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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR INTRODUCING BULK MATERIAL INTO A METALLURGICAL VESSEL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/021843
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for introducing bulk material into a metallurgical vessel, especially for introducing scrap into an arc furnace, which has at least one centrally situated electrode in an upper vessel part that is gas-tightly sealed by a lid. The bulk material is transported to the head of the metallurgical vessel in individual bulk material containers. The opening part of the bulk material container is connected to coupling parts of the lid. The bulk material is conveyed out of the container by conveying parts connected to the bulk material containers and introduced into the metallurgical vessel by access openings in the lid. In the case of a device that is suitable for carrying out this method, at least one ring-shaped part (16) of the lid (15) is rotationally connected to a lid drive system (51) in the lid plane. The rotating lid part (16) has at least one feed opening, through which the bulk material can be conveyed into the upper vessel part (11). The feed openings (16) are covered by coupling parts (31) which have a sealable wall (32). A bulk material container (41) which can be filled with bulk material can be coupled with the coupling part (31). The bulk material container (41) is connected to a conveying unit (42, 43, 44) by which means the bulk material can be conveyed into the metallurgical vessel (11) through the lid part (16), through the feed opening (17).

Inventors:
Espendiller, Bernd (Albert-Schweitzer-Ring 7 Dülmen, 48249, DE)
Kersten, Dieter (Jägerstrasse 204 Herten, 45699, DE)
Meierling, Peter (Im Grund 95 Düsseldorf, 40474, DE)
Application Number:
PCT/EP2000/009248
Publication Date:
March 29, 2001
Filing Date:
September 21, 2000
Export Citation:
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Assignee:
SMS DEMAG AG (Eduard-Schloemann-Strasse 4 Düsseldorf, 40237, DE)
Espendiller, Bernd (Albert-Schweitzer-Ring 7 Dülmen, 48249, DE)
Kersten, Dieter (Jägerstrasse 204 Herten, 45699, DE)
Meierling, Peter (Im Grund 95 Düsseldorf, 40474, DE)
International Classes:
C21C5/52; F27B1/09; F27B3/16; F27B3/18; F27B3/28; F27B3/12; F27D3/00; F27D3/04; F27D19/00; F27D21/00; (IPC1-7): C21C5/52; F27B3/18; F27D3/00
Foreign References:
EP0672881A1
DE1758842A1
DE1010545B
Attorney, Agent or Firm:
Valentin, Ekkehard (Hemmerich, Valentin Gihske, Grosse Hammerstrasse 2 Siegen, 57072, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Einbringen von Schüttgut in ein metallurgisches Gefäß, insbesondere von Schrott in einen Lichtbogenofen, der in einem mit einem Deckel gasdicht verschlossenen Gefäßoberteil mindestens eine zentrisch angeordnete Elektrode aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte : a) Das Schüttgut wird in einzelnen Schüttgutbehältern zum Kopf des metallurgischen Gefäßes transportiert. b) Der Mündungsteil des Schüttgutbehälters wird mit Andockteilen des Deckels verbunden. c) Über mit den Schüttgutbehältern verbundenen Förderteilen wird das Schüttgut aus dem Behälter gefördert und d) über Zugangöffnungen im Deckel in das metallurgische Gefäß eingebracht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schüttgut aus dem Schüttgutbehälter herausgeschoben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schüttgutwinkel des in das metallurgische Gefäß geförderten Schüttguts durch Steuerung der Lage der Schüttgutbehälter vorgegeben wird.
4. Einrichtung zum Einbringen von Schüttgut in ein metallurgisches Gefäß, insbesondere von Schrott in einen Lichtbogenofen, das in einem mit ei nem Deckel verschlossenen Gefäßoberteil mindestens eine zentrisch an geordnete Elektrode aufweist, zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein ringförmiger Teil (16) des Deckels (15) in Deckelebe ne drehbar mit einem Deckelantrieb (51) verbunden ist, daß der drehbare Deckelteil (16) mindestens eine Zugabeöffnung (17) aufweist, durch die Schüttgut in das Gefäßoberteil (11) förderbar ist, daß die Zugabeöffnun gen (17) durch eine verschließbare Wandung (32) besitzende Andockteile (31) abgedeckt wird, daß an dem Andockteil (31) ein mit Schüttgut füllba rer Schüttgutbehälter (41) andockbar ist, und daß der Schüttgutbehälter (41) mit einer Fördereinheit (42,43,44) verbunden ist, durch die Schüttgut durch die Zugabeöffnung (17) durch den Deckelteil (16) in das metallurgische Gefäßoberteil (11) förderbar ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinheit einen die Querschnittsform des Schüttgutbehälters (41) aufweisende Schiebereinheit (43) besitzt, die über eine Antriebsstan ge (45) von einem Schiebemotor (52) antreibbar ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberantrieb (52) ein elektrische oder ein durch Fluide ange triebener Motor ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberantrieb (52) am Schüttgutbehälter (41) befestigt ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schüttgutbehälter (41) stirnseitig eine Form besitzt, die mit der verschließbaren Wandung (32) des Andockteils (31) korrespondiert.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Andockteil (31) ein Formelement (33) aufweist, daß eine vorgeb bare horizontale und/oder vertikale Position des angedockten Schüttgut behälters (41) zutäßt.
10. Einrichtung nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Deckelteil (16) eine Kippund/oder Schwenkeinheit (46) vorgese hen ist, mit der der Schüttgutbehälter (41) horizontal und vertikal beweg bar ist.
11. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Andockteils (31) und/oder die Stirn des Schüttgut behälters (41) Dichtleisten (34) aufweist.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtleiste (34) federnd gelagert wird.
13. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinheit (42,43,44) über eine Meßund Regeleinheit (62) mit einer im Gefäßoberteil (11) vorgesehenen Fü ! ! standsmeßeinrichtung (61) in Verbindung steht.
14. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das metallurgische Gefäß ein Lichtbogenofen ist, der durch eine kon zentrisch zum Mantel des Ofenobergefäßes (11) angeordnete Hülse (13) einen ringförmigen Chargierraum (18) aufweist, daß im Schattenbereich des Chargierraumes (18) das ringförmige Deckelteil (16) um die Hülse drehbar ausgestaltet ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Deckelteil (10) mindestens zwei Zugabeöffnungen (17) besitzt und daß die Schüttgutbehälter (41) in einer zur durch die Mitte (M) der Zugabeöffnungen (17) geführten Linie tangential auf einer Gera den (G) ablegbar und wieder aufnehmbar sind.
Description:
Verfahren und Einrichtung zum Einbringen von Schüttgut in ein metallurgisches Gefäß Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen von Schüttgut in ein metall- urgisches Gefäß, insbesondere von Schrott in einen Lichtbogenofen, der in ei- nem mit einem Deckel gasdicht verschlossenen Gefäßoberteil mindestens eine zentrisch angeordnete Elektrode aufweist und eine entsprechende Einrichtung dazu.

