CH661788A5

CH661788A5 - FEEDING DEVICE FOR A Melting Furnace.

Info

Publication number: CH661788A5
Application number: CH82184A
Authority: CH
Inventors: Luciano Fabris
Original assignee: Gautschi Electro Fours Sa
Priority date: 1984-02-21
Filing date: 1984-02-21
Publication date: 1987-08-14
Also published as: GB8503856D0; FR2559887A1; DE3444181A1; JPS60253785A; GB2155160A

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung für einen Schmelzofen zum Einschmelzen von Nichteisenmetallschrott, insbesondere von Aluminiumschrott, mit einem Chargierbehälter. The invention relates to a charging device for a melting furnace for melting non-ferrous metal scrap, in particular aluminum scrap, with a charging container.

Es ist bekannt, Aluminiumschrottchargen in Vorwärmanlagen, die mit Abgasen von Schmelzöfen beheizt werden, vorzuwärmen. Dabei werden dem Schrott anhaftende, brennbare Verunreinigungen durch Abschwelen entfernt. Danach wird der vorgewärmte Schrott in Chargierbehälter, z. B. mittels eines Kranes zu den Einschmelzöfen transportiert und dort durch Kippen der Behälter oder durch Einschieben mittels eines hydraulischen Stempels in den Schmelzraum eingebracht. It is known to preheat aluminum scrap batches in preheating systems which are heated with exhaust gases from melting furnaces. In doing so, combustible contaminants adhering to the scrap are removed by descaling. The preheated scrap is then placed in charging containers, e.g. B. transported to the smelting furnaces by means of a crane and introduced there into the smelting chamber by tilting the containers or by inserting them by means of a hydraulic ram.

Bekannt ist auch das Einbringen von Schrott mittels sogenannter Vibrationsrinnen, womit das Schmelzgut über die Herdfläche verteilt wird. Da das Abschwelen der Verunreinigungen bzw. das Vorwärmen in vom Schmelzofen abseits liegenden Kammern geschieht, wirken sich die oft relativ langen Transportwege wegen der benötigten Zeit und der dabei auftretenden Temperaturverluste nachteilig aus. It is also known to introduce scrap by means of so-called vibrating troughs, with which the melting material is distributed over the stove surface. Since the descaling of the impurities or the preheating takes place in chambers located away from the melting furnace, the often relatively long transport routes have a disadvantageous effect because of the time required and the temperature losses which occur in the process.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der genannten Art zu schaffen, die unter Vermeidung der angeführten Nachteile eine Energieeinsparung der Metallschmelzung durch eine verbesserte Ausnutzung der Wärme der Schmelzofenabgase ermöglicht, insbesondere sollte auch die Wärmeübertragung von den Heissgasen an den Schrott verbessert werden. It is an object of the invention to provide a device of the type mentioned which, while avoiding the disadvantages mentioned, enables the metal melting to be saved by improved utilization of the heat from the furnace exhaust gases, in particular the heat transfer from the hot gases to the scrap should also be improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Beschickungseinrichtung eine integrierte Vorwärmkammer aufweist, in der der Chargierbehälter angeordnet ist, der als Auffangbehälter den du: ch einen Schacht eingebrachten Schrott aufnimmt, in der Vorwärmkammer Düsen vorgesehen sind, die den Schrott direkt mit Heissgas hoher Geschwindigkeit über ein Mischersystem aus einer Abgasleitung des Schmelzofens beaufschlagen und der Chargierbehälter in den Schmelzraum des, der Beschickungsvorrichtung unmittelbar nachgeschalteten Schmelzofens verfahrbar ist. This object is achieved according to the invention in that the loading device has an integrated preheating chamber in which the charging container is arranged, which receives the scrap brought in as a chute as a collecting container, and nozzles are provided in the preheating chamber which directly deliver the scrap with hot gas at high speed act on a mixer system from an exhaust pipe of the melting furnace and the charging container can be moved into the melting space of the melting furnace which is immediately downstream of the charging device.

