DE102011102215A1

DE102011102215A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Absonderung aller nichtmagnetischen Bestandteile aus einem Gemenge von Metallschrott zur Erzielung reinen Eisenschrotts.

Info

Publication number: DE102011102215A1
Application number: DE201110102215
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-21
Filing date: 2011-05-21
Publication date: 2012-11-22

Abstract

Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Reinigung von Metallschrott von nicht magnetisierbaren Bestandteilen. Es ist bekannt für die Trennung von magnetisierbaren Anteilen eines Metallschrottgemenges von nicht magnetisierbaren Bestanteilen einen sogenannten Magnetabscheider einzusetzen. Ein solches eindimensionales Verfahren genügt jedoch nicht mehr den heutigen Anforderungen an die aus Schrott zu erzeugende Stahlqualität. Vielmehr ist der in die Verhüttung eingegebene Schrott auf weitestgehend reines magnetisches Material auszurichten. Dieses zu erzeugen ist Aufgabe der Erfindung.

Description

Gemische von Magnetschrott werden meist von der Industrie als Abfallprodukt aus Fertigungsprozessen geliefert und bestehen aus magnetischen und nichtmagnetischen Metallteilen. Da für eine Weiterverarbeitung nur reine Metalle einer Art, z. B. magnetische Bestandteile wie Eisenteile oder nichtmagnetische Stoffe wie Kupfer in Frage kommen, haben Abfallentsorgungsunternehmen die Aufgabe solche Gemische wieder in die einzelnen Komponenten, nach deren Eigenart, zu trennen. Hierbei ergibt sich eine nicht unerhebliche Schwierigkeit, da die einzelnen Komponenten der im Gemisch enthaltenen Metallsorten so stark miteinander durch Haftkräfte und/oder lose Anbindungen verbunden sein können, dass z. B. der Einsatz eines üblichen Magnetabscheiders nicht in der Lage ist, magnetische Komponenten von nichtmagnetischen sauber zu trennen. Feinste nicht magnetische Partikel haften meist an magnetischen Teilen und/oder sind mit diesen durch lose Anbindungen verwoben und gelangen somit zusammen mit den magnetisierbaren Teilen zur weiteren Verhüttung. Ein aus diesem Mischgut gewonnener Stahl genügt indes nicht mehr den heutigen hohen Anforderungen an die gewünschte Reinheit eines Stahls, da die Stahlqualität darunter leidet. Um die heute geforderten Stahlqualität zu erreichen ist unabdingbar, dass der zur Verhüttung freigegebene Schrott aus reinem Eisen besteht und keine nicht magnetisierbaren Bestandteile, wie z. B. Kupfer als Beimischung, auch in Form von Kupferstaub, auch nicht in geringer Beimischung, enthält.
Eine solche saubere Trennung von magnetisierbarem und nicht magnetisierbarem Material ist Aufgabe der Erfindung.
Bisher ist es üblich sog. Magnetabscheider hierzu zu benutzen. Dies sind Magnetstrecken, die über einem Transportband für Metallschrott angeordnet sind, das aus einem Gemenge aus unterschiedlichen Metallen beschickt wird. Die Magnete ziehen das magnetisierbare Material an und lassen Großteile des nichtmagnetisierbaren Anteils auf das Transportband zurückfallen und weiterlaufen. Diese Art der Abtrennung von magnetisierbaren Bestandteilen im Metallgemenge ist jedoch ungenügend, da nicht magnetisierbare Partikel an den magnetisierbaren Teilen haften bleiben und/oder mit diesen noch lose verbunden sein können.
Aus diesem Grunde schlägt die Erfindung ein Verfahren vor bei dem Maßnahmen getroffen werden bei dem sowohl das metallische Schüttgut auf dem Transportband als auch das von einem Magneten angezogenen magnetisierbare Material ständig in Bewegung gehalten wird, sodass durch diese Bewegungskräfte anhaftendes nichtmagnetisierbares Material von dem magnetisierbaren Material quasi abgeschüttelt wird oder wenn mit diesem lose verbunden, sich von diesem trennt. Hierzu ist es notwendig den Einfluss von Magnetkräften mehrmals zu wiederholen und auszuschalten. Die dafür notwendigen technischen Maßnahmen sehen vor, dass