in the shaft opening, wherein the charging material is partially in direct contact with the inner wall of the shaft.
  • the at least one auxiliary opening forms when required a Pas ⁇ say for the exhaust gas, which is at least largely or completely free of charging material, so that at least a part of the ex ⁇ gases from the furnace during the entire preheating time in which the charging material remains in the shaft, the Schachtöff ⁇ voltage crossing and can be utilized for preheating the charging material.
  • the freely flow-through cross section in the shaft which was previously determined solely by the spaces between the existing pieces of charging material is at least temporarily artificially increased by the formation of at least one auxiliary opening if necessary, so that each ⁇ currently exhaust can pass through the shaft.
  • the chimney effect of the shaft is maintained and a Ausqual ⁇ men of the melting furnace is reliably avoided.
  • the exhaust gas is sucked through the at least one auxiliary opening and the spaces between ⁇ rule the pieces of charging material.
  • the exhaust gas is increasingly sucked through the at least one auxiliary opening and can pass further up in the shaft in the interstices in the cone and further heat the charge in the interior of the cone , This ensures good heat transfer from the exhaust gas to the charging material.
  • the at least one retaining device is in particular designed to be pivotable about a pivot axis, which is arranged horizontally parallel to the shaft wall in the region of the shaft wall.
  • a pivot axis which is arranged horizontally parallel to the shaft wall in the region of the shaft wall.
  • two pivotable restraints are provided opposite each other on the shaft.
  • the te shark can also be designed as a grate or grate movable in another way, for example as a grate which can be displaced horizontally.
  • the cross section of the shaft opening expands starting from the charging opening in the direction of the emptying opening preferably uniformly on all sides, so that when lifting the shaft relative to the charging an annular opening between the inner wall of the shaft and the charging material is formed substantially uniformly wide everywhere. This improves the uniformity of the heating of Char ⁇ gierguts.
  • Step d) of the process preferably takes place already during a performance of step c) or steps c) and b) or steps c) and b) and a).
  • the exhaust gas is continuously sucked out of the furnace chamber into the shaft without interruption. This also makes it possible to use the time in which the shaft is filled and the flow-through cross section in the shaft is purposefully increased.
  • the Vorciar ⁇ tion of a batch of charging material is effected by much more quickly, without having to be expected that at the beginning of preheating already ei ⁇ nem bonding the charging material.
  • a gas-tight connection, indirectly or directly, between the shaft and the furnace is preferably maintained, in order to avoid exhaust gas leakage into the atmosphere and heat loss. It has proven useful if the at least one remindhalteein ⁇ direction, the emptying opening during the preheating of the charge in the shaft only partially closes and the exhaust gas is passed through the discharge opening in the shaft opening. Thus, an additional connection of the shaft and furnace space for transferring the exhaust gas into the shaft can be saved.
  • the at least one retaining means of the invention shown SEN charging material preheater preferably comprises at least two retaining fingers which are spaced from each other that only partially closes at least one remindhalteeinrich ⁇ tung while retaining charging material in the shaft, the emptying opening. This allows the exhaust gas without detour directly into the discharge opening and thus reach the shaft opening.
  • the fingers can be arranged to each other such that the fingers of one remindhal ⁇ te immunity show to the fingers or in the gaps between the fingers of the other retainer.
  • the shaft is brought relative to the charging material by means of at least one lifting device from the Chargierpo ⁇ position in the preheating or vice versa.
  • the at least one lifting device can be actuated either manually or automatically.
  • the at least one lifting device of the charging material preheater according to the invention is preferably connected to the shaft and / or the at least one retaining device.
  • the at least one lifting device engages at the shaft and the shaft in the vertical direction be ⁇ is moved.
  • the shaft is lifted vertically upward.
  • the at least one lifting device can be formed for example by a crane or at least one lifting cylinder, which acts directly on the shaft or on a mechanically fixedly connected to the shaft support structure.
  • the at least one lifting device can engage a retaining means to the at least such that the at least one retaining means including the charging material to the retained ⁇ it is moved in the vertical direction downwards.
  • the shaft itself remains unchanged in its position and is only raised relative to the load.
  • At least one exhaust gas value is detected in the shaft opening, which in particular characterizes an exhaust gas quantity and / or an exhaust gas pressure and / or an exhaust gas volume and / or an exhaust gas velocity and / or an exhaust gas temperature of the exhaust gas flowing through the shaft opening, and wherein a middle one Width of the at least one auxiliary opening ⁇ tion, which corresponds to the average distance between the inner wall of the shaft and the charging material, is set in dependence on the at least one exhaust gas value.
  • the vertical raising of the shaft is preferably carried out relative to the charging material, until in the area of Entle fürsöff ⁇ a negative voltage exhaust gas pressure, in particular ranging from about - LoPa present. This ensures that at all times has a sufficient size by ⁇ flowable cross-section in the shaft and a Ausqualmen of the melting furnace is prevented.
  • either the shaft or the at least one retaining device can be moved as a function of the at least one exhaust gas value.
  • the charging material preheater has at least one measuring device on the shaft for detecting at least one exhaust gas value, in particular an exhaust gas quantity and / or an exhaust gas pressure and / or an exhaust gas volume and / or an exhaust gas velocity and / or an exhaust gas temperature of the exhaust gas flowing through the shaft opening, wherein the at least a lifting device and / or the at least one retaining device can be controlled by at least one control device as a function of the at least one exhaust gas value.
  • the control device receives the signals from the at least one measuring device and changes the size of the at least one auxiliary opening and / or the position of the at least one retaining device on this basis.
  • the at least one control device is considered as a white component of the charging material preheater.
  • a first measuring device in the region of the discharge opening and a further measuring device in the region of the charging opening is preferably provided to determine the op ⁇ timal shaft position relative to the charging material and optionally by changing the shaft position relative to the charging material based on the exhaust pressures measured there to set a desired exhaust gas pressure difference in the shaft.
  • the object is further achieved for the melting furnace system in that it comprises a melting furnace and a arranged above and / or laterally of the melting furnace erfindungsge MAESSEN Chargiergutvor Suiter.
  • the melting furnace is preferably one
  • the melting furnace for melting lumped charging material in the form of metal scrap, in particular steel scrap. More preferably, the melting furnace is an electric arc furnace, comprising in particular a furnace vessel, a furnace cover, Minim ⁇ tes a guided through the furnace cover electrode and Minim ⁇ least a guided through a furnace wall of the furnace vessel, fossil fueled burner unit. Alternatively it can also be a different type of furnace and / or to other relieschmelzendes charging material, such as glass shards ⁇ .
  • At least one flexible sealing arrangement is furthermore provided, which forms a gas-tight connection directly or indirectly between the shaft and the melting furnace in the charging position, the preheating position and any further position between the charging position and the preheating position of the shaft relative to the retained charging material ,
  • the flexible sealing arrangement is formed as a tubular bellows-type bellows gas-tight, in particular on the one hand connected to the furnace lid of the furnace and on the other hand the circumference of the shaft.
  • the flexible seal arrangement is preferred as the tubular Bellows seal formed, which is in particular connected on the one hand gas-tight with the supply shaft and on the other hand, the circumference of the shaft of the Chargiergutvor Suiters.
  • the flexible seal arrangement reliably prevents leakage of exhaust gas into the atmosphere and heat loss.
  • Figures 1 to 12 show examples of various OF INVENTION ⁇ dung proper charging material and method for its operation, and shows schematically a so equipped ⁇ melting furnace. So shows 1 shows a Chargiergutvor Suiter in charging position;
  • FIG. 2 shows the charge material preheater according to FIG. 1 in preheating position
  • FIG. 3 shows the charge material preheater according to FIG. 1 in a first possible plan view
  • FIG. 4 shows the charging material preheater according to FIG. 1 in a second possible plan view
  • FIG 5 Charge material preheater according to FIG 1 in one
  • FIG. 7 shows schematically the melting furnace system according to FIG. 6 with the charge material preheater according to FIG. 2 in FIG
  • FIGS. 8 to 12 show a method for operating a charging material preheater on the basis of the melting furnace system according to FIGS. 6 and 7.
  • Shaft 2 with a vertical shaft opening 2a comprises.
  • the shaft 2 has at its upper end a charging opening 3 for filling the shaft opening 2a with lumpy charging material 50 (charging material and its location in the shaft only for the sake ⁇ sake half shown schematically) and at its lower end an emptying opening 4 for transferring the charge 50 from the shaft opening 2a in a melting furnace (see FIG 6 or 7) or alternatively in a supply shaft, from which it is moved in the direction of a melting furnace on.
  • Em cross section of the shaft opening 2a widens out ⁇ starting from the charging opening 3 in the direction of the discharge opening 4.
  • the charging stock preheater 1 comprises here in the region of the emptying opening 4 further comprises two about a pivot axis 5a pivotable retaining devices 5 for the temporary retention of the charging material 50 in the shaft 2.