Dadurch, dass der Chargierbehälter in der Vorwärmkammer der Beschickungseinrichtung angeordnet ist, dieser direkt von oben durch einen Fallschacht mit Schrott gefüllt wird und nach dessen Vorwärmung in den unmittelbar der Beschickungsvorrichtung nachgeordneten Ofen verfahrbar ist, ergeben sich wesentliche Einsparungen an Zeit und nur geringe Temperaturverluste. Durch die direkte Beaufschlagung des Schrottes in dem Chargierbehälter mit Heissgas hoher Geschwindigkeit, wird bei dieser Schnellvorwärmung Energie eingespart und die Wärmeübertragung verbessert, wodurch auch die Vorwärmzeit verkürzt wird. The fact that the charging container is arranged in the preheating chamber of the charging device, that it is filled with scrap directly from above through a chute and after it has been preheated can be moved into the furnace immediately downstream of the charging device results in significant time savings and only low temperature losses. By directly charging the scrap in the charging container with hot gas at high speed, energy is saved and the heat transfer is improved with this rapid preheating, which also shortens the preheating time.

Die Verfahrbarkeit des Chargierbehälters wird durch einen mit Antrieb versehenen Wagen bewirkt, der mit Vorteil ausserhalb der isolierten Vorwärmkammer liegt. The movability of the charging container is brought about by a carriage provided with a drive, which advantageously lies outside the insulated preheating chamber.

Dadurch wird eine schädliche Hitzebeeinflussung vermieden. This prevents harmful heat influences.

Von besonderem Vorteil ist eine, auf dem Wagen montierte Rüttelvorrichtung, die ein Exzenter sein kann. Durch die, über den Chargierbehälter übertragene Rüttelbewegung wird eine gute Verteilung des Schrottes auf den Chargierbehälter erzielt, wodurch der Wärmeübergang von den aufprallenden Gasen zum Schrott wesentlich verbessert wird, da die vom Heissgas beaufschlagte, wärmeaufnehmende Oberfläche des Metalls insgesamt vergrössert wird. Da durch die Rüttelbewegung auch eine gleichmässige Schichtdicke des aufgegebenen Schrottes im Chargierbehälter erzielt wird, wird dieser schneller und vollständiger durchgewärmt. Die Rüttelbewegung, sowie eine gleichzeitige Rückwärtsbewegung des Chargierbehälters verbessern auch die Verteilung des Schrottes auf den Herd des Schmelzofens bzw. im darin befindlichen Schmelzbad. Wegen der kürzeren Einschmelzzeit, ist sowohl der Abbrandverlust als auch der Energieaufwand geringer. Of particular advantage is a vibrating device mounted on the carriage, which can be an eccentric. A good distribution of the scrap to the charging container is achieved by the shaking movement transmitted via the charging container, whereby the heat transfer from the impinging gases to the scrap is substantially improved, since the heat-absorbing surface of the metal that is acted upon by the hot gas is increased overall. Since the shaking movement also achieves a uniform layer thickness of the scrap in the charging container, it is heated faster and more completely. The shaking movement as well as a simultaneous backward movement of the charging container also improve the distribution of the scrap on the stove of the melting furnace or in the melting bath located therein. Because of the shorter melting time, both the loss of burnup and the energy consumption are lower.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung münden die Abgasleitung des Schmelzofens, die Heissgasabfuhrleitung der Vorwärmkammer, sowie gegebenenfalls eine Frischluftzufuhrleitung in ein Mischsystem, in dem diese Gase zur Erzielung einer bestimmten Heissgastempe-ratur gemischt werden. Um den Schrott nicht schon in der Vorwärmkammer zu schmelzen, muss die Temperatur des gemischten Heissgases, das durch einen nachfolgenden Heissgasumwälzventilator in die Vorwärmkammer gefördert wird unter den Schmelzpunkt des Schrottes, das ist für Aluminium und dessen Legierungen bei ca. 600°-620° C, eingestellt werden. Zur Sicherung gegen eine zu hohe Temperatur des Heissgases, ist eine zusätzliche Frischluftzufuhrleitung mit Regelklappe zum Mischsystem vorgesehen. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the exhaust line of the melting furnace, the hot gas discharge line of the preheating chamber, and optionally a fresh air supply line lead into a mixing system in which these gases are mixed in order to achieve a certain hot gas temperature. In order not to melt the scrap in the preheating chamber, the temperature of the mixed hot gas, which is conveyed into the preheating chamber by a subsequent hot gas circulation fan, must be below the melting point of the scrap, which is for aluminum and its alloys at approx. 600 ° -620 ° C , can be set. An additional fresh air supply line with a control flap to the mixing system is provided to prevent the hot gas from becoming too hot.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt: The invention is explained below with reference to the accompanying drawing, for example. It shows:

