DE1929232A1 - Verfahren zum Zerkleinern von Schrott - Google Patents

Verfahren zum Zerkleinern von Schrott

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Description

SUCC. GEORGE & CO. S. P. R. L. LIEGE / Belgien
Verfahren zum Zerkleinern von Schrott
Die Erfindung betrifft eine einfache und zweckmässige Verfahrensweise zum Zerkleinern von Schrott, insbesondere von Autowracks, ausgedienten Haushaltsgeräten, industriellen Abfallprodukten usw.
Die Probleme und Schwierigkeiten einer Wiedergewinnung der metallischen Bestandteile von Schrott verschiedenster Herkunft, wie sie beispielsweise vorstehend erwähnt ist, sind bekannt. Unabhängig von dem wirtschaftlichen Interesse einer solchen Wiedergewinnung besteht die Forderung einer systematischen Wegschaffung derartiger Rückstände, deren Anfall ständig zunimmt, so dass die Suche nach praktischen und wirtschaftlichen Lösungen unbedingt notwendig ist.
Die heterogene Zusammensetzung der meisten dieser Abfälle oder Rückstände stellt eine erste Quelle für Schwierigkeiten dar, da eine Behandlung durch Einschmelzen Produkte ergibt, die nicht ohne weiteres zufriedenstellend weiterverarbeitet werden können.
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Eine Klassierung von Hand gibt zwar Schrott von guter und homogener Qualität, ist jedoch viel zu kostspielig im Hinblick a if die erforderliche Handarbeit, vor allem weil diese auch nur lrmgs.tm vonstatten gehen kann.
Die Abmessungen und folglich auch der Raumbedarf von Maschinen und Einrichtungen zur Schrottbearoeitung bieten weitere Schwierigkeiten, und zwar insbesondere durch die Unmöglichkeit eines Einschmelzens an Ort und Stelle sowie durch die Transportkosten zu diesen Verarbeitungsstellen.
Bei einer bekannten Verarbeitangsweise von Schrott wird dieser in bestimmten Mengen, beispielsweise ein Autowrack, zu kompakten Blöcken zusammengepresst. Diese Verfahrensweise ist weit verbreitet und erleichtert den Transport des Schrottes zu der Schmelzverarbeitung. Indessen sind die hierfür erforderlichen Einrichtungen ausserordentlich aufwendig und teuer und das Einschmelzen der hierbei erhaltenen Blöcke gibt eoenfalls wieder - wie schon erwähnt heterogene und unreine Produkte, die nicht ohne weiteres wieder verwendbar sind. Insbesondere ein verhältnismässig hoher Gehalt an Kupfer und anderen Metallen erschwert die nachfolgende Trennung der Bestandteile. Diese Verfahrensweise stellt daher ebenfalls nicht eine zufriedenstellende Lösung dar.
Eine weitere Schrottverarbeitung arbeitet mit gewaltigen Brechern zum Zerkleinern des Schrottes, worauf dann eine Klassierung der Produkte erfolgt, wobei die Nichteisenmetalle beispielsweise von den Eisenmetallen mittels Magneten getrennt werden. Der Nachteil dieser Verfahrensweise besteht im wesentlichen in dem ausserordentlich hohen Preis derartiger Brecher und in dem hohen .Energieverbrauch durch diese, die einen Kraftbedarf in der Grössenordnung von
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2Ό00 bis 31OOO Volt und darüber haben. Weiterhin ist für eine Einrichtung dieser Art ein verhältnismässig hoher Platzbedarf erforderlich, wobei gleichzeitig eine möglichst wirtschaftliche Heranschaffung der zu verarbeitenden Materialien gegeben sein muss.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, womit mit verhältnismässig wenig Kosten eine Zerkleinerung von Schrott durchgeführt werden kann, worauf dann eine Klassierung der zerkleinerten Produkte nach an sich bekannten Verfahren erfolgt.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Zerkleinern von Schrott basiert auf der Tatsache, dass die Metalle brüchig werden, sobald sie auf ausreichend tiefe Temperaturen abgekühlt werden. Hierbei ist das Eisen und seine Legierungen empfindlicher gegen eine solche Temperaturerniedrigung als die anderen Metalle, welche üblicherweise noch in Schrott vorkommen.
