DE1031473B

DE1031473B - Rotary furnace with a non-circular cross-section for melting down metals

Info

Publication number: DE1031473B
Application number: DES39625A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Winterhager
Original assignee: SEIBEL METALLHUETTENWERK W
Current assignee: SEIBEL METALLHUETTENWERK W
Priority date: 1954-06-16
Filing date: 1954-06-16
Publication date: 1958-06-04

Description

Drehofen mit nicht kreisförmigem Querschnitt zum Einschmelzen von Metallen Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehofen mit nicht kreisförmigem Querschnitt zum Einschmelzen von Metallen, insbesondere von Leichtmetallabfällen. Zum Niederschmelzen von metallischen Abfällen und Rückständen werden Zuschläge aus Salzen oder Salzgemischen verwandt, die eine oxydlösende und raffinierende Wirkung ausüben. Zu diesem Zweck müssen sie möglichst intensiv mit der Gattierung vermischt werden, um dabei chemisch-metallurgische Vorgänge auszulösen, die die genannte reinigende und raffinierende Wirkung herbeiführen.Rotary furnace with a non-circular cross-section for melting down Metals The invention relates to a rotary kiln with a non-circular cross-section for melting down metals, especially light metal waste. To melt down metallic waste and residues become aggregates from salts or salt mixtures related, which have an oxide-dissolving and refining effect. To this end they must be mixed as intensively as possible with the species, in order to achieve chemical-metallurgical To trigger processes that bring about the aforementioned cleansing and refining effect.

Die Mischung des Metalls mit dem Salzgemisch wurde bisher in stationären Öfen durchgeführt, und zwar durch Rühren mit Krätzern von Hand oder auch durch maschinell bewegte Rührvorrichtungen. Während im erstgenannten Fall die Hin- und Herbewegung des Einsatzes unvollkommen und lediglich von der Geschicklichkeit und Zuverlässigkeit des Bedienungspersonals abhängig ist, spielt bei den letztgenannten Fällen die Werkstofffrage eine entscheidende Rolle, insbesondere, wenn Metalle mit hohem Schmelzpunkt niedergeschmolzen «erden sollen. Außerdem sind die Rührwerke verwickelt in ihrem Aufbau und daher störanfällig.The mixture of the metal with the salt mixture was previously in stationary Ovens carried out, by stirring with dross by hand or by machine moving agitators. While in the former case the back and forth movement the use is imperfect and only from the skill and reliability depends on the operating personnel, in the latter cases the question of materials plays a role plays a crucial role, especially when metals with a high melting point are melted down «Should be grounded. In addition, the agitators are involved in their construction and therefore prone to failure.

Um die genannten Mängel zu vermeiden, hat man Dreh- oder Schaukelöfen eingeführt. Die Vermischung des Metalls mit der Salzmischung erfolgt durch einfaches Drehen oder Schaukeln des Ofens. Bei diesem Vorgang werden die einzelnen Metallteile des Einsatzes von dem Schmelzsalzgemisch überzogen und so vor der unmittelbaren Berührung mit der Flamme oder den Flammengasen geschützt. Es entsteht in der unteren Hälfte des Trommelofens mit der Zeit ein flüssiges ':Metallbad. Über dieses legt sich das Salz als schützende Deckschicht.In order to avoid the defects mentioned, rotary or rocking ovens are used introduced. The mixing of the metal with the salt mixture is done by simple Turning or rocking the stove. During this process, the individual metal parts of the insert coated by the molten salt mixture and so before the immediate Contact with the flame or the flame gases protected. It arises in the lower Half of the drum furnace becomes a liquid ': metal bath over time. About this lays the salt acts as a protective top layer.