  • the Schwenkbe ⁇ rich the retaining devices 5 to the respective pivoting Axle 5a is indicated here by double arrows and dashed lines.
  • At least one lifting device 6, which is shown only schematically, is provided for vertically lifting the shaft 2 relative to the charging material 50 retained in the shaft 2.
  • the lifting and lowering function of the lifting device (s) 6 is indicated here by a double arrow.
  • a He ⁇ stunning device 6, which is able to raise the shaft vertically may be, or a combination of lifting lugs on the shaft 2 with a crane to acting on the shaft or a mechanically strong composites ⁇ NEN with the shaft support structure, for example, Act lift cylinder.
  • the lifting device can also or additionally act on the retaining devices or their pivot axes, or an electric drive for moving these components, and the position of the retaining devices 5 including the charging material 50 relative to the shaft 2 to changed ⁇ countries.
  • the lifting device (s) 6 is / are designed for vertical lifting of the shaft 2 relative to the charging stock 50 of an embodiment shown in FIG 1 charging position, in which at least one horizontal cross-sectional area of the shaft opening is filled 2a with charging material 50, in a preheating position according to FIG 2 is a ⁇ directed.
  • the shaft 2 In the preheating position shown in FIG. 2, the shaft 2 is lifted vertically relative to the charging material 50 from the charging position according to FIG. 1, whereby at least one gap or annular auxiliary opening 7 is formed between an inner wall of the shaft 2 and the charging material 50 remaining in its conical shape becomes.
  • At least one measuring device 9 for Erfas ⁇ solution of at least one exhaust gas value in particular an exhaust quantity and / or an exhaust gas pressure and / or an exhaust gas volume and / or an exhaust gas velocity and / or an exhaust gas temperature of the shaft opening 2a flowing through the exhaust gas present.
  • the lifting device (s) 6 and / or the retaining devices 5 are controllable here by means of at least one control device 10 as a function of the at least ei ⁇ nen exhaust gas value.
  • the control device 10 upon detection of an exhaust gas pressure, exhaust gas volume or Ab ⁇ gas velocity, which / which (s) (s) below a fest ⁇ th limit, effect a further increase of the shaft 2 by means of the lifting device (s) 6, the at least to enlarge a gap or annular auxiliary opening 7 and to increase the cross-section for exhaust gas from a melting furnace.
  • an elevation of the shaft 2 by means of the lifting device (s) 6 can be effected in order to enlarge the at least one auxiliary opening 7 and enlarge the cross-section for exhaust gas from a melting furnace, thus more exhaust gas is forced through the shaft 2 and the charging material 50 and this is optimally heated.
  • the position of the shaft 2 relative to the cone of charging material 50 can therefore be adapted automatically and dynamically to the exhaust gas values.
  • an actuation of the retaining devices 5 by the control device 10 can take place upon detection of a specific exhaust gas temperature.
  • Exceeds the exhaust gas temperature for example, a certain limit at which is safe to expect a melting of the charge 50 in the shaft, a pivoting process can be automatically initiated so that the batch 50 fall in the direction of gravity from the shaft 2 via the discharge opening 4 down or slip can and a strong sticking with the retaining means 5 is prevented.
  • FIGS. 3 to 5 show the charging material preheater 1 according to FIG. 1 in each case in a possible plan view. Same strainszei ⁇ surfaces as shown in Figs 1 and 2 indicate like elements.
  • the circumference of the shaft 2 of the charging material preheater 1 is rectangular, for example.
  • the Char ⁇ yaw opening 3 and the discharge opening not visible here 4 are here square formed with all four sides of the shaft 2 are made uniformly obliquely to the vertical.
  • an annular auxiliary opening 7 is formed.
  • the circumference of the shaft 2 is also formed rectangular. However, only two of the four sides of the shaft 2 are formed obliquely, while the other two sides are aligned vertically.
  • two slit-shaped, rectangular auxiliary openings 7 form in the region of the oblique side walls of the shaft 2.
  • the circumference of the shaft 2 of the charging material preheater 1 is, for example, round.
  • the Chargieröff ⁇ tion 3 and the not visible here emptying opening 4 are formed here circular, with the diameter of the shaft 2, starting from the charging opening 3 evenly expanded in the direction of discharge opening 4.
  • an annular auxiliary opening 7 is also formed here.
  • the centers of the charging opening 3 and the discharge opening 4 are on the longitudinal axis of the
  • the periphery of the charging opening 3 and the discharge opening 4 can, shown by way ⁇ represents, for example, in FIG 4 differ from each other.
  • FIG. 6 schematically shows a melting furnace system 100 comprising a melting furnace 110 and a charge material preheater 1 arranged above the melting furnace 110 according to FIG. 1 in the charging position.
  • 7 shows schematically the melting furnace system 100 according to FIG. 6 with the charging material preheater 1 according to FIG. 2 in the preheating position.
  • Same reference numerals as in FIGS. 1 and 2 identify the same elements.
  • At least one flexible seal assembly 8 is present, which in the charging position, the preheating position and any other position between the Charging and the preheating position of the shaft 2 relative to the retained charge 50 forms a gas-tight connection between the shaft 2 and here the melting furnace 110.
  • a sealing arrangement 8 a tubular bellows made of a highly temperature-resistant material tempe ⁇ which is gas-tight for the exhaust gas from the melting furnace 110th
  • FIGS. 8 to 12 now schematically show a method for
  • the Char ⁇ giergutvor lockerr 1 is here above an opening llOd arranged in the furnace lid 110c of the melting furnace 110, which covers the melting ⁇ vessel 110b of the melting furnace 110 above.
  • the emptying ⁇ opening 4 is located in this embodiment, just above the opening llOd in the furnace lid 110c, so that the retaining ⁇ devices 50 are pivotable in the furnace chamber 110a.
  • Shaft 2 is formed by the tubular, flexible seal ⁇ arrangement 8.
  • an exhaust gas extraction 12 is provided for exhausting exhaust gas 12a from the furnace chamber 110a.
  • the exhaust gas 12a from the furnace chamber 110a is sucked into the shaft 2 through the discharge port 4, rises in the shaft port 2a and is sucked off via the charging port 3 or in the region of the charging port 3.
  • the exhaust gas 12 a heats the next intended for melting, stored by means of the retaining means 5 batch of bulk cargo 50 a.
  • the charging material 50a is filled into the shaft 2 until at least one horizontal cross-sectional area of the shaft opening 2a is filled with the charging material 50a. It forms a mechanically me ⁇ largely stable, self-supporting cone on charging material 50a.
  • the furnace vessel 110b is often tilted, as shown in FIG. But also a in the bottom region of the furnace vessel 110b existing An outlet can be used, with the furnace vessel 110b not having to be tilted.
  • the next melt down cycle begins by the preheated charging material 50a isssenschmol ⁇ zen in the furnace chamber 110a and a new batch of lumpy charging material 50b, shown only schematically here in the form of an arrow, is filled into the shaft. 2
  • a new batch of lumpy charging material 50b shown only schematically here in the form of an arrow, is filled into the shaft. 2
  • an exhaust gas extraction 12 which can be opened via at least one slide and / or at least one flap in such a way that the new charge material 50b can be charged through the exhaust gas extraction 12 into the shaft opening 2a.
  • Chargiergutvor Suiters opposite the furnace is chosen only by way of example. Furthermore, it is not detailed Darge ⁇ represents that there may be an arc furnace for the smelting furnace, wherein the electrodes are guided through the furnace lid, fossil-fueled burner units are passed through the wall of the furnace vessel. Also, the Hebeein ⁇ direction (s) is / are only shown schematically, which are capable of the shaft relative to the charging material in the Lift shaft vertically. So can be done in addition to a crane or overhead crane and the use of one or more lifting cylinders. As both the lift cylinder for example, the furnace roof, the furnace platform, the foundation, etc. can be mon ⁇ advantage and attack at bay and lift it or lower it. Also, lifting device (s) thus mounted can be arranged to vertically lower or raise the position of the restraint devices and thus the charge material disposed thereon, without departing from the spirit of the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Chargiergutvorwärmers für einen Schmelzofen, sowie einen Chargiergutvorwärmer und eine Schmelzofenanlage mit einem derartigen Chargiergutvorwärmer. Der Chargiergutvorwärmer umfasst einen Schacht mit einer vertikalen Schachtöffnung, der an seinem oberen Ende mindestens eine Chargieröffnung zum Befüllen der Schachtöffnung mit stückigem Chargiergut und an seinem unteren Ende eine Entleerungsöffnung aufweist, wobei ein Querschnitt der Schachtöffnung sich ausgehend von der Chargieröffnung in Richtung der Entleerungsöffnung erweitert und wobei der Chargiergutvorwärmer im Bereich der Entleerungsöffnung weiterhin mindestens eine Rückhalteeinrichtung zum temporären Zurückhalten des Chargierguts im Schacht umfasst. Der Chargiergutvorwärmer ermöglicht ein vertikales Anheben des Schachtes relativ zum im Schacht zurückgehaltenen Chargiergut ausgehend von einer Chargierposition in eine Vorwärmposition, wobei mindestens eine Hilfsöffnung zwischen zumindest einem Bereich einer Innenwandung des Schachtes und dem im Schacht zurückgehaltenen Chargiergut gebildet wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben eines Chargiergutvorwärmers, sowie Chargiergutvorwärmer und Schmelzofenanlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Chargiergutvorwärmers für einen Schmelzofen sowie einen Chargiergutvorwärmer, wobei der Chargiergutvorwärmer einen
Schacht mit einer vertikalen Schachtöffnung umfasst, der an seinem oberen Ende mindestens eine Chargieröffnung zum Befüllen der Schachtöffnung mit stückigem Chargiergut und an seinem unteren Ende eine Entleerungsöffnung aufweist, wobei ein Querschnitt der Schachtöffnung sich ausgehend von der Chargieröffnung in Richtung der Entleerungsöffnung erweitert, und wobei der Chargiergutvorwärmer im Bereich der Entleerungsöffnung weiterhin mindestens eine Rückhalteeinrichtung zum temporären Zurückhalten des Chargierguts im Schacht umfasst. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Schmelzofenanlage umfassend einen derartigen Chargiergutvorwärmer.