ein erstes Transportband, ein mittels eines Zerkleinerers z. B. Shredders zerkleinertes Metallgemenge bis in den Wirkungsbereich eines ersten Magnetblockes eines Überbandmagneten transportiert. Dieser erste Magnetblock nimmt magnetisierbare Anteile aus dem angelieferten Metallgemenge auf. Der nichtmagnetisierbare Anteil fällt zum Teil, soweit er nicht an magnetisierbaren Materialien anhaftet oder mit diesem lose verbunden ist, in ein Auffangbehältnis oder auf eine Transporteinrichtung, die zu einem solchen führt. Eine Überbandmagneteinrichtung ist ein nichtmagnetisierbares Transportband, das aus einem elastischen Band besteht, das an seinem beiden Enden über Umlenkrollen läuft und so ein Ober- und Unterband (Ober- und Untertrum) ergibt. Dadurch entsteht ein Zwischenraum zwischen Ober- und Untertrum. Im Zwischenraum zwischen den beiden Bänderteilen sind einzelne Magnetblöcke in Reihe hintereinander angeordnet. Die Anzahl der Magnetblöcke und die Länge des amagnetischen Bandes einer solchen Überbandmagneteinrichtung richten sich nach dem Bedürfnis des zu erzielenden Endproduktes, in diesem Falle einer sauberen Trennung zwischen magnetisierbaren und amagnetischen Metallteilen. Das Band des Überbandmagneten ist auf der, dem aufgebrachten Metallgemenge zugewandten Oberfläche mit einer Art Noppen oder Höcker versehen, die so gestaltet sind, dass sie das Transportgut, das von dem, mittels der Magnetblöcke erzeugten Magnetfeldes gegen die den Magnetblöcken gegenüber liegende Fläche des Bandes angezogen, ständig in Bewegung, mit wechselnder Richtung, gehalten wird. Daher sind die Noppen in Gestalt und Anordnung variabel ausgeführt und über die gesamte Länge und Breite des Bandes verteilt angeordnet. Wichtig ist nur das Schüttgut ständig in Bewegung zu halten, sodass sich nichtmagnetisierbare Partikel vom magnetisierbaren Material lösen. Da das vom ersten Magnetblock angezogene Material neben magnetisierbaren Bestandteilen nichtmagnetisierbare Partikel enthält, die an den magnetisierbaren Materialteilen anhaften und/oder mit diesen lose verbunden sind, wird das vom ersten Magneten angezogene Material mittels des mit Vorsprüngen versehenen Bandes aus dem Wirkungsbereich des ersten Magnetblockes weggezogen und in den Wirkungsbereich des nachfolgenden Magnetblockes verbracht. Dieser Weitertransport bewirkt, dass kurzzeitig die wirksamen Magnetkräfte vom ersten Magnetblock verringert oder bei Elektromagneten ganz ausgeschaltet werden, die Adhäsionskräfte in der erst angezogenen Gemengemasse schwinden und beim Übergang von einem zum nächst folgenden Magnetblock das Metallgemenge kurzzeitig frei im Raum schweben lassen, sodass sich nichtmagnetisierbare Materialen loslösen und nach unten wegfallen können. Dieser Vorgang wird sooft wiederholt bis weitestgehend von nichtmagnetisierbaren Anteilen befreites Eisen erhalten wird. Bei den Magnetblöcken können sowohl Permanent- als auch Elektromagnete eingesetzt werden.
Elektro-Magnetblöcke in Reihe hintereinander haben den Vorteil gegenüber Permanentmagneten, dass sie elektrisch über eine Steuereinrichtung so schaltbar sind, dass ein stromauf im Materialfluss angeordneter Magnetblock abschaltet, d. h. magnetisch inaktiv gemacht werden kann, wenn stromab von diesem ein Magnetblock auf magnetisch aktiv geschaltet wird und umgekehrt. Hierbei wird der Übergang von einem Magnetblock zum andern, durch Wegfall der Adhäsionskräfte, die Loslösung von amagnetischem Material von magnetisierbarem Material erleichtert. Nicht magnetische Partikel können vom magnetisierbaren Material dann leichter abfallen und der stromab folgende Magnetbock nimmt magnetisierbares Material wieder auf, das bereits einem ersten Trennvorgang von amagnetischen Stoffen unterworfen war. Dieses Spiel kann sooft wiederholt werden, bis weitest gehend gereinigtes, d. h. von nicht magnetisierbaren Stoffen befreites reines Eisen erhalten ist.