So wurde festgestellt, dass bei einer Temperaturerniedrigung bis auf etwa -75°C das Eisen und seine üblichen Legierungen so brüchig wurden, dass sie durch einfache Anwendung eines Pressdruckes zerkleinert werden konnten, während die anderen Metalle hierbei noch duktil blieben.
Demnach ist das erfindungsgemässe Verfahren zum Zerkleinern von Schrott erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass - gegebenen-, falls nach einer vorherigen Zusammenpressung zur Verringerung des Volumens - der Schrott mittels flüssigem Stickstoff auf Temperaturen zwischen -60° und -1200C, vorzugsweise zwischen -80° und -100°C, abgekühlt und dann bei dieser Temperatur durch mechanische
oder
Einwirkung von Druck und bzw. Schlag gebrochen wird.
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Die Abkühlung erfolgt hierbei zweckmässigerweise durch direkte Berührung des Schrottes mit flüssigem oder gasförmigem Stickstoff. Der noch kalte Stickstoff, welcher zur Abkühlung des Schrottes auf die erforderliche Temperatur gedient hat, wird für eine neuerliche Verflüssigung wiedergewonnen, wobei er gleichzeitig zur Vorkühlung des Schrottes dienen kann.
Vor der Abkühlung wird der Schrott einer ersten, unvollständigen Pressverformung unterworfen, wobei in den Paketen Zwischenräume erhalten bleiben, welche einen leichten Durchgang des Kühlgases gestatten und die nachfolgende Behandlung durch mechanische Einwirkung von Druck oder Schlag begünstigen. Diese Zusammenpressung des Schrottes in Form von Paketen ist somit erforderlich für einen wirtschaftlichen Transport zu den Stellen der Verarbeitung. Diese Pakete werden vorteilhafterweise mit etwa gleichbleibenden Abmessungen hergestellt, wodurch die Behandlung ebenfalls erleichtert wird. Diese erfolgt in einem Kühltunnel aus geeigneten Materialien, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, dessen Querschnitt etwas grosser ist als derjenige der Schrottpakete, so dass ein guter Kontakt zwischen dem Stickstoff und dem Schrott gewährleistet ist. -'- -
Die beigefügte Zeichnung zeigt schematisch in einem Längsschnitt eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung zur praktischen Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zum Zerkleinern von Schrott.
Der zu verarbeitende Schrott gelangt zunächst in einen Hohlraum 1 für einen ersten Pressvorgang, wo er zwischen dem Kopf einer hydraulischen Presse 2 und einem Widerlager zusammengepresst wird, welches zweckmässigerweise aus einer anhebbaren Wand 3
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besteht, die zu dem Kühltunnel 4 führt. Der Hohlraum 2 wird zweckmässigerweise während des Pressvorganges nach oben verschlossen, und zwar mittels eines Klappdeckels 5, welcher ebenfalls von einem hydraulischen Kolben 6 betätigbar ist. Auch die Betätigung der erwähnten Trennwand 4 erfolgt durch einen hydraulischen Kolben 7.
Durch die erste Druckbehandlung des Schrottes nimmt dieser eine Paketform 8 an, deren Querschnitt praktisch konstant ist und wobei lediglich die Länge bzw. Dicke etwas schwanken kann in Abhängig- ^
keit von der Art des Schrottes und der ersten Behandlung, NachBeendigung des ersten Pressvorganges wird die Wand 4 angehoben und die Presse 2 stösst das gebildete Schrottpaket in den Tunnel 4. Hierdurch erfolgt ein Schub auf die ganze Reihe der Schrottpakete 8, die hintereinander innerhalb des Tunnels liegen. Hierdurch fällt das in der Paketreihe vordere Paket aus der vorderen Tunnelöffnung vor den Kopf einer zweiten hydraulischen Presse 9 mit dem Kolben 10, welche die eigentliche Zerkleinerung des Schrottes vornimmt. Das Schrottpaket 8 liegt hierbei mit seinem anderen Ende gegen einen Anschlag 11, welcher ebenfalls über einen hydraulischen Kolben 12 anhebbar ist.