Die Erfindung betrifft insbesondere einen Chargiergutvorwärmer für stückiges Chargiergut in Form von Metallschrott, der in einem Schmelzofen, insbesondere einem Lichtbogenofen, eingeschmolzen wird.
Chargiergutvorwärmer und Schmelzofenanlagen der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus der DD 292517 A5 bekannt. Die DD 292517 A5 beschreibt ein Einschmelzaggregat mit einem Schachtförmigen Chargiergutvorwärmer und einem Schmelzofen in Form eines Lichtbogenofens. Der Schacht des Chargiergutvor¬ wärmers bildet mit einem Deckel des Lichbogenofens eine kon¬ struktive Einheit. Zum temporären Zurückhalten des Chargierguts im Schacht ist im Schacht mindestens ein bewegliches Sperrglied bzw. eine Rückhalteeinrichtung vorhanden.
Die DE 3940558 AI beschreibt einen Lichtbogenofen mit einem Schachtförmigen Chargiergutvorwärmer, der zusammen mit dem Deckel des Ofens relativ zum Ofengefäß des Ofens vertikal oder horizontal bewegt wird.
Chargiergutvorwärmer dienen im Allgemeinen dazu, die im Abgas eines Schmelzofens enthaltene Wärmeenergie in möglichst gro¬ ßer Menge zur Vorwärmung einer Charge im Schmelzofen aufzuschmelzenden stückigen Chargierguts zu nutzen und so den spezifischen Energiebedarf des Schmelzofens zu reduzieren und die Energiebilanz des Schmelzprozesses zu optimieren. Das während des Aufschmelzens einer Charge an Chargiergut im Schmelzofen anfallende Abgas wird dazu in der Regel abgesaugt und durch eine nachfolgend in den Schmelzofen einzubringende Charge an stückigem Chargiergut hindurch geleitet. Dazu wird das Chargiergut in einem Behälter oder Schacht seitlich und/oder oberhalb des Schmelzofens zwischengespeichert und mit dem aus dem Ofenraum abgesaugten Abgas beaufschlagt. Der Schacht funktioniert hier wie ein Kamin, an dessen oberen Ende, also im Bereich der Chargieröffnung, aufgrund der Thermik und eines nachgeschalteten Unterdruckerzeugers ein Unterdruck erzeugt wird, der ein Absaugen der Abgase aus dem Ofenraum bewirkt. Der Schacht kann dabei direkt oberhalb des Ofende¬ ckels angeordnet sein, so dass das Chargiergut unmittelbar in den Ofenraum hinabfallen kann. Alternativ kann der Schacht auch seitlich des Schmelzofens angeordnet sein, wobei das Chargiergut in einen, beispielsweise horizontalen, Versorgungsschacht fällt, aus welchem es mittels z.B. eines Schie¬ bers in den Ofenraum verschoben wird.
Eine oder mehrere bewegliche und/oder schwenkbare Rückhalte¬ einrichtungen dienen im Allgemeinen dazu, in einer ersten Position das Chargiergut zum Zwecke der Vorwärmung im Schacht zurückzuhalten und in einer weiteren Position das erwärmte Chargiergut aufgrund seines Eigengewichtes aus dem Schacht hinabfallen oder hinabgleiten zu lassen. Eine Rückhalteeinrichtung kann in Form eines Gitters oder dergleichen ausgebildet sein, das seitlich aus dem Schacht gezogen werden kann, um die Entleerungsöffnung freizugeben. Eine Rückhalteeinrichtung kann aber auch schwenkbare Finger oder Fortsätze aufweisen, die die Entleerungsöffnung durch ein Verschwenken der Finger oder Fortsätze nach unten freigeben.
Während der Vorwärmung einer Charge an Chargiergut im Schacht liegt das Chargiergut auf der/den Rückhalteeinrichtung ( en) und wird von Abgas durchströmt. Dabei wird das Abgas im Be¬ reich der Entleerungsöffnung des Schachts in die Schachtöffnung eingeleitet und im Bereich der Chargieröffnung des Schachts abgezogen und in der Regel einer Abgasnachbehand- lungsanlage zugeführt. Dabei wird das Abgas häufig durch die Entleerungsöffnung in den Schacht eingeleitet, wobei die Rückhalteeinrichtung ( en) in diesem Fall selbstverständlich für das Abgas durchlässig sein oder das Abgas vorbeilassen müssen .
Bei der Vorwärmung einer Charge an Chargiergut tritt nun das Problem auf, dass im unteren Bereich des Schachts eine stärkere Erwärmung auftritt als im oberen Bereich des Schachts. Zudem wird das Chargiergut aufgrund seiner Masse im unteren Bereich des Schachts stärker verdichtet als im oberen Be¬ reich. Dies ist umso ausgeprägter, je kleiner die Stücke an Schrott im unteren Bereich des Schachtes sind. Hier wird üb¬ licherweise Schott mit Stücken geringerer Abmessung einge¬ setzt als im oberen Bereich des Schachtes, um mit dem klein- teiligeren Schrott den Sturz des Chargierguts in den Ofenraum beim Chargieren des Schmelzofens abzudämpfen. Dies hat insge¬ samt zur Folge, dass das Chargiergut im unteren Bereich des üblicherweise gekühlten Schachtes zum Teil schmilzt oder zu¬ mindest zu Schmelzen beginnt und die einzelnen Chargiergut- stücke miteinander verkleben.
Dadurch werden die Zwischenräume zwischen den einzelnen Stücken an Chargiergut weniger und der durchströmbare freie Querschnitt innerhalb des Schachts vermindert. Die damit ver- bundene Verringerung des Abgasstroms durch die Charge an
Chargiergut ist im schlimmsten Fall so stark, dass es zu ei¬ nem Verschluss des Schachts durch das Chargiergut kommt und der Schacht die Funktion eines Kamins nicht mehr erfüllt. In Folge kommt es zu einem Ausqualmen des Schmelzofens, d.h. es bildet sich im Schmelzofen ein Überdruck aus und das Abgas wird Undefiniert durch Ritzen und undichte Stellen zwischen Ofendeckel und Ofengefäß, Schacht und Ofendeckel usw. in die Atmosphäre geblasen.
Um die Kaminwirkung des Schachtes wieder herzustellen, muss der Schmelzprozess bisher unterbrochen werden. Häufig sind in einem solchen Fall auch Wartungsmaßnahmen am Schacht oder an der/den Rückhalteeinrichtung ( en) erforderlich. Der Stillstand führt zu einem ineffizienten Betrieb des Schmelzofens und un¬ erwünschtem zusätzlichem Energie- und gegebenenfalls Ersatzteilbedarf . Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Chargiergutvorwärmers, einen Chargiergutvorwärmer und eine damit versehene Schmelzofenanlage bereitzustellen, mit welchen ein Ausqualmen eines Schmelzofens verhindert wer¬ den kann.