In der ersten Phase des Niederschmelzens der metallischen Gattierung, d. h., solange noch keine vollständige Verflüssigung des Salzgemisches und des metallischen Einsatzes erfolgt ist, werden die genannten Teile verhältnismäßig gut durchmischt. Je weiter aber die Verflüssigung fortschreitet, um so schlechter wird die Vermischung der beiden Stoffe. Da die Salzschicht ein wesentlich geringeres spezifisches Gewicht, etwa 1,3 bis 1,4kg/dm3 aufweist, überlagert diese Mischung das niedergeschmolzene Metall, das beispielsweise bei Aluminiumlegierungen ein spezifisches Gewicht von 2,$ bis 3 kg/dm3 aufweist, Eine Reaktion im chemisch-metallurgischen Sinne erfolgt lediglich an der Berührungsfläche beider Schichten. Mit der Zeit bildet sich so ein stationärer Zustand. Eine weitere Vermischung der beiden Stoffe kann nur unter Zuhilfenahme von Rührwerkzeugen erzielt werden. Diese haben aber die eingangs geschilderten iNTachteile. Um die Vermischung der im Ofen befindlichen Stoffe zu verbessern, hat man Öfen geschaffen., die besondere OOuerschnittsformen aufweisen. So ist es beispielsweise bekannt, an Stelle des runden Ofenquerschnittes eine Ausmauerung mit vorspringenden Leisten vorzusehen. Auch eine wellenförmige Innenwandung des Drehofens ist bekanntgeworden, beispielsweise der sogenannte Kleeblattofen. Diese Öfen haben sich jedoch in der Praxis nicht bewährt, da die vorspringenden Kanten und Ecken schon nach verhältnismäßig kurzer Zeit abschleißen. Durch Ausbrechen und Abbröckeln einzelner Teile werden die Vorsprünge immer mehr abgeflacht, so daß sie sich immer mehr der runden bzw. ovalen Querschnittsform nähern. Die gleichen Nachteile bestehen auch bei bekanntgewordenen Trommelöfen zum Erschmelzen von leicht oxydierbaren Metallen, wie Aluminium, die im Innenumfang eine nach innen vorstehende Spiralrippe aufweisen, die entweder mit dem Schamottefutter massiv zusammenhängt oder auf dasselbe aufgesetzt sein kann. Neben diesen Ausführungsformen ist auch eine Spiralrippe bekanntgeworden, die ans einzelnen Teilen besteht, zwischen denen Unterbrechungen vorgesehen sind. Die in das Ofeninnere hineinragenden Teile sind, wie gesagt, einem sehr schnellen Verschleiß unterworfen und werden mehr oder weniger unwirksam. Das gleiche gilt von einer weiteren bekanngewordenen Drehtrommelausführung, bei der im Futter des Ofens Vertiefungen oder Erhöhungen angebracht sind, die die Form von Schneckengängen haben und von beiden Enden des Ofens gleichmäßig in entgegengesetzter Richtung verlaufen.In the first phase of melting down the metallic charge, d. i.e., as long as the salt mixture and the metallic mixture have not yet completely liquefied Is used, the parts mentioned are mixed relatively well. But the further the liquefaction proceeds, the worse the mixing becomes of the two substances. Since the salt layer has a significantly lower specific weight, 1.3 to 1.4kg / dm3, this mixture is superimposed on the melted Metal which, for example in aluminum alloys, has a specific weight of 2, $ up to 3 kg / dm3, a reaction in the chemical-metallurgical sense takes place only at the contact surface of the two layers. Over time it forms like this a steady state. A further mixing of the two substances can only take place under With the help of stirring tools can be achieved. But these have the ones described at the beginning iN disadvantages. In order to improve the mixing of the substances in the furnace, has one created furnaces, which have special OOu section shapes. This is how it is, for example known, instead of the round furnace cross-section, a brick lining with protruding To provide ledges. A wave-shaped inner wall of the rotary kiln has also become known, for example the so-called cloverleaf oven. However, these ovens have proven themselves in the Not proven in practice, as the protruding edges and corners are already proportionate wear off in a short time. By breaking off and crumbling individual parts the projections flattened more and more, so that they are more and more of the round or approximate oval cross-sectional shape. The same disadvantages also exist with known ones Drum furnaces for melting easily oxidizable metals such as aluminum have an inwardly protruding spiral rib in the inner circumference, either with the chamotte lining is massively related or can be attached to the same. In addition to these embodiments, a spiral rib has also become known that ans individual parts, between which interruptions are provided. In the Parts protruding into the inside of the furnace are, as already mentioned, subject to very rapid wear subject and become more or less ineffective. The same is true of another Well-known rotary drum design, in which there are indentations in the lining of the furnace or elevations are attached, which have the shape of helical flights and of both ends of the oven run evenly in opposite directions.

Auch die fünfeckige Querschnittsgestaltung des Drehofens hat nicht den erwarteten Erfolg gehabt, denn nach der erfolgten Niederschmelzung des Ofeninhaltes ist nur eine verhältnismäßig geringe Durchmischung von Flußmittel einerseits und Metallbad andererseits vorhanden.The pentagonal cross-sectional design of the rotary kiln does not have either had the expected success, because after the meltdown has taken place of the furnace content is only a relatively small amount of flux mixing on the one hand and metal bath on the other hand.

Schließlich sind Drehöfen bekanntgeworden, bei denen die Ofendrehachse gegen das zylindrisch gestaltete, ausgemauerte Ofenende geneigt verläuft. Auch diese Öfen haben sich in der Praxis nicht bewährt, vor allem weil die mit ihnen zu verarbeitende Menge verhältnismäßig gering ist.Finally, rotary kilns have become known in which the kiln axis of rotation runs inclined towards the cylindrical, brick-lined furnace end. These too Ovens have not proven themselves in practice, mainly because the ones that can be processed with them Amount is relatively small.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Mängel zu vermeiden und einen Drehofen zu schaffen, durch den eine innige Durchmischung des Drehofeneinsatzes mit der Salzmischung erzielt wird. Dieses Ziel wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß die in Richtung der Ofenlängsachse liegenden Ofenraumquerschnitte im Drehsinn des Ofens stufenlos gegeneinander versetzt sind. Dabei kann der in Richtung der Ofenlängsachse im Drehsinn des Ofens stufenlos versetzte Ofenraumquerschnitt über die ganze Länge des Ofens gleichgestaltet sein; es ist aber auch möglich, ihn über die Länge des Ofens verschieden auszubilden. Ferner kann der Ofenraumquerschnitt über die Länge des Ofens unterschiedliche Größe aufweisen. Neben einem elliptischen oder länglichen Ofenraumquerschnitt kommen auch eckige in Betracht, beispielsweise vier- oder mehreckige. Durch diese Gestaltung des Drehofens ist eine Bewegung des gesamten Ofeninhaltes, also einschließlich der über dem Metall liegenden Salzmischung und eine intensive Durchwallung dieser Teile erreicht. Diese Durchwallung erfolgt in Richtung der Trommellängsachse, und zwar wird bei jeder Umdrehung das Einsatzgut viermal hin- und tiergeworfen. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Drehofens erfolgt ein ständiges Hin- und Herwerfen des gesamten Ofeninhaltes, und es entstehen so stets neue Berührungspunkte zwischen den einzelnen Metallteilchen und dem Salzgemisch, die zu einer gründlichen Durchmischung führen, was eine wichtige Voraussetzung für die oxydierende und raffinierende Wirkung ist.The invention is based on the object of addressing the deficiencies mentioned avoid and create a rotary kiln through which an intimate mixing of the Rotary kiln insert is achieved with the salt mixture. This goal is essentially achieved in that the furnace chamber cross-sections lying in the direction of the furnace longitudinal axis are infinitely offset against each other in the direction of rotation of the furnace. It can go in the direction of the longitudinal axis of the furnace in the direction of rotation of the furnace, steplessly offset furnace space cross-section be of the same design over the entire length of the furnace; but it is also possible to use him to be formed differently over the length of the furnace. Furthermore, the cross-section of the furnace chamber Different sizes along the length of the furnace. In addition to an elliptical or oblong furnace space cross-sections are also possible, for example square or polygonal. This design of the rotary kiln means that the the entire contents of the furnace, including the salt mixture above the metal and an intensive flushing of these parts is achieved. This flushing takes place in the direction of the longitudinal axis of the drum, namely the material to be used with each revolution thrown back and forth four times. Due to the inventive design of the rotary kiln the entire contents of the furnace are constantly being thrown back and forth, and the result is that so there are always new points of contact between the individual metal particles and the salt mixture, which lead to thorough mixing, which is an important prerequisite for the oxidizing and refining effect is.

