CH658869A5

CH658869A5 - Impianto per l'essiccamento della tornitura o rottami metallici prima del loro utilizzo nei forni fusori.

Info

Publication number: CH658869A5
Application number: CH1379/84A
Authority: CH
Inventors: Giovanni Codenotti
Original assignee: Cam Srl
Priority date: 1983-03-23
Filing date: 1984-03-19
Publication date: 1986-12-15
Also published as: GB2141812A; GB2141812B; ATA5084A; AT397860B; GB8334622D0; DE3347448C2; FR2543278A1; DE3347448A1; FR2543278B1; US4683664A

Description

La presente invenzione riguarda un impianto per l'essiccamento della tornitura o rottami metallici prima del loro utilizzo nei forni fusori.

La tornitura metallica, sia ferrosa che non ferrosa, dev'essere essiccata per rimuovere il contenuto liquido prima del suo utilizzo nei forni fusori. In effetti, nella tornitura proveniente dalle macchine utensili è sempre presente un contenuto liquido, mediamente in ragione del 3-5%, formato da residui di olii o raffreddanti di taglio, solventi, additivi, acqua, ecc. Se tali liquidi non sono preventivamente eliminati, quando la tornitura viene caricata nei forni fusori essi tendono a generare agglomerazioni e formazioni di stati compatti sulla superficie del materiale fuso. I gas che si sviluppano per la presenza di tali liquidi tendono inoltre a provocare detonazioni, fiammate e fumate inquinanti, e a contatto con il metallo determinano poi la formazione di ossidi e di scorie con conseguente calo di metallo.

È stato accertato che il calo di metallo durante la fusione è in rapporto diretto con il contenuto liquido della tornitura di partenza. Un controllo basato su numerose prove di fusione di tornitura d'ottone ha messo in luce un calo di metallo fuso di circa il 30% in presenza di un elevato contenuto liquido nella tornitura di partenza, contro un calo di metallo del 2-3% quando è stata usata della tornitura essiccata. Ora, per l'essiccamento della tornitura, oltre a processi di lavaggio con solventi, centrifugazione, ecc. che si sono però rilevati per lo più fonti di spreco e cause di inquinamento, già sono stati proposti impianti di vario genere nei quali il materiale da essiccare viene fatto passare in un essiccatoio e riscaldato direttamente con una fonte di calore che brucia un gas combustibile. Con il riscaldamento del materiale si ottiene l'evaporazione dei liquidi in esso contenuti e quindi la formazione di vapori. Parte di questi bruciano nell'essiccatoio a contatto con le fiamme di riscaldamento del materiale, mentre i rimanenti vengono raccolti e portati all'esterno dell'essiccatoio e normalmente bruciati in un postcombustore con l'aiuto di un altro bruciatore.

Simili impianti sono piuttosto complessi e ingombranti e comportano, da un lato, un rilevante consumo di energia e quindi degli elevati costi di esercizio, anche perchè non consentono di sfruttare il potere calorifico dei vapori prodottisi che è di per sè elevato e, dall'altro, delle apparecchiature di raffreddamento e filtraggio dei fumi prima dello scarico all'atmosfera per evitare inquinamenti.

Il post-combustore è peraltro soggetto a frequenti intasamenti da parte del pulviscolo trasportato dai fumi per cui necessita di fermate periodiche per la pulitura.

In definitiva gli impianti di tipo noto oltre ad avere inconvenienti e svantaggi dal punto di vista funzionale, sono alquanto complessi e ingombranti e richiedono normalmente delle speciali fondazioni o comunque delle strutture murarie con gravi oneri sui costi dell'impianto che si aggiungono agli elevati costi di esercizio.

La presente invenzione è invece diretta ad un impianto per l'essiccazione della tornitura o rottami metallici secondo la rivendicazione Ioli.