Die Aufgabe wird für das Verfahren zum Betreiben eines Chargiergutvorwärmers für einen Schmelzofen, wobei der Chargiergutvorwärmer einen Schacht mit einer vertikalen Schachtöffnung umfasst, der an seinem oberen Ende mindestens eine Char- gieröffnung zum Befüllen der Schachtöffnung mit stückigem
Chargiergut und an seinem unteren Ende eine Entleerungsöff¬ nung aufweist, wobei ein Querschnitt der Schachtöffnung sich ausgehend von der Chargieröffnung in Richtung der Entleerungsöffnung erweitert, und wobei der Chargiergutvorwärmer im Bereich der Entleerungsöffnung weiterhin mindestens eine
Rückhalteeinrichtung zum temporären Zurückhalten des Chargierguts im Schacht umfasst, mit folgenden Schritten gelöst: a) Anordnen des Schachtes in einer Chargierposition oberhalb und/oder seitlich des Schmelzofens;
b) Einfüllen des Chargierguts in die Chargieröffnung, bis zumindest ein horizontaler Querschnittsbereich der Schachtöffnung mit dem Chargiergut verfüllt ist, wobei das Char- giergut mittels der mindestens einen Rückhalteeinrichtung im Schacht zurückgehalten wird;
c) Vertikales Anheben des Schachtes relativ zum Chargiergut ausgehend von der Chargierposition in eine Vorwärmpositi¬ on, wobei mindestens eine Hilfsöffnung zwischen einer Innenwandung des Schachtes und dem Chargiergut gebildet wird;
d) Einleiten von Abgas des Schmelzofens in die Schachtöffnung in Richtung der Chargieröffnung des Schachts, wobei das Chargiergut zumindest von einem Teil des Abgases durch¬ strömt und erwärmt wird; und
e) Entleeren des Schachts mittels der mindestens einen Rück¬ halteeinrichtung, wobei das vorgewärmte Chargiergut verti¬ kal durch die Entleerungsöffnung nach unten fällt.
Die Aufgabe wird für den Chargiergutvorwärmer, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei der Chargiergutvorwärmer einen Schacht mit einer vertikalen
Schachtöffnung umfasst, der an seinem oberen Ende mindestens eine Chargieröffnung zum Befüllen der Schachtöffnung mit stückigem Chargiergut und an seinem unteren Ende eine Entlee¬ rungsöffnung aufweist, wobei ein Querschnitt der Schachtöff¬ nung sich ausgehend von der Chargieröffnung in Richtung der Entleerungsöffnung erweitert, und wobei der Chargiergutvorwärmer im Bereich der Entleerungsöffnung weiterhin mindestens eine Rückhalteeinrichtung zum temporären Zurückhalten des Chargierguts im Schacht umfasst, dadurch gelöst, dass weiter¬ hin mindestens eine Hebeeinrichtung zum vertikalen Anheben des Schachtes relativ zu mittels der mindestens einen Rück¬ halteeinrichtung im Schacht zurückzuhaltendem Chargiergut vorhanden ist.
Die mindestens eine Hebeeinrichtung des erfindungsgemäßen Chargiergutvorwärmers ist insbesondere zum vertikalen Anheben des Schachtes relativ zum Chargiergut aus einer Chargierposi¬ tion, in der zumindest ein horizontaler Querschnittsbereich der Schachtöffnung mit Chargiergut verfüllt ist, in eine Vor¬ wärmposition eingerichtet, in der mindestens eine, insbeson- dere ringförmige, Hilfsöffnung zwischen einer Innenwandung des Schachtes und dem zurückgehaltenen Chargiergut ausgebil¬ det ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird demnach zuerst der Schacht mit stückigem Chargiergut gefüllt, wobei sich ein me¬ chanisch weitgehend stabiler Kegel an Chargiergut in der Schachtöffnung bildet, wobei das Chargiergut bereichsweise mit der Innenwand des Schachtes in direktem Kontakt steht.
Anschließend wird der direkte Kontakt zwischen zumindest ei¬ nem Bereich der Innenwand des Schachtes und dem Chargiergut, je nach Ausgestaltung des Schachtes, zumindest an einer Seite ganz oder im Wesentlichen ganz, durch ein vertikales Anheben des Schachtes relativ zum Chargiergut aufgelöst. Ausgehend von der Chargierposition wird der Schacht dabei relativ zum Chargiergut bzw. Kegel an Chargiergut in eine Vorwärmposition gebracht, wobei mindestens eine spaltförmige, insbesondere ringförmige Hilfsöffnung zwischen der Innenwandung des
Schachtes und dem Chargiergut bzw. Kegel an Chargiergut ge¬ bildet wird.
Erweitert sich der Schacht ausgehend von der Chargieröffnung in Richtung Entleerungsöffnung allseits gleichmäßig, so ent- steht eine ringförmige Hilfsöffnung. Erweitert sich der
Schacht dagegen nur an einer bis drei Seiten, indem die Seiten zur Vertikalen schräg positioniert sind, während ein Wan¬ dungsbereich bzw. eine bis drei Seiten parallel zur Vertika¬ len ausgebildet ist/sind, so entsteht je nach Form des
Schachts eine spaltförmige Hilfsöffnung, die bei runden oder elliptischen Schachtformen sichelförmig und bei rechteckigen Schachtformen angrenzend an jede schräggestellte Seite des Schachts jeweils rechteckig ausgebildet ist. Es hat sich dabei gezeigt, dass der Kegel an Chargiergut bei der Bildung der mindestens einen Hilfsöffnung in sich stabil genug ist und nicht in sich zusammensinkt, wenn die Innenwand des Schachtes, welche den Umfang des Kegels begrenzt, zumin- dest bereichsweise weggenommen bzw. davon zumindest teilweise entfernt wird. Lediglich kleinere Stücke an Chargiergut kön¬ nen in Bewegung versetzt werden, welche allerdings erfahrungsgemäß nicht dazu führen, dass die mindestens eine Hilfs¬ öffnung sich nicht oder im Wesentlichen nicht ausbildet.
Die mindestens eine Hilfsöffnung bildet bei Bedarf eine Pas¬ sage für das Abgas, die zumindest weitgehend oder vollständig frei von Chargiergut ist, so dass zumindest ein Teil des Ab¬ gases aus dem Schmelzofen während der gesamten Vorwärmzeit, in der das Chargiergut im Schacht verbleibt, die Schachtöff¬ nung durchqueren und zu einer Vorwärmung des Chargierguts genutzt werden kann. Der frei durchströmbare Querschnitt im Schacht, der bisher alleinig durch die Zwischenräume zwischen den vorhandenen Stücken an Chargiergut vorgegeben war, wird durch die Ausbildung der mindestens einen Hilfsöffnung bei Bedarf zumindest zeitweise künstlich vergrößert, so dass je¬ derzeit Abgas durch den Schacht gelangen kann. Der Kamin- Effekt des Schachtes wird aufrecht erhalten und ein Ausqual¬ men des Schmelzofens wird zuverlässig vermieden.
Solange der Kegel an Chargiergut im Schacht im unteren Be¬ reich des Schachts durchströmbar ist, wird das Abgas durch die mindestens eine Hilfsöffnung und die Zwischenräume zwi¬ schen den Stücken an Chargiergut gesaugt. Bei einer Verringe¬ rung der Durchströmbarkeit des Kegels an Chargiergut im unte¬ ren Bereich des Schachtes wird das Abgas vermehrt durch die mindestens eine Hilfsöffnung gesaugt und kann erst weiter oben im Schacht in die Zwischenräume im Kegel gelangen und das Chargiergut im Inneren des Kegels weiter erwärmen. Dies gewährleistet einen guten Wärmeübergang vom Abgas auf das Chargiergut .
Die mindestens eine Rückhalteeinrichtung ist insbesondere um eine Schwenkachse schwenkbar ausgebildet, die im Bereich der Schachtwandung parallel zu dieser horizontal angeordnet ist. Vorzugsweise sind zwei schwenkbare Rückhalteeinrichtungen einander gegenüberliegend am Schacht vorhanden. Eine Rückhai- teeinrichtung kann aber alternativ auch als ein in anderer Weise beweglicher Rost oder Gitter, beispielsweise als hori- zontal verschiebbarer Rost, ausgebildet sein. Der Querschnitt der Schachtöffnung erweitert sich ausgehend von der Chargieröffnung in Richtung der Entleerungsöffnung bevorzugt allseitig gleichmäßig, so dass bei einem Anheben des Schachts relativ zum Chargiergut eine ringförmige Öffnung zwischen der Innenwandung des Schachts und dem Chargiergut überall im Wesentlichen gleichmäßig breit ausgebildet wird. Dies verbessert die Gleichmäßigkeit der Erwärmung des Char¬ gierguts .
Der Schritt d) des Verfahrens erfolgt bevorzugt bereits wäh- rend einer Durchführung des Schritts c) oder der Schritte c) und b) oder der Schritte c) und b) und a) . Insbesondere wird das Abgas ohne Unterbrechung permanent aus dem Ofenraum in den Schacht gesaugt. Dies ermöglicht auch eine Nutzung der Zeit, in welcher der Schacht befüllt und der durchströmbare Querschnitt im Schacht gezielt vergrößert wird. Die Vorwär¬ mung einer Charge an Chargiergut erfolgt dadurch wesentlich schneller, ohne dass zu Beginn des Vorwärmens bereits mit ei¬ nem Verkleben des Chargierguts gerechnet werden muss.