Metallurgische Gefäße werden üblicherweise batchweise gefüllt, so werden re- gelmäßig Lichtbogenöfen mittels Schrottkörben chargiert.

So ist aus der EP 0 646 652 B1 eine Stahlwerkseinrichtung mit geschlossenem kippbaren Lichtbogenofen bekannt, der eine Beschickungsvorrichtung mit min- destens zwei Vorratsbehältern aufweist. Diese Vorratsbehälter werden, zu bei- den Seiten des Elektrodentragarmes angeordnet, an der Hallenbühne befestigt.

Die Vorratsbehälter besitzen einen während des Chargierens entfernbaren Bo- den. Mit diesen Behältern ist eine kontinuierliche Beschickung des Ofengefäßes nicht möglich.

Aus der DE 197 53 184 A1 ist eine Schmelzofenanlage zum Einschmelzen von Metallen bekannt, bei der koaxial zur Ofenhauptachse ein Zentralrohr vorgese- hen ist, in dem mindestens eine Elektrode angeordnet ist und bei der am Ofen- kopf ein Behälter aufsetzbar ist. In diesem Behälter wird die Charge oberhalb des mit dem Deckel verschlossenen Ofenobergefäßes zwischengelagert und durch Öffnen des Ofendeckels fällt die Charge in den Ofeninnenraum. Auch bei dieser bekannten Einrichtung ist ein kontinuierliches Befüllen des Ofens nicht möglich.

Aus der DE 44 07 861 C1 ist eine Beschickungsvorrichtung für Lichtbogenöfen bekannt, bei dem an der Ofendecke eine Ringkammer angeordnet ist, wobei in der Ringkammer eine Fahreinrichtung vorgesehen ist, an der schaltbare Lastmagnete aufgehängt sind. Seitlich in das Ofengefäß ragt mindestens eine Materialzuführung hinein, an der an der Fahreinrichtung befestigte Lastmagnete vorgesehen sind, die eine magnetische Aufnahme des Chargiermaterials er- möglichen und dieses an beliebiger Stelle innerhalb des Ofens abwerfen. Die Materialzufuhr zum Ofen erfolgt über Endlosförderbänder. Dies entspricht nicht einem Batchbetrieb mittels unabhängigen Schüttgutbehältern.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Einbrin- gen von Schüttgut in ein metallurgisches Gefäß zu schaffen, welches mit einfa- chen, konstruktiven Mitteln betriebssicher das Schüttgut batchweise zum Ge- fäßkopf befördert und eine kontinuierliche Chargierung des Schüttgutes in das Gefäßoberteilermöglicht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 und des Vorrichtungsanspruchs 4.