Fig. 1 die Beschickungsvorrichtung, teilweise geschnitten, mit zugeordnetem Schmelzofen, und Fig. 1 shows the loading device, partially in section, with an associated melting furnace, and

Fig. 2 schematisch, das Ring-Zirkulationssystem der Gase. Fig. 2 schematically, the ring circulation system of the gases.

In Fig. 1 ist auf Hüttenflur 1 unmittelbar vor einem Schmelzofen 2 vom Typ Wanneofen zum Einschmelzen von sauberem Aluminiumschrott z. B. Walzwerksschrott eine Beschickungsvorrichtung 3 angeordnet. Diese besitzt eine In Fig. 1 is in the hallway 1 immediately in front of a furnace 2 of the furnace type for melting clean aluminum scrap z. B. rolling mill scrap a loading device 3 is arranged. This has one

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

661 788 661 788

integrierte Vorwärmkammer 5 in der sich, auf Rollen 7 verfahrbar, ein Chargierbehälter 6 befindet. Über einen Schacht 9 wird Schrott 8 aus einer nicht dargestellten Aufzugsmulde von oben in den, als Auffangbehälter konzipierten Chargierbehälter eingebracht. Nach der erfolgten Beschickung des Behälters 6, die etwa 2 bis 3 Minuten dauert, wird dieser mittels einer Rüttelvorrichtung 10, im Ausführungsbeispiel als Exzenter ausgebildet, gerüttelt. Dabei ist dieser Exzenter auf einem fahrbaren Wagen 11, der sich ausserhalb der isolierten Vorwärmkammer 5 befindet, montiert. In einem mit Gas oder Ölbrenner beheizten Schmelzofen 2, der als Herdofen ausgebildet ist, und üblicherweise kontinuierlich derart betrieben wird, dass sich stets ein Rest Metallbad im Ofenraum befindet, sind bei dem Einschmelzvorgang heisse Abgase entstanden. Diese werden über die Abgasleitung 20 in einem Ring-Zirkulationssystem, schematisch dargestellt in Fig. 2, über einen Heissgasumwälzeventilator 26 abgesaugt. Integrated preheating chamber 5 in which a charging container 6 can be moved on rollers 7. A shaft 9 is used to introduce scrap 8 from an elevator trough (not shown) from above into the charging container designed as a collecting container. After the container 6 has been loaded, which takes about 2 to 3 minutes, it is shaken by means of a vibrating device 10, which in the exemplary embodiment is designed as an eccentric. This eccentric is mounted on a mobile carriage 11, which is located outside the insulated preheating chamber 5. In a melting furnace 2 heated with gas or oil burner, which is designed as a hearth furnace and is usually operated continuously in such a way that there is always a residual metal bath in the furnace chamber, hot exhaust gases are produced during the melting process. These are sucked off via the exhaust gas line 20 in a ring circulation system, shown schematically in FIG. 2, via a hot gas circulation fan 26.