Um einen stabilen Kegel aus Chargiergut zu erzielen, wird be¬ vorzugt Chargiergut mit einer Chargiergutdichte im Bereich von 0,4 bis 0,8 t/m3 in die Schachtöffnung eingefüllt. Insbesondere wird überwiegend kantiges Chargiergut in den Schacht eingefüllt, um ein Zusammensacken oder Nachrutschen des Chargiergutkegels beim Anheben des Schachtes zu verhindern..
Während der Durchführung des Verfahrens wird bevorzugt eine gasdichte Verbindung, mittelbar oder unmittelbar, zwischen dem Schacht und dem Schmelzofen aufrecht erhalten, um einen Abgasaustritt in die Atmosphäre und einen Wärmeverlust zu vermeiden . Es hat sich bewährt, wenn die mindestens eine Rückhalteein¬ richtung die Entleerungsöffnung während des Vorwärmens des Chargierguts im Schacht lediglich teilweise verschließt und das Abgas durch die Entleerungsöffnung in die Schachtöffnung geführt wird. So kann eine zusätzliche Verbindung von Schacht und Ofenraum zur Überführung des Abgases in den Schacht eingespart werden.
Die mindestens eine Rückhalteeinrichtung des erfindungsgemä¬ ßen Chargiergutvorwärmers umfasst vorzugsweise mindestens zwei Rückhaltefinger, welche derart beabstandet voneinander angeordnet sind, dass die mindestens eine Rückhalteeinrich¬ tung während des Zurückhaltens von Chargiergut im Schacht die Entleerungsöffnung lediglich teilweise verschließt. Dadurch kann das Abgas ohne Umweg direkt in die Entleerungsöffnung und damit in die Schachtöffnung gelangen. Bei einem Einsatz von zwei Rückhalteeinrichtungen können die Finger zueinander derart angeordnet werden, dass die Finger der einen Rückhal¬ teeinrichtung zu den Fingern oder in die Zwischenräume zwischen den Fingern der anderen Rückhalteeinrichtung zeigen.
Es ist bevorzugt, wenn der Schacht relativ zum Chargiergut mittels mindestens einer Hebeeinrichtung von der Chargierpo¬ sition in die Vorwärmposition oder umgekehrt gebracht wird. Die mindestens eine Hebeeinrichtung kann dabei entweder manu¬ ell oder automatisch betätigt werden.
Die mindestens eine Hebeeinrichtung des erfindungsgemäßen Chargiergutvorwärmers ist bevorzugt mit dem Schacht und/oder der mindestens einen Rückhalteeinrichtung verbunden.
Dabei hat es sich für das Verfahren insbesondere als vorteil¬ haft erwiesen, wenn die mindestens eine Hebeeinrichtung am Schacht angreift und der Schacht in vertikaler Richtung be¬ wegt wird. Während das Chargiergut in seiner Position ver¬ bleibt, wird der Schacht vertikal nach oben gehoben. Hier kann die mindestens eine Hebeeinrichtung beispielsweise durch einen Kran oder mindestens einen Hubzylinder gebildet werden, der unmittelbar am Schacht oder an einer mit dem Schacht mechanisch fest verbundenen Tragkonstruktion angreift.
Alternativ kann die mindestens eine Hebeeinrichtung an der mindestens einen Rückhalteeinrichtung angreifen, so dass die mindestens eine Rückhalteeinrichtung inklusive des darauf zu¬ rückgehaltenen Chargierguts in vertikaler Richtung nach unten bewegt wird. Der Schacht selbst verbleibt hier unverändert in seiner Position und wird lediglich relativ zum Chargiergut angehoben .
Es ist von Vorteil, wenn mindestens ein Abgaswert in der Schachtöffnung erfasst wird, der insbesondere eine Abgasmenge und/oder einen Abgasdruck und/oder ein Abgasvolumen und/oder eine Abgasgeschwindigkeit und/oder eine Abgastemperatur des die Schachtöffnung durchströmenden Abgases charakterisiert, und wobei eine mittlere Breite der mindestens einen Hilfsöff¬ nung, welche dem mittleren Abstand zwischen der Innenwand des Schachtes und dem Chargiergut entspricht, in Abhängigkeit von dem mindestens einen Abgaswert eingestellt wird.
Bevorzugt erfolgt das vertikale Anheben des Schachtes relativ zum Chargiergut solange, bis im Bereich der Entleerungsöff¬ nung ein negativer Abgasdruck, insbesondere im Bereich von etwa - lOPa, vorliegt. Dies gewährleistet, dass der durch¬ strömbare Querschnitt im Schacht jederzeit eine ausreichende Größe besitzt und ein Ausqualmen des Schmelzofens verhindert wird .
Dabei kann entweder der Schacht oder auch die mindestens eine Rückhalteeinrichtung in Abhängigkeit von dem mindestens einen Abgaswert bewegt werden.
Erreicht die erfasste Abgastemperatur im Bereich der Chargieröffnung einen bestimmte Abgastemperaturwert, kann dies als Signal dafür dienen, dass das Chargiergut ausreichend vorgewärmt ist und in Richtung Schmelzofen oder zur Übergabe an den Schmelzofen entleert werden kann. Der erfindungsgemäße Chargiergutvorwärmer weist dazu am Schacht mindestens eine Messeinrichtung zur Erfassung mindes tens eines Abgaswertes auf, insbesondere einer Abgasmenge und/oder eines Abgasdrucks und/oder eines Abgasvolumens und/oder einer Abgasgeschwindigkeit und/oder einer Abgastemperatur von die Schachtöffnung durchströmendem Abgas, wobei die mindestens eine Hebeeinrichtung und/oder die mindestens eine Rückhalteeinrichtung in Abhängigkeit von dem mindestens einen Abgaswert mittels mindestens einer Steuereinrichtung steuerbar ist/sind. Die Steuereinrichtung erhält die Signale von der mindestens einen Messeinrichtung und verändert auf dieser Basis die Größe der mindestens einen Hilfsöffnung und/oder die Position der mindestens einen Rückhalteeinrichtung .
Die mindestens eine Steuereinrichtung wird dabei als ein wei terer Bestandteil des Chargiergutvorwärmers betrachtet.
Zur Messung des Abgasdrucks im Schacht ist bevorzugt eine erste Messeinrichtung im Bereich der Entleerungsöffnung und eine weitere Messeinrichtung im Bereich der Chargieröffnung vorhanden, um anhand der dort gemessenen Abgasdrücke die op¬ timale Schachtposition relativ zum Chargiergut zu ermitteln und gegebenenfalls durch Verändern der Schachtposition relativ zum Chargiergut eine gewünschte Abgasdruckdifferenz im Schacht einzustellen.
Die Aufgabe wird weiterhin für die Schmelzofenanlage dadurch gelöst, dass diese einen Schmelzofen und einen oberhalb und/oder seitlich des Schmelzofens angeordneten erfindungsge mäßen Chargiergutvorwärmer umfasst.
Bei dem Schmelzofen handelt es sich bevorzugt um einen
Schmelzofen zum Einschmelzen von stückigem Chargiergut in Form von Metallschrott, insbesondere Stahlschrott. Besonders bevorzugt ist der Schmelzofen ein Elektrolichtbogenofen, ins besondere umfassend ein Ofengefäß, einen Ofendeckel, mindes¬ tes eine durch den Ofendeckel geführte Elektrode und mindes¬ tens eine durch eine Ofenwandung des Ofengefäßes geführte, fossil befeuerte Brennereinheit. Alternativ kann es sich aber auch um einen anderen Ofentyp und/oder um anderes einzuschmelzendes Chargiergut handeln, wie beispielsweise Glas¬ scherben .
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Schmelzofenanlage ist weiterhin mindestens eine flexible Dichtungsanordnung vorhanden, welche in der Chargierposition, der Vorwärmposition und jeder weiteren Position zwischen der Chargierposition und der Vorwärmposition des Schachts relativ zum zurückgehaltenen Chargiergut eine gasdichte Verbindung mittelbar oder unmittelbar zwischen dem Schacht und dem Schmelzofen ausbildet. In einer bevorzugten Ausgestaltung, in welcher der Chargiergutvorwärmer oberhalb des Schmelzofens angeordnet ist, ist die flexible Dichtungsanordnung als schlauchförmige Fal- tenbalgdichtung ausgebildet, die insbesondere einerseits mit dem Ofendeckel des Schmelzofens und andererseits dem Umfang des Schachtes gasdicht verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform, in welcher der Schacht beispielsweise seitlich des Schmelzofens angeordnet ist, wo¬ bei das Chargiergut in einen, beispielsweise horizontalen, Versorgungsschacht fällt, aus welchem es mittels z.B. eines Schiebers in den Ofenraum verschoben wird, ist die flexible Dichtungsanordnung bevorzugt als schlauchförmige Faltenbalg- dichtung ausgebildet, die insbesondere einerseits mit dem Versorgungsschacht und andererseits dem Umfang des Schachtes des Chargiergutvorwärmers gasdicht verbunden ist.
Die flexible Dichtungsanordnung verhindert zuverlässig einen Austritt von Abgas in die Atmosphäre und einen Wärmeverlust.