A tal fine l'impianto comprende un essiccatoio ad asse verticale nel quale si estende trasversalmente un tamburo rotante che racchiude un trasportatore per l'avanzamento del materiale, nella specie trucioli ferrosi o non ferrosi, da essiccare. Il mate5

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riale viene riscaldato indirettamente attraverso il tamburo, 'in controcorrente o in corrente, par farne evaporare il contenuto liquido, mentre nel tamburo si mantiene costantemente un'atmosfera protettiva con l'immisssione di un gas inerte per impedire l'ossidazione del materiale. Secondo una variante i vapori in uscita dal tamburo vengono mandati e bruciati nell'essiccatoio per riscaldare il materiale passante nel tamburo e rendere autosufficiente la gestione dell'impianto.

In alternativa, i vapori in uscita dal tamburo possono essere trattati per recuperarne il contenuto oleoso, ad es. per distillazione.

È pertanto scopo del trovato quello di proporre un impianto per l'essiccamento di tornitura o rottami metallici in cui sia prevista secondo una variante, una post-combustione dei fumi o vapori, in uscita dal tamburo in cui passa il materiale, attuata direttamente nell'essiccatoio o forno per l'uso dei vapori in luogo di un combustibile per il riscaldamento del materiale da essiccare.

Un altro scopo del trovato è di proporre quindi un impianto utilizzante un apparato bruciatore e nel quale le apparecchiature di filtraggio dei fumi possono essere ridotte, se non eliminate, a tutto vantaggio di una minore complessità dell'impianto e di una riduzione dei costi sia di esercizio sia di manutenzione.

L'impianto comprende un tamburo-trasportatore che preferibilmente, può essere inclinato dal basso verso l'alto per favorire l'uscita dei fumi o vapori prodottisi con l'essiccamento del materiale e per semplificare tanto l'apporto quanto l'allontanamento del materiale dal tamburo trasportatore, essendo eliminata la necessità di mezzi elevatori all'ingresso e all'uscita di detto tamburo. Ciò non esclude però che senza uscire dall'ambito del trovato il tamburo e il trasportatore racchiusovi possano essere disposti anche orizzontalmente o inclinati in basso verso l'uscita del materiale.

L'invenzione verrà di seguito descritta più in dettaglio con riferimento all'allegato disegno nel quale:

la fig. 1 mostra una vista schematica dell'impianto;

la fig. 2 mostra une sezione verticale dell'essiccatoio e del tamburo estendentesi nel medesimo;

la fig. 3 mostra, in sezione, un particolare del tamburo dalla parte dell'entrata del materiale e del gas inerte per mantenere un'atmosfera protettiva nel tamburo stesso;

la fig. 4 mostra in sezione l'apparato bruciatore dell'essiccatoio o forno; e la fig. 5 mostra una sezione trasversale ottenuta sulla fig. 2 secondo le frecce V-V.

In detto disegno, con 1 è indicato l'essiccatoio o forno nel quale si estende, trasversalmente, un tamburo 2 che racchiude un trasportatore 3 per l'avanzamento del materiale da essiccare.

L'essiccatoio o forno 1 delimita una camera 4 cilindrica o di altra forma, ad asse verticale, alla cui sommità è tangenzialmente previsto un bruciatore a gas 5. Il fondo della camera 4 può essere piano o, più preferibilemnte, conformato a tramoggia 6.

Il tamburo può essere disposto con asse inclinato dal basso verso l'alto, a partire dalla sua imboccatura 7 per il caricamento del materiale da essiccare fino alla sua estremità 8 dalla quale fuoriescono il materiale essiccato ed i fumi o vapori derivanti dall ' essiccamento.

Il tamburo 2 si estende concentricamente in una porzione tubolare 9 ricavata sul corpo 3 dell'essiccatoio ed attraversa la camera 4 da parte a parte.

Il tamburo 2 può essere rotante ed allora le sue due parti risultanti da lati opposti dell'essiccatoio 1 appoggiano su mezzi di supporto a rotolamento 11, e per la sua rotazione detto tamburo 2 è impegnato da una trasmissione a catena 12 azionata da un moto-riduttore 13.

Il trasportatore 3 per il materiale può essere formato da una piastra con andamento a vite 14, fissata sulla superficie interna del tamburo 2 per tutta la sua lunghezza, per lo spostamento del materiale a partire dalla imboccatura di carico 7 fino all'estremità 8 del tamburo da cui fuoriesce il materiale essiccato.