Eine weitere Entwicklung schlägt vor die Magnetblöcke mit Vibrationseinrichtungen auszustatten, sodass das von einem Magnetblock angezogene Material auch am Magnetblock selbst in Bewegung gehalten wird und Partikel, die nicht über Magnetkräfte gehalten sind, abschütteln werden.
Ebenso können die Umlenkrollen an den Enden des Bandes mit Vibratoren ausgestattet sein und das gesamte Band in einer Schüttelbewegung halten, sodass alle Metallteile, die nicht magnetisch sind abgeschüttelt werden.
Eine weitere Entwicklung sieht vor die Magnetblöcke horizontal und/oder vertikal verschiebbar anzuordnen. Eine solche Anordnung bezweckt, wenn die horizontale und/oder vertikale Bewegung z. B. in einen rhythmischen Ablauf durchgeführt wird, dass eine weitere Bewegung in das zu trennende Material eingeleitet wirkt, sodass ein Loslösen der amagnetischen Bestandteile im zu trennenden Schrottgemenge von den magnetisierbaren Anteilen wiederum günstig beeinflusst wird. Lose angebundene amagnetische Materialteile trennen sich dadurch leichter von magnetisierbaren Materialanteilen.
Ergänzend oder auch separat kann eine solche Trennung von nichtmagnetisierbaren Bestandteilen aus einem Gemenge von Metallschrott unterstützend oder auch separat erreicht werden, wenn man das Gemenge von Metallschrott mit einem unter Hochdruck stehenden Gasstrom, z. B. Luftstrom, oder einer Flüssigkeitsdusche, möglichst ebenfalls unter Druck, z. B. Wasserdusche mit oder ohne chemische Zusätze, behandelt und damit den magnetischen Anteil im Metallgemenge vom nichtmagnetisierbaren befreit.
Alle diese zusätzlich angegebenen Maßnahmen können separat oder zusammen eingesetzt werden, sodass man optimale Verhältnisse für die Trennung von magnetisierbarem Material von amagnetischem Material schafft.
Figurenbeschreibung:
Über das Förderband (1) wird ein Gemenge aus Metallschrott, das mittels eines Shredders oder einer Hammermühle zerkleinert wurde in das Magnetfeld eines ersten Magnetblocks I einer Umlaufbandmagneteinrichtung verbracht. Das Magnetfeld des ersten Magnetblocks I (3) zieht das Metallschrottgemenge (5) an, das auf dem amagnetischen Transportband (2) unterhalb des Magnetblocks I (3) läuft. Leicht loslösendes, nicht magnetisierbares Material (6) fällt nach unten in einen Sammelbehälter (8). Das amagnetische Transportband (2) weist an seiner dem Metallschrottgemenge (5) Noppen oder Höcker (11) auf, bzw. kann auch nur eine angeraute Oberfläche haben, um den Metallschrott (5) besser mitnehmen und zum nächst folgenden Magnetblock II transportieren zu können. Bei diesem Transport von einem vorausgehenden Magnetblock zum nächst folgenden Magnetblock schwebt das Metallgemenge kurzfristig, sodass nicht magnetisierbares Material sich vom magnetisierbaren Metall lösen und in den Sammelbehälter fallen kann. Dieser Vorgang wird so häufig wiederholt bis das magnetisierbare Metall von nichtmagnetisierbaren Stoffanteilen befreit ist. Die Anzahl (n) der aufeinander folgenden Magnetblöcke (m) richtet sich ausschließlich nach dem gewünschten Reinheitsgrad des magnetisierbaren Materials. Das amagnetische Transportband (2) läuft am Ende und am Anfang der Magnetstrecke über Umlenkrollen (12) von denen mindestens eine mit einem elektromotorischen, in seiner Drehzahl steuerbaren Elektroantrieb verbunden ist und das amagnetische Transportband antreibt. Das amagnetische Transport band ist endlos. Über mindestens eine Umlenkrolle werden die Antriebskräfte, die von einem Elektroantrieb herrühren, auf das amagnetische Transportband (2) übertragen. Um die Möglichkeit der Abtrennung von amagnetischen Schrottelementen vom magnetischen Schrottanteil weiter zu verbessern, sind die Magnetblöcke (m) mit Vibratoren (9) verbunden und/oder mit Einrichtungen (15 und 16) um die Magnetblöcke währen des Betriebs zu heben und senken und/oder horizontal zu bewegen.
Bezugszeichenliste