Die Figuren 1 bis 12 zeigen beispielhaft verschiedene erfin¬ dungsgemäße Chargiergutvorwärmer und Verfahren zu deren Betrieb, sowie schematisch eine damit ausgestattete Schmelz¬ ofenanlage. So zeigt FIG 1 einen Chargiergutvorwärmer in Chargierposition;
FIG 2 den Chargiergutvorwärmer gemäß FIG 1 in Vorwärmposition;
FIG 3 den Chargiergutvorwärmer gemäß FIG 1 in einer ersten möglichen Draufsicht;
FIG 4 den Chargiergutvorwärmer gemäß FIG 1 in einer zweiten möglichen Draufsicht;
FIG 5 Chargiergutvorwärmer gemäß FIG 1 in einer
dritten möglichen Draufsicht;
FIG 6 schematisch eine Schmelzofenanlage mit dem
Chargiergutvorwärmer gemäß FIG 1 in Chargierposition;
FIG 7 schematisch die Schmelzofenanlage gemäß FIG 6 mit dem Chargiergutvorwärmer gemäß FIG 2 in
Vorwärmposition; und
FIG 8 bis 12 ein Verfahren zum Betreiben eines Chargiergutvorwärmers anhand der Schmelzofenanlage gemäß den FIGen 6 und 7.
FIG 1 zeigt einen Chargiergutvorwärmer 1, welcher einen
Schacht 2 mit einer vertikalen Schachtöffnung 2a umfasst. Der Schacht 2 weist an seinem oberen Ende eine Chargieröffnung 3 zum Befüllen der Schachtöffnung 2a mit stückigem Chargiergut 50 (Chargiergut und seine Lage im Schacht lediglich der Über¬ sicht halber schematisch dargestellt) und an seinem unteren Ende eine Entleerungsöffnung 4 zur Übergabe des Chargierguts 50 aus der Schachtöffnung 2a in einen Schmelzofen (siehe FIG 6 oder 7) oder alternativ in einen Versorgungsschacht, aus dem es in Richtung eines Schmelzofens verschoben wird, auf.
Em Querschnitt der Schachtöffnung 2a erweitert sich ausge¬ hend von der Chargieröffnung 3 in Richtung der Entleerungsöffnung 4. Der Chargiergutvorwärmer 1 umfasst hier im Bereich der Entleerungsöffnung 4 weiterhin zwei um eine Schwenkachse 5a schwenkbare Rückhalteeinrichtungen 5 zum temporären Zurückhalten des Chargierguts 50 im Schacht 2. Der Schwenkbe¬ reich der Rückhalteeinrichtungen 5 um die jeweilige Schwenk- achse 5a ist hier mit Doppelpfeilen und gestrichelten Linien angedeutet .
Weiterhin ist mindestens eine, lediglich schematisch darge- stellte Hebeeinrichtung 6 zum vertikalen Anheben des Schachtes 2 relativ zu im Schacht 2 zurückgehaltenem Chargiergut 50 vorhanden. Die Hebe- und Senkfunktion der Hebeeinrichtung ( en) 6 ist hier durch einen Doppelpfeil angedeutet. Bei einer He¬ beeinrichtung 6, die in der Lage ist, den Schacht vertikal anzuheben, kann es sich beispielsweise um eine Kombination von Hebeösen am Schacht 2 mit einem Kran handeln oder um am Schacht oder einer mechanisch fest mit dem Schacht verbunde¬ nen Tragkonstruktion angreifende Hubzylinder handeln. In einer hier nicht dargestellten, alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann die Hebeeinrichtung auch oder zusätzlich an den Rückhalteeinrichtungen bzw. deren Schwenkachsen, bzw. einem elektrischen Antrieb zur Bewegung dieser Komponenten, angreifen und die Position der Rückhalteeinrichtungen 5 in- klusive des Chargierguts 50 gegenüber dem Schacht 2 zu verän¬ dern .
Die Hebeeinrichtung ( en) 6 ist/sind zum vertikalen Anheben des Schachtes 2 relativ zum Chargiergut 50 aus einer in FIG 1 dargestellten Chargierposition, in der zumindest ein horizontaler Querschnittsbereich der Schachtöffnung 2a mit Chargiergut 50 verfüllt ist, in eine Vorwärmposition gemäß FIG 2 ein¬ gerichtet . In der in FIG 2 dargestellten Vorwärmposition ist der Schacht 2 relativ zum Chargiergut 50 aus der Chargierposition gemäß FIG 1 vertikal angehoben, wobei mindestens eine spalt- oder ringförmige Hilfsöffnung 7 zwischen einer Innenwandung des Schachtes 2 und dem in seiner Kegelform verbleibenden Char- giergut 50 ausgebildet wird.
Am Schacht 2 ist mindestens eine Messeinrichtung 9 zur Erfas¬ sung mindestens eines Abgaswertes, insbesondere einer Abgas- menge und/oder eines Abgasdrucks und/oder eines Abgasvolumens und/oder einer Abgasgeschwindigkeit und/oder einer Abgastemperatur von die Schachtöffnung 2a durchströmendem Abgas vorhanden. Die Hebeeinrichtung ( en) 6 und/oder die Rückhalteeinrichtungen 5 sind hier in Abhängigkeit von dem mindestens ei¬ nen Abgaswert mittels mindestens einer Steuereinrichtung 10 steuerbar. So kann die Steuereinrichtung 10 beispielsweise bei Erfassung eines Abgasdrucks, Abgasvolumens oder einer Ab¬ gasgeschwindigkeit, welcher/welche ( s ) unter einem festgeleg¬ ten Grenzwert liegt, eine weitere Anhebung des Schachts 2 mittels der Hebeeinrichtung ( en) 6 bewirken, um die mindestens eine spalt- oder ringförmige Hilfsöffnung 7 zu vergrößern und den für Abgas aus einem Schmelzofen durchströmbaren Querschnitt zu vergrößern. Bei einem Abgasdruck, der unter einem festgelegten Grenzwert liegt, kann eine Anhebung des Schachts 2 mittels der Hebeeinrichtung ( en) 6 bewirkt werden, um die mindestens eine Hilfsöffnung 7 zu vergrößern und den für Abgas aus einem Schmelzofen durchströmbaren Querschnitt zu vergrößern, damit mehr Abgas durch den Schacht 2 und das Chargiergut 50 gezwungen wird und dieses optimal erwärmt wird. Die Position des Schachtes 2 relativ zum Kegel aus Chargiergut 50 kann demnach automatisch und dynamisch den Abgaswerten angepasst werden.
Weiterhin kann bei Feststellung einer bestimmten Abgastemperatur auch eine Betätigung der Rückhalteeinrichtungen 5 durch die Steuereinrichtung 10 erfolgen. Überschreitet die Abgastemperatur beispielsweise einen bestimmten Grenzwert, bei dem sicher mit einem Aufschmelzen des Chargierguts 50 im Schacht zu rechnen ist, kann automatisch ein Schwenkvorgang eingeleitet werden, so dass das Chargiergut 50 in Schwerkraftrichtung aus dem Schacht 2 über die Entleerungsöffnung 4 nach unten fallen oder rutschen kann und ein starkes Verkleben mit den Rückhalteeinrichtungen 5 verhindert wird.
Die FIGen 3 bis 5 zeigen den Chargiergutvorwärmer 1 gemäß FIG 1 in jeweils einer möglichen Draufsicht. Gleiche Bezugszei¬ chen wie in den FIGen 1 und 2 bezeichnen gleiche Elemente. Gemäß FIG 3 ist der Umfang des Schachts 2 des Chargiergutvorwärmers 1 beispielsweise rechteckig ausgebildet. Die Char¬ gieröffnung 3 und die hier nicht sichtbare Entleerungsöffnung 4 sind hier quadratisch ausgebildet, wobei alle vier Seiten des Schachtes 2 gleichmäßig schräg zur Vertikalen ausgeführt sind. Beim Anheben des Schachts 2 relativ zum Chargiergut 50 bildet sich eine ringförmige Hilfsöffnung 7 aus.
Gemäß FIG 4 ist der Umfang des Schachtes 2 ebenfalls recht- eckig ausgebildet. Allerdings sind nur zwei der vier Seiten des Schachtes 2 schräg ausgebildet, während die zwei übrigen Seiten senkrecht ausgerichtet sind. Beim Anheben des Schachts 2 relativ zum Chargiergut 50 bilden sich zwei spaltförmige, rechteckige Hilfsöffnungen 7 im Bereich der schrägen Seiten- wände des Schachtes 2 aus.
Gemäß FIG 5 ist der Umfang des Schachts 2 des Chargiergutvorwärmers 1 beispielsweise rund ausgebildet. Die Chargieröff¬ nung 3 und die hier nicht sichtbare Entleerungsöffnung 4 sind hier kreisrund ausgebildet, wobei sich der Durchmesser des Schachtes 2 ausgehend von der Chargieröffnung 3 gleichmäßig in Richtung Entleerungsöffnung 4 erweitert. Beim Anheben des Schachts 2 relativ zum Chargiergut 50 bildet sich auch hier eine ringförmige Hilfsöffnung 7 aus.
