Um der Forderung nach einer höheren Produktionsrate bei gleichzeitiger Energie- einsparung sowie Umweltentlastung bei der direkten Stahlherstellung in Elektro- lichtbögenöfen zu entsprechen, ist es Stand der Technik, kalten Schrott als Eisen- schrottmischung oder Stahlschrott sowie direkt reduziertes Eisen (DRI) oder hot briquette iron (HBI) mittels der heißen Abgase, die beim Schmetzprozeß freige- setzt werden, vorzuwärmen zum anschließenden energieeffizienteren, rascheren Einschmelzen der vorgewärmten Charge im Ofen.

Bei der Mehrheit der bekannten konventionellen Schrottvorwärmvorrichtungen kommt es zu einer gegenläufigen Strömung der heißen Abgase zu der Strömung bzw. Bewegungsrichtung des Schrotts. Im Gegensatz hierzu ist aus der noch nicht veröffentlichten PCT-Anmeldung PCT/EP98/07622 eine Vorrichtung und ein Ver- fahren als intemer Stand der Technik bekannt mit gleichgerichteter Strömung von Schrott und heißen Abgasen sowie gestufter Nachverbrennung der Ofenabgase.

Es wird ein semikontinuierliches, selbstchargierendes Vorwärmen einer Kalteisen- schrottmischung bzw. Stahlschrott beschrieben mit einem Entladevorgang von vorgewärmten Schrott in einen angrenzenden, in Tamdemanordnung arbeitenden metallurgischen Ofen.

I m einzelnen ist eine Vorwärmvorrichtung zum Vorwärmen einer Eisenschrott- mischung vor dem Zuführen des Schrotts in einen metallurgischen Ofen, haupt- schlich unter Ausnutzen von zurückgewonnener Wärme aus heißen Abgasen, die aus der Ofenaus ! aßöffnung emittiert wurden, bekannt zum gleichzeitigen Re-

duzieren von schädiichen Stoffen aus dem Schrott und aus den Abgasen, mit ei- ner Kammer, die eine obere Abteilung mit Kaltschrotteingabemittein aufweist zum Deponieren von kaltem Schrott in der oberen Abteilung sowie eine untere Abtei- lung mit Entlademitteln für den erwärmten Schrott zum Zuführen des erwärmten Schrotts in den Ofen und einen Abgasauslaß für das verbrauchte Abgas sowie gasdurchlässige Gattermittel zwischen den Abteilungen der Kammer, die zwi- schen einer geschlossenen und geöffneten Position verfahrbar sind, zum Aufneh- men von Schrott und Tragen in der geschlossenen Position während einer be- stimmten Verweilzeit, während heißes Abgas aus dem Heißgaseinlaß in die obere Abteilung strömt und durch die Schrottcharge sowie die geschlossenen Gatter- mittel in die untere Abteilung dringt, sowie mit Mitteln zum Steuern der gasdurch- lässigen Gattermittel zum Öffnen und Herabfallen des Schrotts in die untere Ab- teilung und einen Heißabgaseinlaß in Strömungsverbindung mit der Ofenauslaß- öffnung.

Bei den Kaltschrotteingabemittel handelt es sich um ein Schrägaufzugsystem, be- stehend aus einer schrägen Heberampe zwischen einem Schrottlager und der Chargieröffnung der oberen Abteilung der Kammer sowie einem Chargierkübel, der, angetrieben von einer Hubeinrichtung, auf der Heberampe zwischen einer Beladeposition und Entladeposition hin-und herfährt.

Zum abdichtenden Verschließen ist die Kammer mit einem wassergekühlten Ver- schluß versehen. Dieser wird beim Chargiervorgang geöffnet. Um während des Chargiervorgangs dennoch ein abgedichtetes System zu gewährleisten und ein Eindringen einer großen Menge von unerwünschter Falschluft zu verhindern, wird vorgeschlagen, daß die Außenwände des Chargierbehälters in Angrenzung mit sich von der Öffnung aus erstreckenden Kanten kommen.

Diese vorgeschlagene Art der Abdichtung sowie Chargierweise erweist sich aber als nachteilig. Da ein vollständiges Abdichten des Spaites zwischen den Bewan- dungen des Beschickungsbehälters und dem Abdeckblech der Chargieröffnung praktisch nicht möglich ist, findet ein unkontrollierter Gaseintritt in die Kammer beim Chargiervorgang statt.

Zum zweiten kommt es zu einer schlechten Schrottverteilung in der oberen Kam- merabteilung, was eine eingeschränkte Vorwärmung des Schrotts und somit einen

schlechteren Wirkungsgrad der Vorwärmkammer bedingt. Ferner muß das Füll- volumen des einen schnell hin-und herbewegbaren Beschickungsbehälters zur ausreichenden Beschickung der Kammer so groß sein, daß dieser nicht mehr handhabbar ist. Des weiteren kommt es bei einem Ausfall des Schrägaufzuges zu einem kompletten Stillstand des Vorwärmsystems.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Vor- wärmen von Schrott bereitzustellen, die die vorgenannten Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung mit den Merkmalen der Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen offenbart.