L'inclinazione del tamburo 2 e del trasportatore 3 in esso racchiuso favorisce la separazione dei fumi o vapori dal materiale in fase di essiccamento, nonché l'uscita dei fumi dal tamburo 2.

Una tale separazione tra fumi o vapori e materiale viene coadiuvata e praticamente conseguita con un manicotto 17 fissato sulle creste dell'ultimo tratto del trasportatore a vite 14 all'interno del tamburo 2 (v. fig. 2). Detto manicotto 17 delimita con il tamburo 2 un passaggio anulare longitudinale per il materiale e, assialmente, un condotto 18 per i soli fumi o vapori. Ciò contribuisce a mantenere pressoché inalterata la temperatura dei fumi o vapori e può consentire d'altro canto un raffreddamento del materiale ancor prima del suo scarico dal tamburo 2 verso il dispositivo deferizzatore 16.

Per conseguire un tale raffreddamento del materiale, l'ultima parte del tamburo 2 può essere circondata da uno scambiatore termico a serpentina 19 a circolazione d'aria facente capo ad un aspiratore 19' ).

L'aria di raffreddamento viene fatta circolare controcorrente rispetto al materiale, e l'aria calda fuoriuscente dallo scambiatore 19 può essere utilizzata vantaggiosamente come aria comburente per l'alimentazione del bruciatore 5 operante nell'essiccatoio 1.

Anche se la disposizione inclinata del tamburo 2 e del trasportatore 3 in esso racchiuso è apparentemente la più vantaggiosa, non si esclude però che per talune esigenze il tamburo 2 possa essere disposto orizzontalmente oppure inclinato verso il basso dalla parte dello scarico del materiale e che il tamburo stesso sia stazionario o vibrante, senza con ciò uscire dall'ambito del trovato. Parimenti, il trasportatore 3 potrà esser costituito, anziché da una piastra con andamento a vita, da un nastro trasportatore o da un piano a rulli o a tapparella non rappresentato.

In ogni caso, nella camera 2' definita dal tamburo rotante 2 viene mandato del gas inerte per mantenere nel tamburo stesso un'atmosfera protettiva ed impedire l'ossidazione del materiale in fase di essiccamento. La immissione di gas inerte nella camera 2' del tamburo 2 può essere realizzata ad es. mediante un iniettore 112 coordinato al detto tamburo dalla parte dell'imboccatura 7 per il materiale (v. fig. 3).

All'estremità opposta 8 del tamburo 2 è invece prevista una cappa aspirante 20 di raccolta dei fumi o vapori che si separano dal materiale in essiccazione; detta cappa 20 è collegata mediante un tubo 21 alla sommità dell'essiccatoio o forno per la mandata dei fumi o vapori in quest'ultimo. L'entrata 22 dei fumi o vapori nell'essiccatoio è prevista in corrispondenza o adiacentemente alla zona in cui opera il bruciatore di combustibile 5 affinchè la fiamma di quest'ultimo inneschi la combustione anche dei detti fumi o vapori.

Vantaggiosamente, i fumi o vapori vengono mandati, mediante il tubo 21, (v. fig. 4) in una camera anulare 41 circondante il coropo del bruciatore 5 e delimitata da un manicotto 42. Concentricamente, all'esterno della camera anulare 41, è prevista una seconda camera anulare 43 alla quale affluisce, attraverso un'apertura 44, l'aria comburente che può essere ad es., quella in uscita dallo scambiatore termico 19 più sopra citato. Un tale sistema consente di utilizzare il bruciatore di combustibile 5 per l'avviamento dell'impianto e fino all'instaurarsi del processo di essiccamento e di una produzione di fumi o vapori nel tamburo.

Quando il flusso di tali fumi o vapori verso l'essiccatoio o forno è regolare o sufficiente, e si è innescata la loro combustione, il gas combustibile di alimentazione del bruciatore 5 viene ridotto alla sola portata necessaria per mantenere accesa la fiamma pilota di detto bruciatore. Allora, il calore totale richie5

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sto dal processore di essiccamento viene fornito esclusivamente dalla combustione dei fumi o vapori derivanti dall'essiccamento del materiale.