Erfindungsgemäß werden zum Heranfördern an das metallurgische Gefäß von- einander unabhängige Schüttguteinheiten eingesetzt, beispielsweise die im Stahlwerk bekannten Schurren, wie sie beim Konverterbetrieb Verwendung fin- den.

Der das Gefäßoberteil des metallurgischen Gefäßes abschließende Deckel ist drehbar ausgestaltet und besitzt mindestens eine Offnung. Im Bereich der Öff- nung ist eine Andockeinrichtung vorgesehen, die mit dem mit Schrott gefüllten Schüttgutbehälter verbunden wird. Das Schüttgut wird aus dem Behälter her- ausgefördert bei gleichzeitiger Drehung des Deckels. Durch dieses Verfahren ist in einem ringförmigen Bereich der Teufe jeder beliebige Punkt der im Ge- fäßoberteil befindlichen Charge erreichbar.

Das Ausfördern des Schüttgutes aus dem Schüttgutbehälter erfolgt gesteuert, und zwar entweder durch Ausstoßen mittels eines Schiebers, durch Transpor- tieren über ein Förderband oder durch Kippen des gesamten Behälters. Durch den Einsatz unabhängiger Schurren erhöht sich die Betriebssicherheit und es verringern sich die Ansprüche an den Schrottplatz. Darüber hinaus kann bei Ausfall eines Fördergutbehälters während seines Einsatzes am Ofenkopf des- sen Funktion durch einen anderen Behälter übernommen werden. Dabei kann ein anderer Behälter an Stelle des Ausgefallenen in den Chargierbereich ge- bracht werden. Mögliche Fehler an dem Behälter, insbesondere an dem Antrieb der Fördervorrichtung können dann in einem gesonderten Instandhaltungsbe- reich gewartet werden.

Als Fördereinrichtung kommen neben einem Schieber, der elektrisch oder mit einem Fluidmotor angetrieben ist, auch Förderbänder sowie beliebig angetrie- bene Schwingrinnen zum Einsatz.

In einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Schüttgutbehälter in einer Halte- rung abgelegt, die die Veränderung des Schüttgutwinkels in vertikaler und ggf. in horizontaler Lage bewirkt. Durch diese Kipp-und/oder Schwenkeinheit täBt sich der Schüttgutbehälter so einstellen, daß auch schwer zugängliche Berei- che im Ofenoberteil mit Schüttgut auffüllbar sind. Der Schüttgutbehälter selber ist dabei denkbar einfach aufgebaut.

In einer besonderen Ausgestaltung ist eine Meß-und Regeleinrichtung zum Erfassen des Füllstandes im Ofenkopf vorgesehen, wobei über eine Rechen- anlage eine Steuerung sowohl der Deckeldrehung wie auch der Austragge- schwindigkeit der Fördereinrichtung erfolgt.

Die Schüttgutbehälter werden jeweils in Andockvorrichtungen abgelegt, die über angepaßte Dichtleisten ein umweltfreundliches Chargieren des metallurgi- schen Gefäßes gewährleisten. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin- dung ist diese Dichtleiste federnd gelagert. Die einzelnen Schüttgutbehälter können erfindungsgemäß in beliebiger Lage am Deckel angedockt werden.

In einer ersten Ausgestaltung wird der Schüttgutbehälter diagonal auf dem kreisförmigen Deckel abgelegt, wobei der Schüttgutbehälter während des Chargierens nicht über den Deckelrand hinausragt.

In einer zweiten Ausgestaltung ragen nur die Schnauzen der Schüttgutbehälter zum Deckel, während ein Großteil der Behälterfläche den Deckelrand überragt.

Bei dieser Ausgestaltung können deutlich mehr als nur ein Behälter am Ofen- kopf angedockt werden. Hier bieten sich mindestens zwei Andockeinheiten an, da auf diese Weise ein ununterbrochenes kontinuierliches Chargieren möglich ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, mindestens drei Schüttgutbehälter am Ofenkopf andocken zu lassen, wobei die einzelnen Be- hälter in einer Linie geführt werden, die tangential zu der Mittellinie der Zugabe- öffnungen geführt werden. Auf diese Weise ragen die einzelnen Behälter kaum über den Deckelrand hinaus und lassen dennoch ein kontinuierliches Befüllen des metallurgischen Gefäßes auch bei Ausfall eines Schüttgutbehälters zu.