Bei den vorbekannten Öfen hat es sich gezeigt, daß die benutzten Salzteilchen Metallteilchen eingeschlossen haben, wodurch ein nicht unbeträchtlicher Materialverlust entsteht. Diese Einschlüsse sind auf die eintretende Selbstverdickung des Salzgemisches beim Niederschmelzen zurückzuführen, die ihrerseits ihre Ursache in der Viskositätszunahme des Salzgemisches hat. Die Viskositätszunahme ist schließlich abhängig vom Gehalt an Aluminiumoxydteilchen. Ein wirksames Mittel, um diese Viskositätszunahme zu verringern, ist die innige Durchmischung der im Drehofen vorhandenen Werkstoffe, wie es bei den Drehöfen gemäß der Erfindung der Fall ist.In the previously known ovens it has been shown that the salt particles used Have included metal particles, causing a not inconsiderable loss of material arises. These inclusions are due to the self-thickening of the salt mixture that occurs due to melting down, which in turn is due to the increase in viscosity of the salt mixture. The increase in viscosity is ultimately dependent on the content on aluminum oxide particles. An effective way to reduce this viscosity increase is is the intimate mixing of the materials present in the rotary kiln, as is the case with the rotary kilns according to the invention is the case.

Betrachtet seien nun die Vorgänge, wie sie sich in einem Ofen abspielen, der sich aus zwei im Querschnitt ovalen Teilen zusammensetzt, die gegeneinander um 90° versetzt sind, und zwar derart, daß der Übergang von dem einen zum anderen Teil stufenlos erfolgt. Wird ein solcher Ofen in Umdrehungen versetzt, so kommen durch die besondere Gestaltung des Ofens immer neue Teilchen unter den Einfluß der Schwerkraft, und es erfolgt das bereits erwähnte Verschieben des Metalls und der Salzschicht nach den jeweils tiefer gelegenen Stellen des Ofens. Bei der Umdrehung eines solchen Ofens kommen die Teile des Ofeninhaltes mit immer anderen Teilen des Ofens in Wirkverbindung. Außer dieser in der Längsachse des Ofens erfolgenden Bewegung hebt und senkt sich der Ofeninhalt ständig. Es entstehen so wellenartige Bewegungen, die bei einer Umdrehung des Ofens insgesamt viermal ihre Richtung ändern, und zwar von rechts nach links und umgekehrt, im ständigen Rhythmus.Let us now consider the processes as they take place in an oven, which is composed of two oval cross-section parts that oppose each other are offset by 90 °, in such a way that the transition from one to the other Part is stepless. If such a furnace is set in revolutions, so come Due to the special design of the furnace, always new particles under the influence of the Gravity, and the aforementioned shifting of the metal and the Salt layer towards the lower parts of the oven. At the turn of such a furnace, the parts of the furnace content always come with different parts of the Furnace in operative connection. Besides this movement taking place in the longitudinal axis of the furnace the contents of the oven rise and fall constantly. Wave-like movements are created which change their direction a total of four times with one revolution of the furnace, namely from right to left and vice versa, in a constant rhythm.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Drehofens wird der in dem stehenden Oval befindliche Ofeninhalt beim Weiterdrehen durch die Übergangsstelle in den anderen Ofenteil hineingedrückt und von dort bei weiterer Umdrehung wieder zurückgedrückt. Es erfolgt so ein ständiges Überwechseln des Ofeninhaltes in das jeweils stehende Oval, oder anders ausgedrückt: Die Metall- und Salzschmelze wird aus dem Oval mit der jeweils geringeren Badtiefe über die Verbindungsstelle des Ofens in den jeweils senkrecht stehenden Ofenteil hineingedrückt, der die höhere Badtiefe aufweist. Dieser Vorgang wiederholt sich viermal bei einer Umdrehung. Es entsteht somit eine pulsierende Bewegung des flüssigen Ofeninhaltes, die die vorstehend genannten Bewegungen unterstützt, so daß zusätzlich eine weitere, innige Vermischung der einzelnen Teilchen erfolgt. Durch die verschiedenartigen Bewegungen des Ofeninhaltes werden immer neue Metallteilchen mit den reaktionsfähigen Salzteilchen zusammengeführt, so daß sich die gewünschten chemisch-metallurgischen Vorgänge abwickeln können.The inventive design of the rotary kiln is in the The oven contents in a standing oval when turning further through the transition point pressed into the other part of the furnace and from there again with a further rotation pushed back. There is a constant transfer of the furnace contents to the each standing oval, or in other words: the molten metal and salt is from the oval with the lower bath depth over the junction of the The oven is pressed into the vertical oven part, which is the higher one Has bath depth. This process is repeated four times for one rotation. It This creates a pulsating movement of the liquid contents of the furnace that resembles the above supports mentioned movements, so that in addition a further, intimate mixing of the individual particles takes place. Due to the various movements of the contents of the oven new metal particles are always brought together with the reactive salt particles, so that the desired chemical-metallurgical processes can take place.