In der Wandung der isolierten Vorwärmkammer 5 sind Düsen 21 in Form von Schlitzen durch eine Verengung der Heissgaszuleitung ausgebildet, die das Heissgas mit hoher Geschwindigkeit direkt gegen den vorzuwärmenden Aluminiumschrott 8 richten, wie durch die Pfeile angedeutet wird. Die Austrittsdüsen 21 in der Vorwärmkammer 5 können auch als Rund- oder Ovaldüsen ausgebildet sein. In the wall of the isolated preheating chamber 5, nozzles 21 are formed in the form of slits by narrowing the hot gas supply line, which direct the hot gas at high speed directly against the aluminum scrap 8 to be preheated, as indicated by the arrows. The outlet nozzles 21 in the preheating chamber 5 can also be designed as round or oval nozzles.

Durch die vom Exzenter 10 ausgehende Rüttelbewegung wird der Schrott gleichmässig verteilt und es findet daher ein verbesserter Wärmeübergang zwischen diesem und dem auf ihn aufprallenden Heissgas statt. Nach einer Zeit von ca. 30 Minuten, abhängig von vielen Parametern, wie Chargen-grösse, Heissgastemperatur etc., ist der Schrott auf etwa 400-450°C vorgewärmt. Due to the shaking movement emanating from the eccentric 10, the scrap is evenly distributed and there is therefore an improved heat transfer between this and the hot gas impinging on it. After a time of approx. 30 minutes, depending on many parameters, such as batch size, hot gas temperature etc., the scrap is preheated to around 400-450 ° C.

Der Wagen 11 ist mit einem Antrieb 14 versehen, der über die Rüttelvorrichtung 10 mit dem Chargierbehälter 6 verbunden ist. Nach dem Öffnen der Türe 16 der Beschickungsvorrichtung und der Schmelzofentüre 17, wird der Chargierbehälter 6 mit dem Wagen 11 in den Schmelzofen 2 so verfahren, dass sein vorderer Bereich, wie strichliert angedeutet, in den Schmelzraum 15 des Ofens 2 ragt. Durch die Rüttelbewegung des Chargierbehälters 6 wird bei gleichzeitiger Rückzugbewegung des leicht geneigten Behälters, der vorgewärmte Schrott 8 auf dem Herd 28 bzw. im Schmelzbad des Ofens gleichmässig verteilt. Die beiden Öffnungsschlitze, welche durch das Verfahren des Chargierbehälters 6 mit dem Wagen 11 entstehen, werden durch je zwei Dichtungsleisten 5 beim Vor- und Zurückfahren des Behälters 6 automatisch geschlossen. The carriage 11 is provided with a drive 14 which is connected to the charging container 6 via the vibrating device 10. After opening the door 16 of the charging device and the melting furnace door 17, the charging container 6 with the carriage 11 is moved into the melting furnace 2 in such a way that its front area, as indicated by dashed lines, projects into the melting space 15 of the furnace 2. Due to the shaking movement of the charging container 6, the preheated scrap 8 is evenly distributed on the stove 28 or in the melting bath of the furnace, while the slightly inclined container is retracting. The two opening slots, which are created by moving the charging container 6 with the carriage 11, are automatically closed by two sealing strips 5 each time the container 6 is moved back and forth.