In pratica, i fumi caldi derivanti, all'inizio, dalla bruciatura di un combustibile con il bruciatore a gas e, successivamente, dalla bruciatura dei vapori che si liberano con l'essiccazione del materiale e che fuoriescono dal tamburo, vanno ad investire la superficie esterna del tamburo 2 e, passando lungo un passaggio 23 risultante tra il tamburo rotante e la porzione tubolare 9, si scaricano attraverso un tubo 24 posto in prossimità dell'imboccatura del tamburo 7. Nell'esempio rappresentato lo scambio termico tra fumi e materiale da essiccare si attua pertanto contro-corrente e indirettamente attraverso il tamburo senza alcun contatto diretto tra i prodotti della combustione e il materiale. Quest'ultimo ed i vapori che si liberano nel tamburo risultano così protetti contro il contatto con le fiamme, e grazie all'atmosfera da gas inerte che si crea nella camera del tamburo, il materiale non è soggetto ad ossidazione.

I fumi effluenti mediante il tubo 24 vengono quindi convogliati (v. fig. 1) in uno scambiatore di calore 25 che ne riduce la temperatura ai valori richiesti e poi in un ciclone 26 di abbattimento delle polveri e infine, solo se necessario, in un filtro a maniche 27 prima dello scarico all'atmosfera attraverso un camino 28 in corrispondenza al quale agiscono dei mezzi soffianti che attuano la circolazione dei fluidi gassosi in tutto l'impianto.

Da quanto sopra risultano evidenti la semplicità e la funzionalità dell'impianto e la possibilità di un proficuo e vantaggioso sfruttamento come combustibile, da utilizzarsi direttamente nell'essiccatoio, dei fumi o vapori derivanti dall'essiccamento del materiale. Il materiale risulta peraltro trattato in una camera chiusa, ovvero separatamente dai prodotti della combustione,

la qual cosa consente di mantenere un'atmosfera protettiva che impedisce l'ossidazione del materiale e riduce la perdita di metallo quando questo viene fuso nei forni fusori.

L'impianto descritto potrà inoltre presentare altri accorgi-5 menti che lo rendono ancor più funzionale e vantaggioso.

Uno di tali accorgimenti è costituito dal fondo a tramoggia 6 previsto come detto più sopra alla base della camera 4 dell'essiccatoio. Grazie alla disposizione verticale della camera 4, le polveri e le particelle solide circolanti nell'essiccatoio possono io depositarsi sul detto fondo a tramoggia 6 dal quale possono essere prelevate periodicamente mediante un trasportatore 29 ivi installato (v. fig. 2). Ciò consente di mantenere la corretta pulizia dell'essiccatoio anche senza dover arrestare l'impianto per l'accesso diretto di operatori.

15 All'interno della porzione tubolare 9 in cui si estende il tamburo 2 è montato un raschiatore 30 destinato ad agire sulla, e a mantenere pulita dai depositi solidi, la superficie esterna del detto tamburo. Detto raschiatore 30 è ad esempio portato da bracci 31 per il suo spostamento e posizionamento radiale ri-20 spetto al tamburo (v. fig. 5). Sulla superficie del tamburo 2 è invece fissato un raschiatore fisso 32 che ruotando con il tamburo provvede alla rimozione dei depositi solidi dalla superficie interna della porzione tubolare per mantenere libero il passaggio 23 per i fumi diretti al tubo di scarico 24.

25 Nel corpo 3 dell'essiccatoio è infine prevista una presa di aria fredda 33 ad apertura controllata per impedire un surriscaldamento dell'essiccatoio.

Da notare infine che i vapori in uscita dal tamburo, o almeno una parte di essi, potranno essere trattati per recuperare 30 l'olio raffreddante e/o altri componenti con appropriati processi di distillazione o simile.