Bemerkt sei weiterhin, daß die genannten Bewegungen des flüssigen Ofeninhaltes noch dadurch beeinflußt werden, daß sich die Umfangsgeschwindigkeiten der sich an der Innenwandung des Ofens entlang bewegenden Teilchen von einem Höchstwert zu einem Tiefstwert ändern, und zwar ebenfalls in einem ständigen Rhythmus. Es erfolgt hierdurch ein Vor- und Nacheilen der einzelnen Partikelchen, so daß auch hierdurch ein ständiger Austausch der miteinander in Wirkverbindung kommenden Metall- und Salzteilchen erfolgt.It should also be noted that the aforementioned movements of the liquid Furnace contents can still be influenced by the fact that the peripheral speeds the particles moving along the inner wall of the furnace have a maximum value change to a minimum, also in a constant rhythm. It takes place this leads to an advance and lag of the individual particles, so that this too a constant exchange of the metal and metal parts coming into operative connection with one another Salt particles takes place.

Ein weiteres, wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, nämlich das Auftreten von Stauungen an den seitlichen Begrenzungswänden des Ofens, sei an Hand eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Drehofens erläutert: Betrachtet wird ein Ofen, der sich aus mehreren Teilen zusammensetzt, die im Querschnitt quadratisch und gegeneinander versetzt sind. Bei dieser Ofengestaltung entsteht eine schraubenförmig gewundene Innenfläche des Ofens. Beim Umlaufen des Drehofens bewegt sich das Schmelzgut in den Schraubengängen ständig von der vorderen Seite, beispielsweise der Brennerseite, nach der hinteren Seite, die in diesem Falle die Austrittsöffnung für die Verbrennungsgase aufweist. Auch kann ohne weiteres die Bewegung in umgekehrter Richtung erfolgen. Beim Auftreffen des Schmelzgutes auf die Seitenwand finden Stauungen des Schmelzgutes statt, die eine erhebliche Durchwirbelung des Schmelzgutes herbeiführen. Von dieser Durchwirbelung werden nicht nur die Metallteilchen sondern auch die flüssige Salzschicht erfaßt. Bei der Ausbildung der Stauungen erfolgt ein Übergang von oxydischen und sonstigen, nicht metallischen Beimengungen aus der Metallcharge in das Salz. Außer diesem Vorgang, der mechanischer Natur ist, werden die chemischen Reinigungsprozesse im positiven Sinne beeinflußt.Another essential feature of the present invention, namely the occurrence of congestion on the side walls of the furnace is on Hand of another embodiment of the rotary kiln according to the invention explained: A furnace is considered, which is composed of several parts, which in cross section are square and offset from one another. This stove design creates a helically wound inner surface of the furnace. When walking around the rotary kiln the melt material in the screw threads is constantly moving from the front side, for example the burner side, after the rear side, which in this case the Has outlet opening for the combustion gases. The Movement in the opposite direction. When the melting material hits the side wall, accumulations of the melt material take place, which cause a considerable turbulence bring about the melting material. This turbulence does not only result in the metal particles but also includes the liquid salt layer. When the congestion is formed a transfer of oxidic and other, non-metallic admixtures from the Metal batch in the salt. Besides this process, which is mechanical in nature, there will be influences the chemical cleaning processes in a positive sense.

Während bei den bisher bekannten Drehöfen nach dem Niederschmelzen die zum Raffinieren bestimmte Salzschicht über dem flüssigen Metallbad sich absetzt und somit nur in einem unzulänglichen Maße eine raffinierende Wirkung ausübt, findet beim erfindungsgemäßen Drehofen gerade nach der Verflüssigung des Einsatzgutes durch die verschiedenen Bewegungen ein laufendes Durchmischen von flüssigem Metall und flüssigem Salz statt, so daß im gleichen Maße die beiden im Ofen befindlichen Stoffe Gelegenheit haben, aufeinander einzuwirken.While in the previously known rotary kilns after melting down the salt layer intended for refining settles over the liquid metal bath and thus only inadequately exerts a refining effect in the rotary kiln according to the invention just after the liquefaction of the Input the various movements result in a continuous mixing of liquid metal and liquid salt, so that the two are in the oven to the same extent Substances have the opportunity to interact.

Der Grad der Durchmischung des im Ofen befindlichen Schmelzgutes wird nicht durch die verschiedenen spezifischen Gewichte seiner Komponenten verkleinert, vielmehr ist das Gegenteil der Fall. Die spezifisch schwerere Flüssigkeit, nämlich das niedergeschmolzene Metall, schiebt sich beim umlaufenden Drehofen viel langsamer von der einen zur anderen Richtung als die spezifisch leichtere Salzmischung. Durch die Verschiedenheit der spezifischen Gewichte, d. h. der Masse, ändern sich die Beschleunigungsvorgänge, und zwar im angegebenen Sinne. Die Salzschicht, die an der Längsbewegung im Ofeninnern teilnimmt, hat an den verschiedenen Stellen des Drehofens verschieden große Schichtstärken, die im ständigen Rhythmus zu- und abnehmen. Beide Erscheinungen, nämlich einmal die schnellere Bewegung des spezifisch leichteren Salzgemisches und zum anderen die Variierung der jeweiligen Dicke der Salzschicht bedingen, daß auch hierdurch ständig neue Salzteilchen mit dem Metall in Wirkverbindung kommen und so ihre reinigende und raffinierende Wirkung ausüben können.The degree of mixing of the melting material in the furnace is not diminished by the various specific weights of its components, rather the opposite is the case. The specific heavier liquid, namely the melted metal moves much more slowly when the rotary kiln is rotating from one direction to the other than the specifically lighter salt mixture. By the difference in specific weights, d. H. of the crowd, they change Acceleration processes, in the specified sense. The layer of salt that is on takes part in the longitudinal movement inside the furnace, has at the various points of the Drehofen has different thicknesses of layers that increase and decrease in a constant rhythm. Both phenomena, namely the faster movement of the specifically lighter one Salt mixture and on the other hand the variation of the respective thickness of the salt layer This means that new salt particles are constantly in active connection with the metal come and exert their cleansing and refining effect.

über die sich im erfindungsgemäßen Drehofen einstellenden Temperaturverhältnisse sei folgendes erwähnt: Bei den vorbekannten Öfen mit zylindrischer Querschnittsgestaltung oder eckiger Ausmauerung sind innerhalb des Ofens verschiedene Temperaturbereiche festzustellen, und zwar sind die Ofentemperaturen an der Brennerseite, etwa im Bereich des ersten Viertels der Ofenlänge, um 70 bis 100'° C niedriger als im letzten Viertel des Ofens nach der Austrittsseite hin. Dies hat seine Ursache darin, daß im letzten Viertel des Ofens die Flamme sich besser entwickelt hat und sich an der Endwandung des Ofens staut, durcheinanderwirbelt und schließlich durch den engen Austritt entweichen muß. Durch diese Vorgänge ist die Temperatur in der genannten Ofenzone am höchsten. Bei den bekannten Drehöfen finden somit im letzten Viertel des Ofeninnern Elberhitzungen. statt, die sich schädlich auf das Schmelzgut auswirken und höhere Abbrandverluste herbeiführen können. Beim erfindungsgemäßen Drehofen tritt zwar zunächst auch eine ähnliche Temperaturverteilung auf, jedoch wird das Temperaturgefälle schnell abgebaut. Die Wärmemengen werden sehr schnell dem flüssigen Schmelzgut übermittelt und gleichen sich, vor allem durch die in Richtung der Trommelachse erfolgende Bewegung, aus. Örtliche Überhitzungen, die zur Verdampfung des Salzes und damit zu hohen Abbrandverlusten führen, werden hierdurch vermieden.via the temperature conditions that are established in the rotary kiln according to the invention the following should be mentioned: In the previously known ovens with a cylindrical cross-sectional design or angular brickwork are different temperature ranges within the furnace determine, namely the furnace temperatures on the burner side, approximately in the range the first quarter of the furnace length, 70 to 100 ° C lower than the last quarter of the furnace towards the outlet side. This is due to the fact that in the last Quarter of the stove the flame has developed better and is on the end wall of the furnace jams, whirls around and finally escapes through the narrow outlet got to. As a result of these processes, the temperature in the above-mentioned oven zone is the highest. In the known rotary kilns, Elber heating occurs in the last quarter of the furnace interior. instead, which have a detrimental effect on the melting material and higher burn-off losses can bring about. In the case of the rotary kiln according to the invention, one also occurs initially similar temperature distribution, but the temperature gradient is quickly reduced. The amounts of heat are transferred very quickly to the liquid melting material and are the same mainly due to the movement in the direction of the drum axis. Local overheating, which leads to the evaporation of the salt and thus to high burn-off losses lead, are thereby avoided.

Durch die schraubenförmigen Bewegungen des Einsatzgutes, wie sie durch die besondere Ausbildung des Drehofens hervorgerufen werden, hat man ferner die Möglichkeit, das Einsatzgut entweder von der Flamme weg in die heißere Zone nach dem Flammenaustritt zu oder umgekehrt zum vorderen, kühleren Teil des Ofens hin zu befördern. Je nach der Beschaffenheit und Art des Einsatzgutes hat man so eine Anpassungsmöglichkeit. Dies ist von besonderer Bedeutung für solche Werkstoffe, die bei möglichst niedrigen Temperaturen niedergeschmolzen werden müssen, und die leicht der Gefahr der Elberhitzung unterliegen. Bei solchen Stoffen empfiehlt es sich, die Drehrichtung so zu wählen, daß die Bewegungen des Einsatzgutes nach der kühleren Ofenzone hin erfolgen. Eine derartige Drehrichtung würde man beispielsweise beim Niederschmelzen von Reinaluminiumblechabfällen, insbesondere von Folienabfällen, wählen. Diese Materialien, die eine sehr dünne Wandstärke haben, sind äußerst temperaturempfindlich, denn Reinaluminium schmilzt bei etwa 660° C. In diesem Falle bringt die ständige Bewegung in die kühlere Zone erhebliche Vorteile mit sich. Dies ist auch bei Aluminium-Silizium-Legierungen der Fall, deren Schmelzpunkt schon bei etwa 570° C liegt, und bei denen sich Elberhitzungen sowohl durch höheren Abbrand als auch durch Verschlechterung der technologischen Eigenschaften der Aluminiumlegierungen nachteilig auswirken würden. Wenn es sich dagegen, wie es beispielsweise beim Verfahren zum Entfernen von Magnesium aus Aluminiumlegierungen erforderlich ist, um Schmelztemperaturen von 900 bis 1000° C handelt, so wird man eine umgekehrte Drehrichtung wählen. Die fortlaufende Bewegung des Einsatzgutes zur heißeren Ofenzone hin beschleunigt den chemisch-metallurgischen Prozeß, beispielsweise. der Magnesiumentfernung, erheblich.Due to the helical movements of the material being used, as it is through the special training of the rotary kiln are caused, one also has the Possibility to move the feed either away from the flame and into the hotter zone towards the flame outlet or vice versa towards the front, cooler part of the stove to transport. Depending on the nature and type of the input material, you have one Customization option. This is of particular importance for such materials which must be melted down at the lowest possible temperatures, and the easily subject to the risk of the Elbe overheating. It is recommended for such substances to choose the direction of rotation so that the movements of the material after the in a cooler oven zone. Such a direction of rotation would, for example when melting down pure aluminum sheet waste, especially foil waste, Select. These materials, which have a very thin wall thickness, are extremely temperature-sensitive, because pure aluminum melts at around 660 ° C. In this case, the constant Moving to the cooler zone has significant benefits. This is also the case with aluminum-silicon alloys the case, the melting point of which is already around 570 ° C, and in which the Elbe is heated both by higher burn-up and by deterioration in technological Properties of the aluminum alloys would have an adverse effect. If it is on the other hand, as is the case, for example, with the process of removing magnesium from aluminum alloys is required to have melting temperatures of 900 to 1000 ° C, so one will choose a reverse direction of rotation. The continuous movement of the input material towards the hotter furnace zone accelerates the chemical-metallurgical process, for example. the removal of magnesium, considerably.

Außer den genannten Mitteln, die eine günstige Beeinflussung der chemisch-metallurgischen Vorgänge im Ofeninneren herbeiführen, besitzt der erfindungsgemäße Drehofen noch weitere Eigenschaften, die dem gleichen Zweck dienen. So kann insbesondere die Steigung der Schraubengangflächen dadurch verändert werden. daß man an Stelle einer Versetzung von 90° eine solche von über oder unter 90° wählt. Man hat so die Möglichkeit, die Bewegung des Schmelzgutes in den Schraubengangflächen zu beeinflussen, und zwar sowohl im Sinne einer schnelleren als auch im Sinne einer langsameren Bewegung. Selbstverständlich können auch bei Drehöfen, die aus im Querschnitt ovalen oder runden Teilen bestehen, die einzelnen Teile um mehr oder weniger als 90° gegeneinander versetzt werden.Besides the mentioned means, which have a favorable influence on the chemical-metallurgical To bring about processes inside the furnace, the rotary furnace according to the invention still has other properties that serve the same purpose. In particular, the slope the screw thread surfaces are thereby changed. that one in place of a transfer of 90 ° selects one of over or under 90 °. So you have the opportunity to To influence movement of the melt in the screw thread surfaces, namely both in terms of faster and slower movement. Of course, rotary kilns made of oval or oval cross-sections can also be used There are round parts, the individual parts by more or less than 90 ° against each other be moved.

Schließlich kann auch die Drehzahl des Trommelofens verändert werden. An und für sich kommt man beim erfindungsgemäßen Drehofen schon mit verhältnismäßig geringen Tourenzahlen aus, da die Durchmischung des Ofeninhaltes nicht ausschließlich von der Tourenzahl des Ofens abhängig ist, wie dies bei den vorbekannten Drehöfen der Fall ist. Trotzdem ist es zweckmäßig, die Geschwindigkeit innerhalb eines bestimmten Bereiches veränderlich zu gestalten, um so eine weitere Möglichkeit zu haben, die Reaktion zwischen den Komponenten des Ofeninhaltes zu beeinflussen.Finally, the speed of the drum furnace can also be changed. In and of itself, with the rotary kiln according to the invention, one already comes with a proportion low numbers of revolutions, since the mixing of the oven contents is not exclusive depends on the number of revolutions of the furnace, as is the case with the previously known rotary kilns the case is. Even so, it is expedient to keep the speed within a certain Area changeable in order to have another possibility that To influence the reaction between the components of the oven contents.

Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Drehofens seien im folgenden nochmals zusammengefaßt: Die Reaktionsmöglichkeiten zwischen Salzgemisch und Metallbad sind durch die starken Durchwallungen beim Niederschmelzen erheblich größer als bei den vorbekannten Öfen. Vor allem ist auch nach der Verflüssigung des Ofeneinsatzes eine Durchmischung möglich. Insgesamt erfolgt somit eine gründlichere Durchmischung der einzelnen Komponenten, die dazu noch in kürzerer Zeit erfolgt. Hierdurch verbilligen sich die Gesamtkosten des Schmelzvorganges erheblich; der Gas-, Strom- und Salzverbrauch vermindert sich. Außerdem verringern sich die metallischen Schmelzverluste, da diese direkt abhängig sind von der Dauer des Schmelz- und Raffinierungsprozesses. Es wird ein praktisch gas- und oxydfreies Metall geschaffen, denn durch das gründliche Bewegen und Raffinieren des flüssigen Metallbades sind die aus diesem Metall hergestellten Blöcke frei von Karbiden, Nitriden und sonstigen Verunreinigungen. Das Salzgemisch wird fast restlos ausgenutzt, und zwar in dem Sinne, daß die einzelnen Teilchen des Gemisches einer gleichmäßigen Beanspruchung unterliegen. Die Salzschlacke ist praktisch metallfrei, so daß ein erhöhter Metallausstoß die Folge ist. und im übrigen werden auch die aufzuwendenden Kosten für das Salz pro Tonne des erzeugten Materials herabgesetzt. Im Ofen wird eine gleichmäßige Temperatur des flüssigen Ofeninhaltes erzielt. Örtliche Überhitzungen sind weitgehend vermieden. Hierdurch werden Verdampfungsverluste des Salzgemisches und der metallische Abbrand herabgesetzt. Die Drehöfen selbst können mit verhältnismäßig niedrigen Tourenzahlen umlaufen, was sich auf die Antriebsleistung, die Lager usw. günstig auswirkt. Die Innenwandung des Ofens unterliegt einer gleichmäßigen Abnutzung, so daß nicht, wie bei einigen der vorbekannten Ofen, die Haltbarkeit des Ofens durch Herausbrechen der vorspringenden Teile verkürzt wird.The particular advantages of the rotary kiln according to the invention are given below Summarized again: The possible reactions between the salt mixture and the metal bath are considerably larger than with the previously known ovens. Above all, it is also after the furnace insert has been liquefied mixing is possible. Overall, there is thus a more thorough mixing of the individual components, which is done in a shorter time. This makes it cheaper the total costs of the melting process are considerable; the gas, electricity and salt consumption Decreases. In addition, the metallic melt losses are reduced, since these are directly dependent on the duration of the smelting and refining process. It will a practically gas- and oxide-free metal created, because by moving it thoroughly and refining the liquid metal bath are the ones off this metal manufactured blocks free of carbides, nitrides and other impurities. The salt mixture is almost completely used, in the sense that the individual Particles of the mixture are subject to uniform stress. The salt slag is practically metal-free, so that an increased metal output is the result. and in The rest is also the cost of the salt per tonne of the produced Material reduced. In the oven, a uniform temperature of the liquid Oven content achieved. Local overheating is largely avoided. Through this Evaporation losses of the salt mixture and the metallic burn-off are reduced. The rotary kilns themselves can run with relatively low numbers of revolutions, which has a positive effect on the drive power, the bearings, etc. The inner wall of the stove is subject to even wear, so that not, as with some the previously known furnace, the durability of the furnace by breaking out the protruding Parts is shortened.

In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Ofen in Seitenansicht in vereinfachter Darstellung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1. Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1, Fig. 4 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehofens in Vorderansicht, Fig. 5 den gleichen Ofen in Seitenansicht, Fig. 6 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ofens in Vorderansicht und Fig. 7 die Ausführungsform nach F ig. 6 in Seitenansicht.In the drawing, the invention is shown in several exemplary embodiments shown, namely Fig. 1 shows a furnace in side view in a simplified Representation, FIG. 2 shows a section along the line II-II of FIG. 1. FIG. 3 shows a Section along the line III-III of FIG. 1, FIG. 4 shows another embodiment of the Rotary furnace according to the invention in a front view, FIG. 5 the same furnace in a side view, 6 shows a further embodiment of the furnace according to the invention in a front view and FIG. 7 shows the embodiment according to FIG. 6 in side view.

Der besseren übersicht wegen sind in den Figuren der Zeichnung nur die Teile des Ofens dargestellt, die für das Verständnis der Erfindung von Wichtigkeit sind. Es sind daher Teile wie Lagerung, Brenner, Ein- und Austrittsöffnung usw. fortgelassen.For the sake of better clarity, the figures of the drawing are only the parts of the furnace shown that are important for an understanding of the invention are. There are therefore parts such as bearings, burner, inlet and outlet opening, etc. omitted.

Fig. 1 stellt einen Drehofen dar, der aus zwei verschiedenen Teilen besteht, die gegeneinander versetzt sind und stufenlos ineinander übergehen. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, haben die einzelnen Teile 8 und 9 des Drehofens elliptische Gestalt. Die Flächen der Ellipse sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gleich groß. Die Bildung eines solchen Ofens kann man sich etwa so vorstellen, daß die beiden Teile zunächst in parallel zueinander verlaufenden Ebenen und nicht versetzt angeordnet sind. Die Umhüllung dieses Körpers kann beispielsweise durch eine dehnbare und formbare Haut sybomlisiert sein. Wenn man den einen Teil dieses Körpers festhält und den gegenüberliegenden Teil um 90° verdreht, dann entsteht das in Fig. 1 dargestellte Gebilde, bei dem die einzelnen Teile versetzt gegeneinander angeordnet sind. Stufen oder Absätze zwischen beiden Teilen sind nicht vorhanden.Fig. 1 shows a rotary kiln which consists of two different parts exists, which are offset from one another and smoothly merge into one another. As 2 and 3, the individual parts 8 and 9 of the rotary kiln can be seen elliptical shape. The surfaces of the ellipse are in the illustrated embodiment same size. The formation of such a furnace can be imagined as follows: the two parts initially in parallel planes and not offset are arranged. The sheath of this body can, for example, by a stretchable and malleable skin to be sybomlized. When you hold onto one part of this body and the opposite part rotated by 90 °, then the one shown in Fig. 1 is created Structure in which the individual parts are offset from one another. stages or there are no paragraphs between the two parts.

Durch diese Gestaltung des Ofens hat das in seinem Innern befindliche Schmelzgut 10 einmal eine große Badtiefe (vgl. die Fig. 2 der Zeichnung) und zum anderen eine geringere Badtiefe (vgl. Fig. 3). Denn im ersten Falle wird das Schmelzgut in einem schmalen aber hohen Raum zusammengedrückt, während es sich im anderen Falle in einem breiten, aber niedrigen Raum ausdehnen kann. Beim Umlaufen eines solchen Ofens entstehen dann die verschiedenen, bereits geschilderten Bewegungen des Ofeninhaltes, die eine gründliche Durchmischung des Schmelzgutes 10 herbeiführen und die die gewünschten Reaktionen zwischen den einzelnen Komponenten des Ofeninhaltes herbeiführen. Absätze und Stufen, die einem erhöhten Verschleiß unterliegen, treten nicht auf; außerdem erfolgt an den seitlichen Endwänden. 11, 12 des Ofens die Staubildung, die sich ebenfalls günstig auswirkt.This design of the furnace has the inside Melt 10 once a large bath depth (see FIG. 2 of the drawing) and for others a shallower bath depth (see. Fig. 3). Because in the first case, the melt material compressed in a narrow but high room, while in the other case it is compressed can expand in a wide but low space. When walking around such a The various movements of the contents of the oven, as already described, then arise in the oven, which bring about thorough mixing of the melting material 10 and which are the desired Induce reactions between the individual components of the oven contents. paragraphs and steps that are subject to increased wear do not occur; aside from that takes place on the side end walls. 11, 12 of the furnace the congestion that occurs also has a beneficial effect.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehofens. Die diesen Ofen bildenden Teile 13 und 14 sind im Querschnitt viereckig und gegeneinander um 45° versetzt. Durch dieses Gegeneinanderversetzen entsteht eine Innenwand, die mit Schraubengängen 15 versehen ist. Das in dem Ofeninnern befindliche Schmelzgut kann somit beispielsweise zu der Brennerseite des Ofens hin transportiert werden. Auch in diesem Falle finden Stauungen an den Wänden 16 oder 17 des Ofens statt.4 shows a further embodiment of the invention Rotary kiln. The parts 13 and 14 forming this furnace are square in cross section and offset from each other by 45 °. This mutually offset creates an inner wall which is provided with screw threads 15. The one inside the furnace Melting material can thus be transported to the burner side of the furnace, for example will. In this case too, there are stagnations on the walls 16 or 17 of the furnace instead of.

Die Fig. 6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Drehofens, und zwar sind hier die einzelnen Teile 18 und 19 im Querschnitt fünfeckig, aber ebenfalls um 45° gegeneinander versetzt. Die hier entstehenden Schraubengänge sind mit 20 bezeichnet. Die Endwände, an denen eine Stauung stattfindet oder von denen das Schmelzgut forttransportiert wird, sind mit 21 und 22 bezeichnet.6 and 7 show a further embodiment of a rotary kiln, and indeed here the individual parts 18 and 19 are pentagonal in cross-section, but also offset by 45 ° to each other. The screw threads that arise here are denoted by 20. The end walls at or from which stowage occurs the molten material is transported away are denoted by 21 and 22.

Die dargestellten Ausführungsformen sind nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung, Diese ist nicht darauf beschränkt, vielmehr sind noch mancherlei andere Ausführungen und Anwendungen möglich. So kann insbesondere der Drehofen aus solchen Teilen zusammengesetzt sein, die unterschiedliche O_uerschnitte aufweisen; auch können die Flächen der einzelnen Teile unterschiedliche Größe aufweisen. Ferner ist es möglich, die einzelnen Teile, abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel, um mehr als 90° oder weniger als 90° gegeneinander zu versetzen. Durch den Versetzungsgrad kann die Steigung der Wandung verändert werden.The embodiments shown are only examples of realizations of the invention, this is not limited to it, rather there are still many things other designs and applications possible. In particular, the rotary kiln can be turned off be composed of such parts that have different O_uerschnitte; the areas of the individual parts can also have different sizes. Further it is possible to use the individual parts, deviating from the illustrated embodiment, offset by more than 90 ° or less than 90 ° from one another. By the degree of displacement the slope of the wall can be changed.

Auch bei den Drehöfen, die sich aus solchen Teilen zusammensetzen, die im Querschnitt eckige- Form aufweisen, können die Teile um einen beliebigen anderen Winkel gegeneinander versetzt sein, so daß auch immer eine Möglichkeit gegeben ist, die Steigung der Schraubengänge zu variieren. Außerdem sei erwähnt, daß beispielsweise der eine Ofefiteil eine viereckige Querschnittsform aufweisen kann, während der gegen-Ciberliegende Teil fünfeckig oder achteckig usw. sein kann.Even with the rotary kilns, which are made up of such parts, which have angular shape in cross-section, the parts can be any be offset from one another at other angles, so that there is always a possibility is to vary the pitch of the screw threads. It should also be mentioned that, for example which a furnace part can have a quadrangular cross-sectional shape, while the Opposite part can be pentagonal or octagonal, etc.

Claims

PATEN TA NS PR CCIIL 1. Rotary kiln with a non-circular cross-section for melting down metals, in particular light metal waste, characterized in that that the furnace space cross-sections lying in the direction of the furnace longitudinal axis in the sense of rotation of the furnace are steplessly offset from one another.

2. Rotary kiln according to claim 1, characterized characterized in that the in the direction of the furnace longitudinal axis in the direction of rotation of the furnace is infinitely variable offset furnace cross section is the same over the entire length of the furnace.

3. Rotary kiln according to claim 1, characterized in that the furnace space cross-section over the length of the oven is different.

4. Rotary kiln according to claim 1 or 3, characterized in that that the cross-section of the furnace chamber has different sizes over the length of the furnace.

5. Rotary kiln according to claim 1, characterized by an elliptical or elongated one Furnace space cross-section.

6. Rotary kiln according to claim 1, characterized through an angular cross-section of the furnace chamber.

7. Rotary furnace according to one of the preceding Claims, characterized in that the initial and final cross-sections of the furnace chamber are offset from one another by more or less than 90 ° or by 90 °. Into consideration Drawn pamphlets: German Patent Nos. 547 093, 534 915.