Es ist wesentlich, dass der Schrott 8 vor seiner Beschickung in den Schmelzraum 15 nicht schmilzt. Daher muss die Temperatur der, in die Vorwärmkammer 5 durch den Umwälz-10 Ventilator 26 eingeförderten Heissgase genau eingestellt werden. Zur optimalen Ausnützung der Wärme und Wärmeregulierung, wird auch Heissgas aus dem oberen Bereich der Vorwärmkammer 5, wie durch Pfeile 13 angedeutet, abgezogen und, gemäss Fig. 2, einem in Ring-Zirkulationssystem 15 vorhandenen Mischsystem 23 über die Heissgasabfuhrlei-tung zugeführt. Mit diesem, nach der Wärmeabgabe an den Schrott kälteren Gas wird im Mischsystem 23 eine Temperatur des Heissgases von ca. 600-620°C eingestellt. Bei Bedarf kann noch Frischluft, dessen Menge durch eine Klappe 27 20 geregelt wird, über die Zuleitung 30 zugeführt werden. Bei Beimischung der Abgase des Schmelzofens 2 zu den, aus der Vorwärmkammer 5 abgezogenen Heissgasen erfolgt in diesem Umwälzsystem in Abhängigkeit von der Heissgastemperatur wie sie eintrittsseitig der Vorwärmkammer 25 gemessen wird. Die überschüssigen Heissgase aus der Vorwärmkammer werden über den Kamin 29 abgeleitet, der eine Druckregeleinrichtung 31 mit einer regelbaren Klappe 32 besitzt. It is essential that the scrap 8 does not melt before it is loaded into the melting space 15. Therefore, the temperature of the hot gases introduced into the preheating chamber 5 by the circulating fan 26 must be set precisely. For optimal utilization of the heat and heat regulation, hot gas is also drawn off from the upper area of the preheating chamber 5, as indicated by arrows 13, and, according to FIG. 2, is fed to a mixing system 23 present in the ring circulation system 15 via the hot gas discharge line. With this gas, which is colder after the heat is given off to the scrap, a temperature of the hot gas of approximately 600-620 ° C. is set in the mixing system 23. If necessary, fresh air, the amount of which is regulated by a flap 27 20, can be supplied via the feed line 30. When the exhaust gases from the melting furnace 2 are admixed with the hot gases drawn off from the preheating chamber 5, this circulation system takes place as a function of the hot gas temperature as measured on the inlet side of the preheating chamber 25. The excess hot gases from the preheating chamber are discharged via the chimney 29, which has a pressure control device 31 with an adjustable flap 32.

30 Durch Schnellvorwärmung nach der Erfindung wird nicht nur eine Energieeinsparung durch wirtschaftlichere Ausnutzung der Abgase eines Schmelzofens erzielt, sondern es wird auch dessen eigentliche Aufgabe, nämlich in kurzer Zeit möglichst grosse Metallmengen niederzuschmelzen, ent-35 scheidend verbessert. 30 Fast preheating according to the invention not only saves energy by more economically utilizing the exhaust gases from a melting furnace, it also significantly improves its actual task, namely to melt as much metal as possible in a short time.

Die erfindungsgemässe Beschickungsvorrichtung ist nicht auf das Einschmelzen von Schrott aus Aluminium und dessen Legierungen beschränkt. Es können auch z. B. Abfälle aus Kupfer- oder Zinklegierungen mit einer derartigen Vor-40 richtung behandelt werden. The loading device according to the invention is not limited to melting aluminum scrap and its alloys. It can also e.g. B. wastes of copper or zinc alloys are treated with such a device.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

661 788 PATENT CLAIMS

1. charging device for a melting furnace for melting non-ferrous metal scrap, in particular aluminum scrap, with a charging container, characterized in that the charging device (3) has an integrated preheating chamber (5) in which the charging container (6) is arranged, which as the collecting container a shaft (9) introduced scrap (8) receives, in the preheating chamber (5) nozzles (21) are provided which act directly on the scrap (8) with hot gas at high speed from an exhaust pipe (20) of the melting furnace (2), and that the charging container (6) can be moved into the melting space (15) of the melting furnace (2) immediately downstream of the charging device (3).

2. Device according to claim 1, characterized in that the charging container (6) can be moved by means of a carriage (11) provided with a drive (14).

3. Device according to claim 2, characterized in that the carriage (11) is outside the preheating chamber (5).

4. The device according to claim 3, characterized in that a vibrating device (10) is mounted on the carriage (11), which is connected to the charging container (6).

5. The device according to claim 4, characterized in that the vibrating device (10) is designed as an eccentric.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the exhaust line (20) of the melting furnace (2), a hot gas discharge line (24) of the preheating chamber (5), and optionally a fresh air supply line (30) in a mixing system (23) open and this is followed by a hot gas circulation fan (26).

7. The device according to claim 6, characterized in that the mixing system has a temperature control device (33) which actuates an adjustable flap (27) in the line (30).