Ein Beispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargelegt. Dabei zeigen in schematischer Darstellung Figur 1 Ein Ofengefäß mit einem auf dem drehbaren Deckel angeordneten Schüttgutbehätter.

Figur 2 Einen Ofen mit zwei nach außen ragenden Schüttgutbehältern.

Figur 3 Einen Elektrolichtbogenofen mit einer Andockstation. Fig. 4a-4c Draufsichten auf Ofengefäße mit der Anordnung der Schüttgutbe- hälter, verkleinert dargestellt.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen jeweils metallurgische Gefäße, hier in Form von Lichtbogenöfen mit einem Gefäßunterteil 12 und einem durch einen Deckel 15 abgedecktem Gefäßoberteil. Der Deckel 15 oder ein ringförmiger Deckelteil 16 ist über Rollen 19 an der Mündung des Gefäßoberteils 11 drehbar gelagert und durch einen Deckeldrehantrieb 51 angetrieben.

Bei den Figuren 1 und 2 ist konzentrisch zum Gefäßoberteil 11 eine Hülse 13 vorgesehen, en der eine Elektrode 21 angeordnet ist.

In der Figur 1 befindet sich die Elektrode in einer zur Mündung des Gefäßober- teils 11 verschlief3baren Hülse 13, wobei die Elektrode 21 über eine Elektro- denhalterung 22 an einem Tragarm 23 angeschlossen ist, der mit einer Trag- säule 24 verbunden ist, die über einen Elektrodenantrieb 57 vertikal verfahrbar ist. Die Hülse 13 ist über eine Hülsenhalterung 14 am Gefäßoberteil 11 befe- stigt.

Auf der Mündung der Hülse 13 sowie auf der Mündung des Gefäßoberteils 11 ist ein ringförmiger Deckelteil 16 auf den Deckellagerungen 19 drehbar gela- gert. Der Deckelteil 16 weist eine Zugabeöffnung 17 auf. In diesem Bereich be- findet sich eine Andockstation 31 mit einer verschließbaren, hier als Klappe ausgestalteten Wandung 32.

An der Andockstation 31 ist ein Schüttgutbehälter 41 andockbar. Um ein Aus- treten von staubhaltigem Gas zu vermeiden, ist an der Andockstation 31 zum Behälter 41 hin eine Dichtleiste 34 vorgesehen.

An dem Schüttgutbehälter 41 ist außen ein Motor 52 angebracht, der mit einer Antriebsstange 45 korrespondiert, die an einen Schieber 42 angeschlossen ist.

Mit diesem Schieber 42 läßt sich das Schüttgut vorgebbar in Richtung Mündung des Schüttgutbehälters 41 bewegen und kontinuierlich in den Chargierraum 18 des Gefäßoberteils 11 fördern.

In der Figur 2 wird die Elektrode an der dem Gefäßunterteil 12 zugeneigten Mündung der Hülse 13 durch eine Elektrodenhalterung 22 gehalten.

Der ringförmige Chargierraum 18 ist an seiner Mündung durch einen ringförmi- gen Deckelteil 16 verschlossen. Der ringförmige Deckelteil 16 ist über die Dek- kellagerung 19 drehbar und dabei durch den Drehantrieb 51 antreibbar. Im ringförmigen Deckelteil 16 sind Zugabeöffnungen 17 vorgesehen. Im rechten Teil wird die Zugabeöffnung 17 abgedeckt durch ein Andockteil 31, welches eine verschließbare Wandung (Jalousie 32) besitzt.

Der Schüttgutbehälter 41 ist in einer Kippfördereinrichtung 44 abgelegt, die durch einen Kippantrieb 53 den Schüttgutbehälter 41 kippt bzw. durch einen Schwenkantrieb 56 den Schüttgutbehälter bezogen auf die horizontale Aus- richtung schwenkt.

Sowohl beim Kippen wie auch beim Schwenken weist die verschließbare Wan- dung 32 Formelemente 33 auf, die eine gasdichte Abdichtung zwischen dem Andockteil 31 und dem vorderen Teil des Schüttgutbehälters 41 sicherstellt.

Auf der linken Seite besitzt der Schüttgutbehälter 41 im Bodenbereich eine Transportfördereinheit 43, die durch einen Förderbandmotor 54 antreibbar ist.

