DE1583921B - Verfahren und Vorrichtung zum Einschmelzen feinstückiger metallischer Abfälle - Google Patents

Description

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Die Erfindung liclal.il sich mit einem Verfahren uik! einei Vorrichtung /um Einschmelzen feinsiückiger, metallischer Aiii alle, wie beispielsweise Granulat. Späne oder Stanzahfälle. die mil brennbaren Substanzen, uit leer. Farbe, Öl oder Kunststoff behaftet sind. Zum bekannten Stand der Technik wird auf die deutsche Patentschrift d!S 1 071 verwiesen. Diese beschreibt ein Verfahren zum Hinführen von Eiseiispäneii in die Sclimelz/one von Schachtöfen, wobei die Späne mittels einer Schnecke durch die Winddüsen Min Schachtöfen, beispielsweise von Kupolöfen, in deren Sehmclzzunc eingedrückt oder durch in den Winddüsen angeordnete besondere Düsen mittels Wind höherer Pressung, als sie der normale Düsenwind aufweist, eingeführt werden. Dabei kommt es aber lediglich darauf an, die Späne überhaupt in irgendeiner Form in den Ofen einzubringen, Während sich die erfindungsgemäße Aufgabe damit befaßt, mit brennbaren Substanzen behaftete metallische Abfälle in einen entsprechenden Ofen einzuführen, und zwar derart, daß die anhaltenden Sub-Man/.en verdampfen, vergasen oder verbrennen, ehe die Späne der Schmelz/one zugeführt werden. Das Verfahren gemäß der deutschen Patentschrift 6SI 071 löst diese Aufgabe nicht, da beim unmittelbaren Hinbringen der Späne in die Schmelzzone in kompakter Form die anhaftenden Substanzen keine Zeit haben, vorher λ*ΐ verbrennen.

Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift 427 113 eine pneumatisch betätigte Beschickungsvorrichtung zum schuBartigen F inbringen von Schmelzgut, insbesondere in Form von F.isenspänen, in die Schmelzzone von Schachtöfen bekannt. Diese Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus. daß die Einscliießkammer beispielsweise durch eine durch einen Luftstrom beaufschlagte und oder durch ein mechanisches Federungsmittel in Schließstellung gehaltene Abschlußklappe abgeschlossen ist. so daß bei Auslösung des Treibmittels der jeweils in die Schmelzzone einzubringende Sci.uß in dosierter Menge zunächst komprimiert und nach Überwindung des auf der Abschlußklappe lastenden Druckes in Pfropfenlorm in die Schmelzzone eingeblasen wird. Wenn aber Späne in Pfropfeilform in die Schmelzzone eines Ofens eingedrückt werden sollen, dann kann auch hier nicht an die Lösung der der Erfindung zugrunde hegenden Aufgabe gedacht worden sein.

Mit dem Kinsclimeizen mim Granulaten. Spänen, Sianzabl'üllen und ähnlichem Schrott befaßt sich die Technik schon seit längerer Zeit, und es ist auch teilweise gelungen, sie zu verarbeiten durch Hintauchen "der Lini'ühren in das Bad eines flammen- oder elektrisch beheizten Herdofens oder einen Vorherd. Sie können auch mit größerer Freiheit der Einbnngung'-art in einen rotierenden Ofen von Hand oder maschinell mit gutem Erfolg eingesetzt werden. Sobald die Abfälle jedoch mit brennbaren Substanzen behaftet sind, begasen die Anhaftungen bei den bisher bekannten Verfahren das flüssige Metall, so daß es eine minderwertige, gashaltige Qualität bekommt. Bei den erwähnten öfen bildet sich außerdem schar/er Qualm, der im Zuge der Maßnahmen zur l.ul'tieinhaltung heute nicht mehr zulässig ist. Man könnte sich bisher nur damit behelfen. daß man den Anteil der Abfälle mit brennbaren Anhaftungen am (icsai.ileinsaiz eines Ofens sehr klein hielt. Hs wurde auch voigesehlagen, die Abfälle durch eine zusätzl! ■■■ Vorbehandlung mit Beizen oder kostspieligen fettlösenden Mitteln oder mechanisch \on den Anhaliungen zu befreien. Auch ein zusätzliches Veihreniien der Anhafiung.cn in besonderen Anlagen mit zusätzlichem Wärme-, Arbeiis- und Anlauenaufwaiul sor dem Chargier- und Hinschmclzpmzeß wurde empfohlen.