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3 fogli disegni

Claims

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1. Impianto per l'essiccamento della tornitura o rottami metallici, prima del loro utilizzo in forni fusori, caratterizzato da un essiccatoio (1) ad asse verticale nel quale si estende trasversalmente un tamburo (2) che racchiude un trasportatore (3) per il materiale, dal fatto che il materiale è riscaldato indirettamente attraverso detto tamburo (2) mediante un apparato bruciatore previsto nell'essiccatoio per fare evaporare il contenuto liquido del materiale, e dal fatto che presenta mezzi di immissione nel tamburo di un gas inerte per mantenere un'atmosfera protettiva per impedire l'ossidazione del materiale, e dal fatto che presenta inoltre dei mezzi per convogliare i vapori che si formano in detto tamburo all'apparato bruciatore dell'essiccatoio.

2. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui il tamburo (2) ed il trasportatore in esso racchiuso sono inclinati dal basso verso l'alto a partire dall'imboccatura (7) di entrata del materiale da essiccare fino all'estremità superiore (8) di fuoriuscita del materiale essiccato, l'estremità superiore di detto tamburo (2) essendo collegata con un tubo (21) all'essiccatoio (1) per convogliare verso quest'ultimo i fumi o vapori da bruciare.

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RIVENDICAZIONI

3. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui il tamburo (2) e il trasportatore in esso racchiuso è orizzontale.

4. Impianto secondo la rivendicazione 2, in cui detto tamburo (2) è rotante o vibrante ed in cui il trasportatore (3) per il materiale è del tipo a vite, oppure a nastro oppure a rulli o a tapparella.

5. Impianto secondo le rivendicazioni da 1 a 3, in cui al tamburo è collegato un iniettore (112) per un gas inerte destinato a mantenere un'atmosfera antiossidante all'interno del tamburo.

6. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui il tamburo (2) si estende da parte a parte dell'essiccatoio (1) in una porzione tubolare (9) racchiudente almeno la parte inferiore del detto tamburo (2), ed in cui detto essiccatoio è ad asse verticale e presenta una tramoggia di fondo (6) per la raccolta delle polveri e munita di un trasportatore (29) di evacuazione di dette polveri.

7. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui tra il tamburo rotante (2) e una porzione tubolare (9) dell'essiccatoio (1) che lo racchiude è delimitato un passaggio (23) per i fumi della combustione che ha luogo nell'essiccatoio, detti fumi lambendo il detto tamburo e scaricando attraverso un tubo collegato a detta porzione tubolare (9) adiacentemente all'imboccatura del tamburo-trasportatore (2).

8. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui in prossimità dell'estremità superiore di detto tamburo (2) è previsto uno scambiatore esterno a serpentina (19) a circolazione d'aria per lo scambio termico con il materiale ed il raffreddamento di questo prima della sua uscita dal tamburo-trasportatore (2), ed in cui in detto tamburo è fissato un manicotto (17) delimitante un condotto assiale per la separazione dei fumi o vapori dal materiale.

9. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui l'apparato bruciatore (5) è strutturato per bruciare sia un gas combustibile sia i vapori in uscita dal tamburo.

10. Impianto secondo la rivendicazione 9, in cui detto apparato bruciatore (5) comprende un bruciatore di gas, atto ad erogare pure una sola fiamma pilota, circondato da una prima camera anulare alla quale vengono alimentati i vapori da bruciare ed una seconda camera anulare (43) alla quale affluisce l'aria comburente.

11. Impianto per l'essiccamento della tornitura o rottami metallici, prima del loro utilizzo in forni fusori, caratterizzato da un essiccatoio (1) ad asse verticale nel quale si estende trasversalmente un tamburo (2) che racchiude un trasportatore (3) per l'avanzamento del materiale, dal fatto che detto materiale è riscaldato indirettamente attraverso detto tamburo (2) mediante un apparato bruciatore previsto nell'essiccatoio o forno per far evaporare il contenuto liquido del materiale e dal fatto che presenta mezzi di immissione nel tamburo di un gas inerte per mantenere un'atmosfera protettiva inerte per impedire l'ossidazione del materiale, e dal fatto che presenta dei mezzi per convogliare i vapori che si formano in detto tamburo in un apparato per il recupero di almeno uno dei componenti liquidi evaporati.