Der Untertrumm des Förderbandes ist außerhalb der hier als Schurre ausge- stalteten Schüttgutbehälters 41 angeordnet.

Die Transportfördereinheit 43 steht über eine Meß-und Regeleinheit 62 mit ei- ner im Gefäßoberteil 11 vorgesehenen Füllstandsmeßeinrichtung 61 in Verbin- dung. Weiterhin ist der Schüttgutbehälter 41 im vorliegenden Fall mit einer Abdeck- haube 47 abgedeckt. Die Abdeckhaube 47 ragt in der GröBe der Zugabeöff- nung 17 des ringförmigen Deckelteils 16 über die Schnauze des Schüttgutbe- haltes 41 hinaus.

Bei der hier aufgezeigten Ausgestaltung des Schüttgutbehälters 41 ist die An- dockstation als einfache Zugabeöffnung 17 ausgestaltet, die mit einem Deckel 35 verschließbar ist.

In der Figur 2 ragen beide Schüttgutbehälter 41 deutlich über den Deckelteil 16 hinaus. Die hierbei erforderliche Abstützung in der Stahlwerkshalle ist nicht weiter dargestellt.

In der Figur 3 ist die Elektrode 21 über eine Halterung 22 an dem Tragarm 23 befestigt, der durch einen Antrieb 57 vertikal verfahrbar ist.

Bei dem hier vorliegenden Elektrolichtbogenofen ist der komplette Deckel 15 auf der Deckellagerung 19 gelagert und durch den Antrieb 51 angetrieben. Im rechten oberen Teil ist die Vorderansicht einer Andockstation 31 dargestellt, die mit einer verstellbaren Wandung 32, hier eine Jalousie, die durch einen Antrieb 55 verfahrbar ist.

In der Figur 3 ist deutlich erkennbar, daß die Andockstation 31 eine bestimmte Höhe aufweist, so daß die Andockstation 31 und der ggf. angedockte Schütt- gutbehälter 41 unterhalb des Tragarmes 23 ohne Behinderung durchführbar ist.

In den Figuren 4a bis 4c sind Draufsichten auf den Deckel 15 dargestellt. Dabei zeigt die Figur 4a) einen Schüttgutbehälter 41, der quer über den Deckel 15 geführt oberhalb der ggf. angeordneten Hülse 13 an der Andockstation 31 an- gedockt ist.

In der Figur 4b) sind zwei Andockstationen 31 mit jeweils einem Schüttgutbe- haleter 41 dargestellt. Im rechten Teil der Figur 4b) ist aufgezeigt, daß der Schüttgutbehälter nicht nur ein-und ausgefahren werden kann und dabei an die Andockstation 31 andockbar ist, sondern er kann auch geschwenkt und gekippt werden.

In der Figur 4c) sind die einzelnen Schüttgutbehälter 41 in der Weise mit der Andockstationen 31 verbunden, daß die Schüttgutbehälter 41 mittig auf einer Geraden G angeordnet sind, wobei die Gerade G tangential zu einer Mittellinie M, welche durch die Zugabeöffnungen 17 geführt ist, angeordnet ist.

Positionsliste <BR> 10 Metallurgisches Ofengefäß<BR> 11Gefäßoberteil<BR> 12 Gefäßunterteil<BR> 13 Hülse 14 Hülsenhalterung 15 Deckel <BR> 16 Ringförmiger Deckelteil<BR> 17 Zugabeöffnung 18 Chargierraum 19Deckellagerung/Rollen<BR> Elektrik 21 Elektrode 22 Elektrodenhalterung 23 Tragarm 24Tragsäule Andocken 31 Andockstation 32 Verschließbare Wandung/Jalousie 33 Formelement 34 Dichtleiste 35 Deckel Zugabeöffnung Fördern 41! ter 42 Schiebefördereinheit/Schieber 43 Transportierfördereinheit 44 Kippfördereinheit 45 Antriebsstange 46 Kipp-und/oder Schwenkeinheit 47 Abdeckhaube M Mittellinie G Gerade Antreiben 51 Deckel Drehantrieb 52 Schieberantrieb Schüttgutbehälter, Motor 53 Kippantrieb Schüttgutbehälter 54 Förderband Schüttgutbehälter, Motor 55 Jalousie-Motor 56 Schwenkantrieb Schüttgutbehälter 57 Elektrodenantrieb<BR> Fußhohe 61 Füllstandsmeßeinrichtung 62 Meß-und Regeleinheit