Bevorzugt liegen die Mittelpunkte der Chargieröffnung 3 und der Entleerungsöffnung 4 dabei auf der Längsachse des
Schachts 2. Dies ist jedoch nicht zwingend der Fall. Auch können sich die Umfangsformen der Chargieröffnung 3 und der Entleerungsöffnung 4, wie beispielsweise in FIG 4 darge¬ stellt, voneinander unterscheiden.
FIG 6 zeigt schematisch eine Schmelzofenanlage 100 umfassend einen Schmelzofen 110 und einen oberhalb des Schmelzofens 110 angeordneten Chargiergutvorwärmer 1 gemäß FIG 1 in Chargierposition. FIG 7 zeigt schematisch die Schmelzofenanlage 100 gemäß FIG 6 mit dem Chargiergutvorwärmer 1 gemäß FIG 2 in Vorwärmposition. Gleiche Bezugszeichen wie in den FIGen 1 und 2 kennzeichnen gleiche Elemente. Um beim vertikalen Anheben des Schachtes 2 relativ zum Chargiergut 50 keinen Abgasaus¬ tritt im Übergangsbereich zwischen Schmelzofen 110 und Chargiergutvorwärmer 1 zu provozieren, ist gegebenenfalls mindes- tens eine flexible Dichtungsanordnung 8 vorhanden, welche in der Chargierposition, der Vorwärmposition und jeder weiteren Position zwischen der Chargierposition und der Vorwärmposition des Schachts 2 relativ zum zurückgehaltenen Chargiergut 50 eine gasdichte Verbindung zwischen dem Schacht 2 und hier dem Schmelzofen 110 ausbildet. Hier ist als Dichtungsanordnung 8 eine schlauchförmige Faltenbalgdichtung aus einem hoch tempe¬ raturbeständigen Material vorhanden, die für das Abgas aus dem Schmelzofen 110 gasdicht ist. Die FIGen 8 bis 12 zeigen nun schematisch ein Verfahren zum
Betreiben eines Chargiergutvorwärmers 1 gemäß den FIGen 1 und 2 anhand der Schmelzofenanlage 100 gemäß den FIGen 6 und 7. Auf die Darstellung der mindestens einen Messeinrichtung 9, der Steuereinrichtung 10 und der Daten- und Steuerleitungen zwischen der Steuereinrichtung 10, der mindestens einen Messeinrichtung 9 und den Rückhalteeinrichtungen 5 bzw. deren elektrischen Antrieben, wurde hier zugunsten der Übersichtlichkeit verzichtet. Gemäß FIG 8 wird der Schacht 2 des Chargiergutvorwärmers 1 in einer Chargierposition oberhalb des Schmelzofens 110 angeord¬ net, dessen Ofenraum 110a hier bereits mit stückigem Chargiergut 50 in Form von Metallschrott befüllt ist. Der Char¬ giergutvorwärmer 1 ist hier über einer Öffnung llOd im Ofen- deckel 110c des Schmelzofens 110 angeordnet, der das Schmelz¬ gefäß 110b des Schmelzofens 110 oben abdeckt. Die Entlee¬ rungsöffnung 4 sitzt in diesem Ausführungsbeispiel genau über der Öffnung llOd im Ofendeckel 110c, so dass die Rückhalte¬ einrichtungen 50 in den Ofenraum 110a schwenkbar sind. Eine gasdichte Verbindung zwischen dem Ofendeckel 110c und dem
Schacht 2 ist durch die schlauchförmige, flexible Dichtungs¬ anordnung 8 ausgebildet. Zur Absaugung von Abgas 12a aus dem Ofenraum 110a ist eine Abgasabsaugung 12 vorhanden. Das Abgas 12a aus dem Ofenraum 110a wird durch die Entleerungsöffnung 4 in den Schacht 2 gesaugt, steigt in der Schachtöffnung 2a nach oben und wird über die Chargieröffnung 3 oder im Bereich der Chargieröffnung 3 abgesaugt. Beim Durchströmen der Schachtöffnung 2a des Schachts 2 erwärmt das Abgas 12a die nächste zum Einschmelzen vorgesehene, mittels der Rückhalteeinrichtungen 5 gespeicherte Charge an stückigem Chargiergut 50a. Das Chargiergut 50a wird dabei solange in den Schacht 2 eingefüllt, bis zumindest ein horizontaler Querschnittsbereich der Schachtöffnung 2a mit dem Chargiergut 50a verfüllt ist. Es bildet sich ein me¬ chanisch weitgehend stabiler, selbsttragender Kegel an Chargiergut 50a aus.
Gemäß FIG 9 erfolgt nun ein vertikales Anheben des Schachtes 2 relativ zum Chargiergut 50a ausgehend von der Chargierposi¬ tion in die Vorwärmposition, wobei mindestens eine Hilfsöff¬ nung 7 zwischen einer Innenwandung des Schachtes 2 und dem Chargiergut 50a gebildet wird. Das Abgas 12a strömt nun über diese mindestens eine Hilfsöffnung 7 sowie durch das stückige Chargiergut 50a in Richtung Abgasabsaugung 12. Sollte während des Vorwärmens eine Korrektur der Position des Schachtes 2 erforderlich sein, kann dieser vertikal entsprechend neu po- sitioniert werden. Auch ein Rücksetzen des Schachtes 2 bereits in die Chargierposition ist noch während des Vorwärmens möglich, wenn genug Abgas 12a durch den Kegel an Chargiergut 50a gelangen kann. Dies kann beispielsweise bei geringer Schüttdichte des Chargierguts der Fall sein.
In der Zwischenzeit erschmilzt im Ofenraum 110a das dort vor¬ handene Chargiergut 50 und bildet eine Schmelze 60, siehe FIG 10. Ist das Chargiergut 50 erschmolzen oder liegt ein ausrei¬ chend hoher Schmelzenspiegel vor, wird der Schmelzofen 110 abgestochen, d.h. die Schmelze 60 ganz oder zumindest teilweise daraus über eine Öffnung 70 abgelassen. Dazu wird das Ofengefäß 110b häufig gekippt, wie in FIG 10 dargestellt. Aber auch ein im Bodenbereich des Ofengefäßes 110b vorhande- ner Auslass kann genutzt werden, wobei das Ofengefäß 110b nicht gekippt werden muss.
Das inzwischen in gewünschter Weise durch das Abgas 12a vor- gewärmte Chargiergut 50a im Schacht 2 wird nun gemäß FIG 11 in das Ofengefäß 110b entleert, indem die Rückhalteeinrich¬ tungen 5 in Richtung Ofenraum 110a geschwenkt werden.
Anschließend werden die Rückhalteeinrichtungen 5 gemäß FIG 12 zurückgeschwenkt. Der nächste Einschmelzzyklus beginnt, indem das vorgewärmte Chargiergut 50a im Ofenraum 110a eingeschmol¬ zen wird und eine neue Charge an stückigem Chargiergut 50b, hier lediglich schematisch in Form eines Pfeils dargestellt, in den Schacht 2 gefüllt wird. Dazu kann es erforderlich sein, die Abgasabsaugung 12 kurzfristig von der Chargieröffnung 3 zu entfernen, um das neue, noch kalte Chargiergut 50b in die Schachtöffnung 2a füllen zu können. Es ist aber auch möglich, eine Abgasabsaugung 12 zu verwenden, die über mindestens einen Schieber und/oder mindestens eine Klappe derart geöffnet werden kann, dass das neue Chargiergut 50b durch die Abgasabsaugung 12 hindurch in die Schachtöffnung 2a chargiert werden kann.
Sobald der Schacht 2 wieder gefüllt ist, siehe FIG 8, wieder- holt sich das Verfahren.
Es wird hier betont, dass sowohl der hier dargestellte Char¬ giergutvorwärmer wie auch die dargestellte Schmelzofenanlage lediglich schematisch und beispielhaft zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen. Auch die Anordnung des
Chargiergutvorwärmers gegenüber dem Schmelzofen ist lediglich beispielhaft gewählt. Weiterhin ist nicht detailliert darge¬ stellt, dass es sich bei dem Schmelzofen um einen Lichtbogenofen handeln kann, bei dem durch den Ofendeckel Elektroden geführt sind, wobei fossil betriebene Brennereinheiten durch die Wandung des Ofengefäßes geführt sind. Auch die Hebeein¬ richtung (en) ist/sind lediglich schematisch dargestellt, die in der Lage sind, den Schacht relativ zum Chargiergut im Schacht vertikal anzuheben. So kann neben einem Kran oder Deckenkran auch die Verwendung eines oder mehrerer Hubzylinder erfolgen. Dabei können der oder die Hubzylinder beispielsweise auf dem Ofendeckel, der Ofenbühne, dem Fundament usw. mon¬ tiert sein und am Schacht angreifen und diesen anheben bzw. absenken. Auch kann/können derart montierte Hebeeinrichtung (en) eingerichtet sein, die Position der Rückhalteeinrichtungen und damit des darauf angeordneten Chargierguts vertikal abzusenken oder anzuheben, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Chargiergutvorwärmers (1) für einen Schmelzofen 110), wobei der Chargiergutvorwärmer (1) einen Schacht (2) mit einer vertikalen Schachtöffnung
(2a) umfasst, der an seinem oberen Ende mindestens eine Char¬ gieröffnung (3) zum Befüllen der Schachtöffnung (2a) mit stückigem Chargiergut (50) und an seinem unteren Ende eine Ent¬ leerungsöffnung (4) aufweist, wobei ein Querschnitt der
Schachtöffnung (2a) sich ausgehend von der Chargieröffnung
(3) in Richtung der Entleerungsöffnung (4) erweitert, und wobei der Chargiergutvorwärmer (1) im Bereich der Entleerungsöffnung (4) weiterhin mindestens eine Rückhalteeinrichtung (5) zum temporären Zurückhalten des Chargierguts (50) im Schacht (2) umfasst, mit folgenden Schritten:
a) Anordnen des Schachtes (2) in einer Chargierposition oberhalb und/oder seitlich des Schmelzofens (110);
b) Einfüllen des Chargierguts (50) in die Chargieröffnung
(3), bis zumindest ein horizontaler Querschnittsbereich der Schachtöffnung (2a) mit dem Chargiergut (50) verfüllt ist, wobei das Chargiergut (50) mittels der mindestens ei¬ nen Rückhalteeinrichtung (5) im Schacht (2) zurückgehalten wird;
c) Vertikales Anheben des Schachtes (2) relativ zum Chargier- gut (50) ausgehend von der Chargierposition in eine Vorwärmposition, wobei mindestens eine Hilfsöffnung (7) zwischen zumindest einem Bereich einer Innenwandung des
Schachtes (2) und dem Chargiergut (50) gebildet wird;
d) Einleiten von Abgas (12a) des Schmelzofens (110) in die Schachtöffnung (2a) in Richtung der Chargieröffnung (3) des Schachts (2), wobei das Chargiergut (50) zumindest von einem Teil des Abgases (12a) durchströmt und erwärmt wird; und
e) Entleeren des Schachts (2) mittels der mindestens einen Rückhalteeinrichtung (5), wobei das vorgewärmte Chargiergut (50) vertikal durch die Entleerungsöffnung (4) nach unten fällt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt d) bereits während einer Durchführung des Schritts c) oder der Schritte c) und b) oder der Schritte c) und b) und a) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei eine ringförmige Hilfsöffnung (7) zwischen der Innenwandung des Schachtes (2) und dem Chargiergut (50) gebildet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Chargiergut (50) mit einer Schüttdichte im Bereich von 0,4 bis 0,8 t/m3 in die Schachtöffnung (2a) eingefüllt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in
Schritt b) überwiegend kantiges Chargiergut (50) eingefüllt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei während der Durchführung des Verfahrens mittelbar oder unmittelbar eine gasdichte Verbindung zwischen dem Schacht (2) und dem Schmelzofen (110) aufrecht erhalten wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die mindestens eine Rückhalteeinrichtung (5) die Entleerungsöffnung (4) während des Vorwärmens des Chargierguts (50) im Schacht (2) lediglich teilweise verschließt und das Abgas (12a) durch die Entleerungsöffnung (4) in die Schachtöffnung (2a) geführt wird .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Schacht (2) relativ zum Chargiergut (50) mittels mindestens einer Hebeeinrichtung (6) von der Chargierposition in die Vorwärmposition oder umgekehrt gebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die mindestens eine Hebe- einrichtung (6) am Schacht (2) angreift und der Schacht (2) in vertikaler Richtung bewegt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die mindestens eine Hebeeinrichtung (6) an der mindestens einen Rückhalteeinrichtung (5) angreift und die mindestens eine Rückhalte¬ einrichtung (5) inklusive des darauf angeordneten Chargier- guts (50) in vertikaler Richtung bewegt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei mindestens ein Abgaswert in der Schachtöffnung (2a) erfasst wird, der insbesondere eine Abgasmenge und/oder einen Abgas- druck und/oder ein Abgasvolumen und/oder eine Abgasgeschwindigkeit und/oder eine Abgastemperatur des die Schachtöffnung (2a) durchströmenden Abgases (12a) charakterisiert, und wobei eine mittlere Breite der mindestens einen Hilfsöffnung, wel¬ che dem mittleren Abstand zwischen der Innenwand des Schach- tes (2) und dem Chargiergut (50) entspricht, in Abhängigkeit von dem mindestens einen Abgaswert eingestellt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das vertikale Anheben des Schachtes (2) relativ zum Chargiergut (50) solange er- folgt, bis im Bereich der Entleerungsöffnung (4) ein negativer Abgasdruck, insbesondere im Bereich von etwa - lOPa, vorliegt .
13. Chargiergutvorwärmer (1), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der
Chargiergutvorwärmer (1) einen Schacht (2) mit einer vertikalen Schachtöffnung (2a) umfasst, der an seinem oberen Ende mindestens eine Chargieröffnung (3) zum Befüllen der Schachtöffnung (2a) mit stückigem Chargiergut (50) und an seinem un- teren Ende eine Entleerungsöffnung (4) aufweist, wobei ein Querschnitt der Schachtöffnung (2a) sich ausgehend von der Chargieröffnung (3) in Richtung der Entleerungsöffnung (4) erweitert, und wobei der Chargiergutvorwärmer (1) im Bereich der Entleerungsöffnung (4) weiterhin mindestens eine Rückhal- teeinrichtung (5) zum temporären Zurückhalten des Chargierguts (50) im Schacht (2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin mindestens eine Hebeeinrichtung (6) zum vertikalen Anheben des Schachtes (2) relativ zu mittels der min- destens einen Rückhalteeinrichtung (5) im Schacht (2) zurückzuhaltendem Chargiergut (50) vorhanden ist.
14. Chargiergutvorwärmer nach Anspruch 13, dadurch gekenn- zeichnet, dass die mindestens eine Hebeeinrichtung (6) zum vertikalen Anheben des Schachtes (2) relativ zum zurückzuhaltenden Chargiergut (50) aus einer Chargierposition, in der zumindest ein horizontaler Querschnittsbereich der Schachtöffnung (2a) mit Chargiergut (50) verfüllt ist, in eine Vor- wärmposition eingerichtet ist, in der mindestens eine Hilfs¬ öffnung zwischen zumindest einem Bereich einer Innenwandung des Schachtes (2) und dem zurückzuhaltenden Chargiergut (50) ausgebildet ist.
15. Chargiergutvorwärmer nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass am Schacht (2) mindestens eine Messeinrichtung (9) zur Erfassung mindestens eines Abgaswertes, insbesondere einer Abgasmenge und/oder eines Abgasdrucks und/oder eines Abgasvolumens und/oder einer Abgasgeschwindig- keit und/oder einer Abgastemperatur von die Schachtöffnung
(2a) durchströmendem Abgas (12a) vorhanden ist, und wobei die mindestens eine Hebeeinrichtung (6) und/oder die mindestens eine Rückhalteeinrichtung (5) in Abhängigkeit von dem mindestens einen Abgaswert mittels mindestens einer Steuereinrich- tung (10) steuerbar ist/sind.
16. Chargiergutvorwärmer nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Rückhalte¬ einrichtung (5) mindestens zwei Rückhaltefinger umfasst, wel- che derart beabstandet voneinander angeordnet sind, dass die mindestens eine Rückhalteeinrichtung (5) während des Zurückhaltens von Chargiergut (50) im Schacht (2) die Entleerungs¬ öffnung (4) lediglich teilweise verschließt.
17. Chargiergutvorwärmer nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Hebeeinrich¬ tung (6) mit dem Schacht (2) und/oder der mindestens einen Rückhalteeinrichtung (5) verbunden ist.
18. Schmelzofenanlage (100) umfassend einen Schmelzofen
(110), insbesondere Lichtbogenofen, und einen oberhalb und/oder seitlich des Schmelzofens (110) angeordneten Chargiergutvorwärmer (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 17.
19. Schmelzofenanlage nach Anspruch 18, wobei weiterhin mindestens eine flexible Dichtungsanordnung (8) vorhanden ist, welche in der Chargierposition, der Vorwärmposition und jeder weiteren Position zwischen der Chargierposition und der Vor- wärmposition des Schachts (2) relativ zum zurückgehaltenen Chargiergut (50) mittelbar oder unmittelbar eine gasdichte Verbindung zwischen dem Schacht (2) und dem Schmelzofen (110) ausbildet .
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