1: Förderband
2: Transportband
3: Magnetblock I
4: Magnetblock II
5: Metallschrottgemenge
6: Amagnetisches Material
7: Eisenschrott (gereinigt)
8: Sammelbehälter
9: Vibrationseinrichtung
10: Fe-Sammelbehälter
11: Noppen und/oder Höcker
12: Umlenkrollen (mit E-Antrieb)
13: Anzahl der Magnetblöcke (n)
14: Magnetblöcke (m)
15: Einrichtung zum Heben und Senken der Magnetblöcke
16: Einrichtung zum horizontalen Bewegen der Magnetblöcke

Claims

Verfahren zur Reinigung eines Gemenges von Metallschrott von nichtmagnetischen Bestandteilen, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einer Zerkleinerungsmaschine z. B. einem Shredder oder einer Hammermühle zerkleinerter Metallschrott über eine Fördereinrichtung an eine Überbandmagneteinrichtung zu einem ersten Magnetblock herangeführt wird, dessen amagnetische Bandfördereinrichtung mittels an seiner dem zu trennenden Gemenge zugekehrten Seite vorgesehenen Noppen oder Höcker das Trenngut mitreist und zu einem stromab vom Materialfluss vorgesehenen weiteren Magnetblock befördert, sodass sich beim Übergang von einem Magnetblock zum nächst folgenden Magnetblock aus dem kurzzeitig frei schwebenden Metallgemenge amagnetisches Material vom magnetisierbaren Material lösen und auf eine zu einem Container führende Transporteinrichtung fallen kann, wobei dieser Wechsel von einem Magnetblock zum nächsten beliebig häufig stattfindet und erst bei Erreichen eines gewünschten Reinheitsgrades des magnetisierbaren Materials abgebrochen wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Förderband (1) ein, in einer Zerkleinerungsmaschine, z. B. einem Shredder, aufbereitetes Gemenge (5) von Metallschrott in das Magnetfeld eines ersten Magnetblocks (3) einer Überbandmagneteinrichtung herangeführt, und von diesem Magnetfeld an ein, unter dem Magnetblock (3) laufendes amagnetisches Transportband (2) gezogen, das den Metallschrott an in Reihe des Materialflusses nachfolgende Magnetblöcke (14) weitertransportiert.
Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das amagnetische Transportband (2) auf der dem Metallschrott (5) zugewandten Seite Noppen oder Höcker (11) oder andersartige Vorsprünge oder einen erhöhten Grad an Oberflächenrauhe aufweist.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetblöcke (14) und/oder die Umlenkrollen (12), von denen mindestens eine den Antrieb des amagnetischen Transportbandes (2) bewirkt, am Ende des amagnetischen Transportbandes (2) mit Vibrationseinrichtungen (9) ausgestattet sind.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Magnetblock (1 bis n) höhen und/oder horizontal verschiebbar über mindestens eine Stelleinrichtung (15 oder 16) befestigt ist, sodass eine Bewegung im angezogenen Metallgemenge (5) durch Ändern der wirksamen Magnetkräfte erzeugt wird.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Elektromagneten in den Magnetblöcken (14) diese mit einer elektrischen Steuereinrichtung zusammenwirken, die jeweils einen nachfolgenden Magnetblock auf magnetische wirksam und gleichzeitig den vorausgehenden Magnetblock magnetisch unwirksam schaltet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das amagnetische Transportband (2) der Überbandmagneteinrichtung an ihrer beidseitigen Umlenkung über mindestens zwei Rollen (12) geführt ist, von denen mindestens eine davon die Antriebskräfte eines steuerbaren elektromotorischen Antriebsvorrichtung auf das amagnetische Transportband (2) übertragen und ebenfalls mit Vibrationseinrichtungen (9) in Verbindung steht, sodass eine Vibration auf das gesamte amagnetische Transportband wirksam ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass Düsen, deren Austrittsöffnung zum von einem Magnetblock angezogenen Gemenge aus Metallschrott hin gerichtet, einen Gasstrom auf das Gemenge aus Metallschrott unter Hochdruck blasen und/oder Flüssigkeit unter Druck spritzen, sodass nicht fest anhaftende, amagnetische Partikel weggeblasen und/oder weggespült werden.