Die vorliegende Erfindung, ermöglicht es nunmehr, die erwähnten feinstückigen metallischen AhUiUe ohne eine derartige Vorbehandlung in einem Arbeilsgang so in duu Ofen einzuführen, daß einerseits eine für die Metallqualität schädliche Begasung der S'.-hmelze und andererseits eine die Maßnahmen zur Luftreinhaltung störende schwarze Oualmbildung weilgehend vermieden werden.

Um nun zu erreichen, daß die einzuschmelzenden metallischen Abfälle der eingangs genannten Art frei von den ihnen anhaftenden Substanzen in die Schmelze eingebracht werden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Abfälle direkt durch einen Brenner, der am Schmelzofen angebracht ist, in den Ofen oberhalb dessen Schmelzzone in loser Form fallend eingeblasen werden. Erfindungsgemäß gelingt es auf diese Weise, die den Abfällen anhaftenden Substanzen zu verbrennen, bevor die Abfälle in der Schmelze zum Einschmelzen kommen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die Schmelze sauber gehalten wird. Darüber hinaus können die Abgase des Ofens unter einer besseren Kontrolle gehalten werden, indem die Zufuhr von Verbrennungsluft mit dem Brennstoff und mit den mit metallischen Abfällen herangeführten, brennbaren Anhaftungen abgestimmt wird.

Die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung bei einem elektrisch oder flammenbeheizten Herdofen erfolgt daran, daß ein geeigneter Brenner an einer festen oder beweglichen ^re^;tenwand oder an einer festen oder beweglichen Decke angebracht ist. und zwar in der Weise, daß das Einsatzgut, nachdem die Anhaftungen unter der Wirkung von durch • Wirbelbildung verstärkter Berührung, Strahlung und Weglänge im Ofen größtenteils verdampft, vergast und verbrannt sind, mit hoher Geschwindigkeit auf das Metallbad oder eine flüssige Schlackendecke auftrifft und soweit eindringt, daß die Berührungsvvärme des flüssigen Mctallbades oder der Schlacke wesentlich zum Schmelzvorgang beiträgt. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einen Tr tunnelofen muß ein geeigneter Brenner an der Stirnwand des Ofens so angebracht sein, daß auch hier das Einsatzgut unter den gleichen Bedingungen behandelt wird, wie es vorstehend erläutert wurde.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient ein Brenner, der die gleichzeitige Zufuhr von Luft. Brennstoff und metallischen Abfällen.

die zumeist in Form von Spänen vorliegen, gestattet. Sehr gut eignet sich hierfür eine Ausführungsform mit einem zentral angeordneten Rohr für die Zufuhr von Luft bzw. Wind und Abfallen, dessen vorderes Ende von beispielsweise einer Ringdüsc für die Brennstoffzufuhr umschlossen ist. Luft, Abfälle mit Anhaftungen und Brennstoff sind damit bereits vor dem Eintritt in den Ofen im Brenner vermischt und mit hoher Temperatur gezündet, wodurch die Anhaftungen bereits teilweise brennend in den Ofen gelangen. Das Verdampfen. Vergasen, Verbrennen der Anhaftungen kann durch die Ofenatmosphäre noch unterstützt werden mittels Strahlungshitze, Durchwirbelung, hoher Fluggeschwindigkeit und längerem

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\·.\ι der Abfälle im Ofen. Die Verbrennung kann /usäi/licli intensiviert werden durch Anordnung einer besonderen Brennkammer /wischen Brenner und Ofenraum. Weiterhin können an Stelle des konzentrischen liingschliizcs periphei angeordnete Düsen für tue Brennstoffzufuhr vorgesehen sein. In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, den Schlitz oder die Düsen in Umfangsrichiunu unterbrochen auszubilden. Weiterhin können sie die Form eines Vielecks oder einer ähnlichen Figur haben oder auch nur eines Teiles davon. Schließlich können sie auch lediglich so angeordnet sein, daß Einlrittsrichtung des pneumatischen oder auch nicht pneumatisch zugeführien Einsatzgutes und Richtung der brennstolT-zul'ührenden Düsen sich kreuzen oder Brennerflamme und hereinfliegender Einsatz sich am Ofeneintriu mischen. Um die Erhitzung der durch den erfindungsgemäßen Brenner geförderten Abfälle regulieren zu können, ist die Gaszufuhr vorteilhaftcr-WeUe durch ein Gasregelventil beliebig einstellbar ausgebildet. Die Verbrennungswindmuigc wird erlindungsgemäß durch entgegen der Strömungsrichlung angeordnete, verstellbare Überströmöffnungen feregelt. Es empfiehlt sich, vor dem Brenner Möglichkeiten zum Regeln oder Konstanthalten von Art und Menge des Einsatzgutes pro Zeiteinheit vorzusehen.