Nach erfolgter Zerkleinerung des Schrottpaketes wird der Anschlag 11 angehoben und die Presse 9 befördert den zerkleinerten Schrott aus dem Tunnel. Die Bruchstücke des Schrottes werden zur Klassierung weiterbefördert, beispielsweise mittels eines Transportbandes 13, nachdem sie gegebenenfalls nochmals durch einen Brecher 14 gegangen sind.
Der flüssige Stickstoff wird am Ausgangsende des Tunnels zugeführt, und zwar mittels einer Rohrleitung 15 oder in anderer geeigneter Weise.
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Die erforderliche Ausrüstung zur Durchführung des erfindungsge massen Verfahrens erfordert kein Gerat mit grosser Leistung, so dass es möglich ist, die Zerkleinerungsstellen unter Abkühlung wesentlich zu vermehren, was eine weitgehende Einsparung von Transportkosten bedingt. Andererseits ist auch der Verbrauch an flüssigem Stickstoff sehr gering und bewegt sich in der Grössenordnung von 0,4 1 Stickstoff pro kg Schrott.
Bekanntlich besitzt Stickstoff eine spezifische Wärme von 0,24 cal/kg und eine Verdampfungswärme von 6 cal/kg, während die spezifische Wärme von Eisen 0,11 cal/kg ist.
Wenn man annimmt, dass der Stickstoff in den Kühltunnel in flüssigem Zustand eingeleitet wird, d.h. bei -195°C, und diesen Tunnel mit -100C verlässt, wurden 6 + 0,24 χ 185 = 50,4 Wärmeeinheiten pro kg abgegeben.
Andererseits hat das Eisen, welches beispielsweise von +200C auf -900C abgekühlt wurde, 110 χ 0,11 = 12,1 Wärmeeinheiten pro kg aufgenommen.
50 4 Mit einem kg Stickstoff kann man daher — — =4,16 kg Eisen behandeln, wenn man eine Ausnutzung von 100 % annimmt. In der Praxis haben jedoch Versuche gezeigt, dass der Nutzeffekt dieser Behandlung in der Grössenordnung von 75 % liegt. Hieraus ergibt sich, dass ein kg Stickstoff mit Sicherheit die Abkühlung von 4,16 χ 0,75 = 3,12 kg Eisen bewirken kann.
Die Behandlung von einem kg Eisen erfordert somit — = 0,32 kg
Stickstoff oder, da ein 1 Stickstoff 0,812 kg wiegt, einen Verbrauch von 0,394 1 Stickstoff.
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Diese Berechnungsweise ist naturgemäss nur ungefähr und berücksichtigt nicht den Verbrauch an Stickstoff zur Abkühlung anderer Metalle und sonstigen Bestandteilen, die in den zu behandelnden Materialien enthalten sind. Da jedoch, das Eisen der weitaus wichtigste und am meisten vorkommende Bestandteil von Schrott ist, können die vorstehend angegebenen Werte tatsächlich als zutreffend angenommen werden.
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BiAD

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH
    Verfahren zum Zerkleinern von Schrott, insbesondere Autowracks, Haushaltsgeräte, industrielle Abfallprodukte usw. , dadurch gekennzeichnet, dass - gegebenenfalls nach einer vorherigen Zusammenpressung zwecks Verringerung des Volumens - der Schrott mittels flüssigem Stickstoff auf Temperaturen zwischen -60°O und -1200C, vorzugsweise zwischen -800C und -1000C, abgekühlt und dann bei dieser Temperatur durch mechanische Einwirkung von Druck und bzw. oder Schlag gebrochen wird.
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