Grundgedanke der Erfindung ist es, an der oberen Abteilung der Kammer eine Vorkammer vorzusehen. Die Vorkammer soll mindestens eine erste verschließba- re Öffnung zur oberen Kammerabteilung sowie mindestens eine weitere zweite verschließbare Öffnung zum Einführen von kaltem Schrott mittels der Zuführmittel aufweisen. Die Vorkammer ist geeignet, die jeweilige Charge gänzlich oder in Teilmengen aufzunehmen. Es sind Mittel zur kontrollierten Änderung der Gas-, Druck-und/oder Temperaturverhältnisse in der Vorkammer vorgesehen, wobei die Öffnungen der Vorkammer in Zusammenwirkung mit den genannten Änderungs- mitteln für die Gas-und Druckverhältnisse im Sinne einer Schleuse betätigbar sind.

Durch das Vorsehen einer Vorkammer, die als Schleuse dient, wird ein Falschlufteintritt vermieden bzw. kontrollierbar und damit die Gefahr einer explosi- ven Atmosphäre reduziert.

Des weiteren wird vorgeschlagen, daß die Zuführmittel für die kalte Eisenschrott- mischung ein Beschickungsbehälter-Schrägaufzugsystem umfassen, das sich zu- sammensetzt aus mindestens einem, vorzugsweise zwei Schrägaufzügen, die mit jeweils einem permanenten Schrottbeschickungsbehälter ausgerüstet sind, der von der Vorkammer vollständig aufnehmbar ist.

Entsprechend kann es sich bei den Zuführmitteln für die kalte Eisenschrott- mischung um ein Beschickungsbehälter-Kransystem handeln, das sich zusam- mensetzt aus einem Lastkran mit Verbindungsvorrichtungen für einen, vorzugs-

weise für zwei, Beschickungsbehälter sowie mit Mitteln zur vertikalen und hori- zontalen Verfahrbewegung des jeweiligen Beschickungsbehälters. Falls zwei Be- schickungsbehälter vorliegen, wird das Vorwärmsystem unabhängig von dem Ausfall eines Beschickungsbehälters. Durch Befüllen der oberen Kammerabteilung von vorzugsweise zwei Stellen wird zudem eine bessere Verteilung des Schrotts gewährleistet.

Der Verfahrweg und/oder Kippweg der Beschickungsbehälter ist steuerbar und vorzugsweise diskontinuierlich in bestimmten Positionen einstellbar, um über eine oder mehrere Anfahrpositionen den Entleervorgang zu vereinfachen.

Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß der oder die mittels des Kransystems ge- förderten Beschickungsbehälter durch eine Kippbewegung in die obere Kam- merabteilung entleerbar sind.

Alternativ sind die mittels des Kransystems geförderten Beschickungsbehälter mit einem lösbaren Boden versehen, der in der Entladeposition zum Entleeren hori- zontal verschiebbar ist, oder mit einem nach unten aufklappbaren Boden.

Vorteilhafterweise sind Mittel zur Gewichts-und/oder Füllstandsüberwachung der Schrottmenge in den gefüllten Beschickungsbehältern vorgesehen. Die Wiegung sowie die Füllstandsüberwachung findet auf dem Hüttenflur statt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform setzt sich die obere Kammerabteilung in einen Entladebereich sowie einen Schrottsammelbereich oberhalb der ersten Gattermittel zusammen, wobei der Entladebereich eine sich vertikal erstreckende Trennwand aufweist und wobei in den ersten sowie zweiten Teil des Entladebe- reichs jeweils abwechselnd Heißgas eingeleitet und Schrott chargiert wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß die jeweils aktivierten Verfahr-und Kippkonstruk- tionen für zwei Beschickungsbehälter nicht dem heißen Abgas ausgesetzt sind, und es wird eine längere Standzeit der Beschickungsbehälter erreicht. Vorzugs- weise ist in die Führung zum Einleiten von heißem Abgas eine Vorrichtung zur gezielten Gasleitung eingesetzt, beispielsweise Klappen o. a.

Die Gatter zwischen den Kammerabteilungen bestehen vorzugsweise aus fin- gerartigen Elementen, die in zwei gegenüberliegend spiegelbildlich Reihen ange-

ordnet sind. Die Schwenkmittel für die fingerartigen Elemente sind vorzugsweise an der Kammerwand angeordnet, die dem Elektroofen zugewandt ist bzw. an der gegenüberliegenden. Bei einer Kammer mit rechteckigem Format verläuft der Spalt zum Durchfallen des Schrotts annähernd im rechten Winkel zu der Verbin- dungslinie von Ofen und Vorwärmvorrichtung, die nebeneinanderstehen. Diese Anordnung ist vorteilhaft, weil durch Erhöhung der Anzahl der nebeneinander an- geordneten Gatterfinger die Fläche des Gatters vergrößert werden kann. Ferner wird durch diese Anordnung eine gleichmäßigere Schrottverteilung bewirkt.

Eine Anordnung der Schwenkmittel an den beiden Kammerwänden, die parallel der Verbindungslinie von Ofen und Vorwärmvorrichtung verlaufen, erweist sich als unvorteilhaft. Da die Flächenausdehnung der Kammer zwischen Ofen und Be- schickungssystem begrenzt ist, wäre eine Variation der Gattergröße nur über eine Vergrößerung der Fingerlänge erreichbar, was sich als nicht durchführbar erweist, da die Fingerlange nicht unbegrenzt erweiterbar ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung : Hierbei zeigen : Figur 1 eine geschnittene Längsansicht A-A von Figur 2 eines Elektro- lichtbogenofens mit einer Vorwärmvorrichtung mit Vorkammer und einer ersten Art eines Beschickungsbehälter-Kransystems ; Figur 2 eine Draufsicht des Elektrolichtbogenofens sowie der Vorwärmvor- richtung nach Figur 1 ; Figur 3 die Schnittansicht B-B der Figur 1 ;

Figur 4 eine geschnittene Längsansicht einer zweiten Ausführungsform einer Vorwärmvorrichtung mit geteilter oberer Kammerabteilung und einer ersten Art des Beschickungsbehälter-Kransystem ; Figur 5 eine Draufsicht des Elektrolichtbogenofens sowie der Vorwärmvor- richtung nach Figur 4 Figur 6 die Schnittansicht B-B der Figur 4 ; Figur 7 eine geschnittene Längsansicht einer dritten Ausführungsform ei- ner Vorwärmvorrichtung mit geteilter oberer Kammerabteilung und einer zweiten Art des Beschickungsbehälter-Kransystems ; Figur 8 eine Draufsicht des Elektrolichtbogenofens sowie der Vorwärmvor- richtung nach Figur 7 ; Figur 9 die Schnittansicht B-B der Figur 7 ; Figur 10 eine geschnittene Längsansicht einer vierten Ausführungsform einer Vorwärmvorrichtung mit geteilter oberer Kammerabteilung und einem Beschickungsbehälter-Schrägaufzugsystem ; Figur 11 eine Draufsicht des Elektrolichtbogenofens sowie der Vorwärmvor- richtung nach Figur 10 ; Figur 12 die Schnittansicht B-B der Figur 10 ; Figur 13 eine geschnittene Längsansicht einer fünften Ausführungsform einer Vorwärmvorrichtung mit geteilter oberer Kammerabteilung und einer ersten Art des Beschickungsbehälter-Kransystem ; Figur 14 eine Draufsicht des Elektrolichtbogenofens sowie der Vorwärmvor- richtung nach Figur 13 ;

Figur 15 die Schnittansicht B-B der Figur 13.

Die Schrottvorwärmvorrichtung umfaßt zwei Grundkomponenten, eine Schrottvor- wärmvorrichtung 1 und einen angrenzenden Lichtbogenofen 2. Die Schrottvor- wärmvorrichtung umfaßt eine Kammer 3 mit Vorkammer 4, ein Beschickungsbe- hälter-Fördersystem 5 sowie ein System 6 zum Einführen des erwärmten Schrotts 7 in den Elektrolichtbogenofen 2.

Die Kammer 3 ist in drei Abteilungen unterteilt, nämlich in eine obere Abteilung 8, eine untere Abteilung 9 sowie eine mittlere Abteilung 10. Die Abteilungen werden getrennt durch gasdurchlässige Gatter 11 a und 11 b. Durch eine gesteuerte Durchlaßbewegung von Schrott 7 durch die Gatter bewegt sich das Schrottmateri- al semikontinuierlich durch die Kammer 3.

Der Ofen 2 weist einen Abgasauslaß 12 auf, der mit einem Gasströmungsrohr 13 verbunden ist, das die heißen Abgase in ein Rohr 14 führt. Das Rohr 14 ist mit einer Einlaßöffnung für Heißgas 15 in der oberen Kammerabteilung 8 verbunden.

Es ist ein weiteres Rohr 16 zur Verbindung der unteren Abteilung 9 der Kammer mit dem Rohr 14 vorhanden.

Eine erste Art des Beschickungsbehälter-Fördersystems umfaßt ein Kransystem 17. Dieses umfaßt nach Figur 1 eine Konstruktion aus zwei vertikal angeordneten Streben 17a und 17b sowie zwei horizontal angeordneten Streben 18a und 18b, die in die Vorkammer 4 hineinreichen. Es ist ein Seilzug mit Haken 19 vorgese- hen, der als Kran vertikal und horizontal verfahrbar ist. Ein einzelner Beschik- kungsbehälter 20 wird in einer Beladeposition mit Schrott befüllt und vertikal in eine benachbarte Position zur Vorkammer 4 gefahren. In dieser Position wird die Vorkammer 4 geöffnet und der Beschickungsbehälter mittels des Krans in die Vor- kammer hineingefahren.

Die Vorkammer 4 ist auf gleicher Höhe mit der oberen Kammerabteilung 8, be- nachbart zu dieser, angeordnet. Die obere Kammerabteilung 8 setzt sich aus ei- nem Entladebereich 8a für den Beschickungsbehälter sowie einem Sammelbe- reich 8b zusammen, der der mittleren Kammerabteilung 10 entspricht. Sie weist eine erste verschließbare Öffnung 22 sowie eine zweite Öffnung 23 auf. Die Off-

nungen 22 und 23 werden als Schleusenöffnungen gesteuert. Nachdem ein Be- schickungsbehälter 20 in die Vorkammer eingefahren ist, wird die Öffnung 22 ge- schlossen und die Verhältnisse der Schleuse an die Verhältnisse der oberen Kammerabteilung angepaßt. Nach erfolgter Anpassung wird die zweite Öffnung 23 geöffnet. Der Beschickungsbehälter wird in den Teil 8a der oberen Kammerabtei- lung gefahren, arretiert und durch horizontales Verschieben seiner lösbaren Bo- denplatte 21 entleert. Das Herausfahren des Behälters erfolgt entsprechend.

Die Figuren 2 und 3 verdeutlicht die Vorkammer 4 sowie den Beschickungsbehäl- ter 20.

Das Beschickungsbehälter-Fördersystem der Ausführungsform nach Figur 4 ent- spricht vom Prinzip her demjenigen nach Figur 1. Der jeweilige Beschickungsbe- hälter setzt sich aus einer Bodenplatte 23 und einem Blechkasten 24 zusammen, wobei die Bodenplatte Angriffsmittel 25 für den Kran aufweist. Bodenplatte und Angriffsmittel werden nach Arretierung des Blechkastens in der oberen Kam- merabteilung zurückgefahren.

Bei der Ausführungsform nach Figur 4 ist der Entladebereich 8a für den Beschik- kungsbehälter der oberen Kammerabteilung 8 in zwei Zonen 26 und 27 mittels einer Trennschicht 28 geteilt (deutlich gezeigt in Figur 6). Es sind in diesem Fall zwei Öffnungen an der Verbindung zwischen Vorkammer und oberen Kam- merabteilung vorgesehen, durch die in abwechselnder Reihenfolge mit zwei Be- hältern beschickt werden kann. Diese Trennschicht 28 reicht aus zum gerichteten Strömen der Heißgase in den unteren Teil der Kammer und weg von der jeweili- gen Öffnung in der oberen Kammerabteilung, durch die gerade beschickt wird.

Das Kransystem fördert die Beschickungsbehälter 20, wovon beispielhaft einer gezeigt ist.

Figur 7 zeigt eine zweite Art der Beschickung über ein Chargier-Kransystem. Der Beschickungsbehälter 20 wird über einen Kran in die Vorkammer 4 gefördert und durch eine Schwenkbewegung entleert.

In Figur 10 ist eine vierte Ausführungsform mittels einem Beschickungsbehälter- Schrägaufzugsystem dargestellt. Die Behälter 20 werden über zwei unabhängig

arbeitende Schrägaufzüge 29 und 30 in die Vorkammer eingefahren, die abdich- tend die vollständigen Behälter aufnimmt.

Die Figuren 13 bis 15 zeigen eine fünfte Ausführungsform einer Vorwärmvorrich- tung mit geteilter oberer Kammerabteilung und einer ersten Art des Beschik- kungsbehälter-Kransystem. Wie bei Figur 4 ist ein Kransystem vorgesehen mit Mitteln zum vertikalen und horizontalen Bewegen von mindestens einem Behälter 20. Der Behälter 20 weist Angriffsmittel 33 für einen Kran auf. Nach Arretierung des Beschickungsbehälters in der oberen Kammerabteilung wird der Behälter entleert, indem sein Boden, der aus zwei schwenkbaren Bodenklappen 34 und 35 besteht, nach unten geschwenkt wird.

Des weiteren sind in den Figuren 1,4,7,10 sowie 13 die Gattermittel 11 a und 11 b als fingerartige Elemente 31 gezeigt, die an Schwenkmitteln 32 mit den Kammer- wänden befestigt sind.