i.i der Abbildung ist der erfindungsgemäße Brenner zeichnerisch erläutert. Durch ein Rohr 1 wird ein Gemisch von Wind und Abfällen in den Brenner eingeblasen, während der Brennstoff durch die Rohrleitung 2 zugeleitet wird. Die Verbrennungswindmenge wird durch einstellbare Rückströmklappcn oder durch Trichter 6 geregelt, während die Brennstoffmenge mit einem gebräuchlichen Ventil 3 eingestellt wird. Unterstützt von einer Zündflamme brennt der Brennstoff am Austritt eines Ringschlitzes 4 in einer sich schwach erweiternden Brenneröffnung. Hier beginnt bereits die Entzündung der Anhaftungen der mit dem Wind mit hoher Geschwindigkeit hereinfliegenden Abfälle.

Bei einem bisher gebräuchlichen Gasbrenner wäre die Öffnung für die Windzufuhr wegen der erwünschten Windpressung höchstens und die Luftbedarfszahl größer als die Heizgasöffnung, also bei Koksofengas etwa viermal so groß, bei Hochofengas höchstens einmal so groß, dagegen bei Erdgas bis neunmal so groß. Bei flüssigen oder staubfönnigen Brennstoffen wäre die Windöffnung analog abhängig von der Luftbedarf:,zahl.

Bei dem erfindungsgemäßen Brenner ist die Öffnung mindestens 30" », vorzugsweise 50" n, größer, als es i.|j_· l.iil'lbed.iifs/ahl ist oder ergibt und seliliel.li sich möglichst geradlinig ohne scharfe I Imlejikiingen an den Zufühningsiohrslulzeii I an. Die Windmenge wird nicht, wie bei einem gebräuchlichen Brenner durch Drosselklappe geregelt, sondern durch verstellbare Üherströmtrichier oder Klappen, die den überschüssigen Wind möglichst entgegengesetzt zur Einslrömrichtung austreten lassen. Es hat sich lerner als voiteilhaft erwiesen, eine Zündflamme im Brennermund anzubringen, die mil einem leicht und sicher zündenden gasförmigen oder flüssigen Brennstoff betrieben wird, der nicht der gleiche sein muß wie der durch die Hauptbrennsioflöffnung /ugel'ührie.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Einschmelzen von Einsatzgut in Form femstückiger metallischer Abfälle, die mit brennbaren Substanzen behaftet sind, d a durch gekennzeichnet, daß die Abfälle durch einen oberhalb der Schmelzzone in den Schmelzofen einmündenden Brenner in loser Form fallend eingeblasen werden.

2. Vorrichtung in Form eines Brenners zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zentral angeordnetes Rohr (1) für die Zufuhr von Wind und Einsatzgut in feinstückiger Form, wie Granulat, Späne und Stanzabfällc, und eine Rohrleitung (2) für die Zufuhr gasförmiger, flüssiger oder staubförmiger Brennstoffe oder Gemische derselben, die über ein Ventil (3) oder einen Schieber regelbar sind und über einen konzentrisch zum Rohr (1) angeordneten Ringschlitz (4) in den Brennermund (5) eintreten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß sich der Breiinermund (5) geradlinig oder nahezu geradlinig ohne scharfe Umlenkung an das Rohr (I) anschließt und daß der Querschnitt des Rohres (1) im Verhältnis zum Querschnitt der Rohrleitung (?.) mindestens 30% größer ist, als es die Luftbcdartszahl des jeweils verwendeten Brennstoffes vorschreibt, und daß die Windmenge durch einstellbare Überströmklappen oder Trichter (6) mit starker Umlenkung des überströmenden Windes regelbar ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Ringschlitzes (4) peripher angeordnete Düsen für die Brennstoffzufuhr vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen