DE2633873A1

DE2633873A1 - Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von eisenmetall aus schrottgegenstaenden

Info

Publication number: DE2633873A1
Application number: DE19762633873
Authority: DE
Inventors: Philip Pearce
Original assignee: BOC Ltd
Current assignee: BOC Ltd
Priority date: 1975-08-01
Filing date: 1976-07-28
Publication date: 1977-06-23
Also published as: AU1616476A; JPS5252107A; BE844751A; FR2319423B1; GB1553211A; AU505399B2; FR2319423A1

Description

Augsburg, den 26. Juli 1976

3OC Limited, Hammersmith House, London W6 9DX, England

Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Eisenmetall

aus Schrottgegenständen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von in Form kleiner Bruchstücke vorliegendem Eisenmetall aus Eisenmetall enthaltenden Schrottgegenständen.

'olche Schrottgegenstände können beispielsweise Schrottfahrzeuge, ausgediente Kühlschränke, Waschmaschinen und Büchsen sein. Alle diese Gegenstände enthalten beträchtliche Metallmengen, hauptsächlich Flußstahl, Kohlenstoff- oder niedriglegierten Stahl, der bei Umgebungstemperaturen zäh und schmiedbar, jedoch bei beträchtlich darunter liegenden Temperaturen spröde ist. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Wiederaufbereitung von Metall aus derartigen

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Gegenständen.

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V.

Es ist in der Schrottindustrie üblich, Schrottmetall bei Normaltemperaturen zu zerkleinern. Infolge der Zähigkeit und Schmiedbarkeit des Metalles ist dabei jedoch ein beträchtlicher Energieaufwand erforderlich, um eine zufriedenstellende Zerkleinerung zu erhalten. Außerdem handelt es sich bei den erhaltenen Metallbruchstücken um verbundene und gefaltete Metallteile, die typischerweise faustgroß oder größer sind und in ihren Palten noch beträchtliche Mengen von Nichteisenmetall oder/und nichtmetallischen Verunreinigungen enthalten.

Aus der GB-PS 1 274 106 ist es bekannt, zur Verbesserung der Schrottzerkleinerung den Schrott in rechteckige Pakete zu pressen, die Hohlräume zum Hindurchleiten von Strömungsmitteln aufweisen, und die Temperatur dieser Schrottpakete auf einen Wert abzusenken, bei welchem das Metall spröde wird, wonach die versprödeten Schrottpakete zerkleinert werden. Dieses Verfahren weist den beträchtlichen Vorteil auf, daß es möglich ist, ein frei strömungsfähiges Produkt in Form kleiner Metallbruchstückchen zu erhalten, die typischerweise mehr als 98 Gewichtsprozent Eisen enthalten, wenn es sich bei den verarbeiteten Schrottgegenetänden um Sehrottfahrzeuge handelt.

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Wegen der wirtschaftlichen Vorteile des eben beschriebenen Tief temperatur-Schrottzerkleinerungs Verfahrens findet dieses beträchtliches Interesse.

Es sind, auch schon gewisse Abwandlungen dieses Verfahrens vorgeschlagen worden» Beispielsweise wird in der GB-PS 1 381 726 vorgeschlagen, die gepreßten Schrottpakete durch ein Gas abzukühlen, welches seinerseits indirekt durch Wärmetausch mit einem zirkulierenden Kältemittel wie beispielsweise Methan gekühlt wird. Obwohl geltend gemacht wird, daß dieses abgewandelte Verfahren eine Einsparung an Kosten gegenüber der bisher üblichen Hindurchleitung von flüssigem Stickstoff bringt, weist es den Nachteil auf, daß ein aufwendiges und teures Wärmetauschsystem erforderlich ist» Außerdem .kann es bei manchen Schrottgegenetänden, beispielsweise bei Fahrzeugkarosserien, erforderlich sein, die zunächst erhaltenen Schrottmetallbruchstücke durch einen zweiten ZerkleinerungsVorgang unterhalb Normaltemperatur weiter zu zerkleinern· Für diese weitere Zerkleinerung schlägt die eben genannte GB-PS 1 381 726 trotzdem die Verwendung von flüssigem --Stickstoff, vor.

In der DT-OS 2 310 379 ist eine weitere Verbesserung vorgeschlagen, die darin besteht, die Schrottpakete mit Stickstoffdampf vorzukühlen,indem diese vor der Zerkleinerung durch den Stickstoffdampf hindurchgeführt werden, der durch Verdampfen von Stickstoff aus einem Bad flüssigen

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Stickstoffs gewonnen wird.

Alle eben beschriebenen Verfahren benötigen zum Pressen des Schrottes in Pakete teure SpezialVorrichtungen und darüberhinaus noch kostspielige spezialisierte Kühltunnels bzw. Kühlkammern, welche in der Lage sind, die großen rechteckigen Pakete zu kühlen. Ferner enthalten diese Schrottpakete einen beträchtlichen Gewichtsanteil an nichtmetallischem Werkstoff und an Nichteisenmetallen. Auf diese Weise wird ein großer Teil des zur Kühlung der Pakete verwendeten Flüssiggases zur Kühlung von Werkstoffen unnütz verbraucht, die nachher nicht zu dem herzustellenden Eisenmetallprodukt gehören.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß Eisenmetall mit verhältnismäßig hohem Reinheitsgrad wirtschaftlicher als bei den bekannten Verfahren aus Schrottgegenständen gewonnen werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein solches Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Schrottgegenstände zunächst bei einer Temperatur, bei der das Eisenmetall zäh ist, grob zerkleinert werden und daß die so erhaltenen Bruchstücke bis auf eine Temperatur, bei der das darin enthaltene Eisenmetall spröde wird, abgekühlt und anschließend nochmals zerkleinert werden.

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Die Grobzerkleinerung erfolgt normalerweise bei oder nahe der Umgebungstemperatur.

Die Grobzerkleinerung kann in einer Zerkleinerungsvorrichtung erfolgen, wie sie bei bereits bestehenden Schrottaufbereitungsanlagen zur Schrottzerkleinerung bei Umgebungstemeperatur Anwendung findet. Diese Zerkleinerungsvorrichtung (häufig als Schredder-Anlage bezeichnet) ist vorzugsweise eine Schlagmühle. Eine geeignete Bauart einer Schlagmühle ist die Schwinghammer-MühIe, bei welcher Hämmer oder ähnliche Schlagelemente an einem Rotor angelenkt sind. Die Zerkleinerungsvorrichtung kann gewünschtenfalls eine automatische Zuführeinrichtung besitzen, welche das Material mit gesteuerter Zuführgeschwindigkeit in die Zerkleinerungsvorrichtung zuführt. Die Abmessungen dieser Zuführeinrichtung und der Zerkleinerungsvorrichtung als solche sind je nach Größe der zu verarbeitenden Schrottgegenstände wählbar. Gegebenenfalls kann eine Schrottpresse oder eine Schrottschere vorgesehen sein, um beispielsweise Fahrzeugkaro3Serien zu verarbeiten, jedoch ist es weder notwendig, noch wünschenswert, den ankommenden Schrott grundsätzlich zu rechteckigen-Paketen zu pressen.

Die Leistung der zur Ausführung der Grobzerkleinerung verwendeten Zerkleinerungsvorrichtung liegt vorzugsweise im Bereich von 5OO PS bis 3OOO PS.

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Da die Grobzerkleinerung bei oder nahe Umgebungstemperatur erfolgt, '.»-erden normalerweise die so erhaltenen Bruchstücke viel größer sein als diejenigen, die man bei einem Verfahren erhält, bei welchem das Schrottmetall in Pakete gepreßt wird und diese Pakete danach bei einer Temperatur zerkleinert werden, bei welcher das Metall spröde ist. Die durch die Grobzerkleinerung bei oder nahe der Umgebungstemperatur erzeugten Bruchstücke sind typischerweise faustgroß oder größer, und falls der zu verarbeitende Schrott aus Fahrzeugkarosserien, Waschmaschinen oder ähnlichen ausgedienten Gegenständen besteht, liegen die Bruchstücke typischerweise in Form von verwundenen und gefalzten Metallstücken vor, in denen noch beträchtliche Mengen von Nichteisenmetallen und nichtmetallischen Werkstoffen eingeschlossen sind.

Wenn der zu versprödende Teil des Schrottmetalls Flußstahl, Kohlenstoff- oder niedriglegierter Stahl ist, so werden die durch die erste Zerkleinerung erhaltenen Bruchstücke anschließend auf eine Temperatur im Bereich von vorzugsweise -60 ⁰C bis -120 ⁰C abgekühlt.

Die Abkühlung der Bruchstücke auf die gewünschte Temperatur kann durch unmittelbare Berührung mit einem kryogenen Medium erfolgen. Bei diesem kryogenen Medium handelt es eich vorzugsweise um ein verflüssigtes Gas, das

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bei Atmosphärendruck einen Siedepunkt unterhalb von -100 C aufweist. Vorzugsweise ist das kryogene Medium"..flüssiger Stickstoff:. Das verflüssigte Gas kann auf die Schrottmetallbruchstücke aufgesprüht oder auf andere Weise auf diese aufgebracht werden. Alternativ dazu können die Scnrottmetallbruchstücke durch einen.das verflüssigte Gas enthaltenden Behälter hindurch gefördert werden. Gewünschtenfalls kann der Dampf, der beim Zusammenbringen der Bruchstücke mit dem verflüssigten Gas aus diesem entsteht, zum Vorkühlen der Bruchstücke verwendet werden, bevor diese mit der kryogenen Flüssigkeit in Kontakt kommen.

Das kryogene Medium kann gewünschtenfalls auch ein kaltes Gas sein. Dieses kalte Gas kann durch Verdampfen einer kryogenen Flüssigkeit wie beispielsweise flüssigem Stickstoff gewonnen werden. Alternativ dazu kann das kalte Gas durch Wärmetausch eines Gases mit einem^ Sekundärkältemittel hergestellt werden, bei welch letzterem es sich beispielsweise um Methan handeln kann. Gegebenenfalls kann zum Kühlen des zum Verspröden mindestens eines Teils der Eisenmetalle in den Schrottmetallbruchstücken verwendeten Gases ein Kohlenwasserstoff-Kaskadenkältesystem Anwendung finden. Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung des kalten Gases besteht darin> das Gas, beispielsweise Stickstoff, einem geeigneten mechanischen Kälteerzeugung·

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verfahren zu unterziehen.

Die Sehrottmetallbruchstücke können gewünschtenfalls während ihres Transports von der Grobzerkleinerungsstufe zur weiteren Zerkleinerungsstufe auf die geforderte Temperatur abgekühlt werden.

Zur Förderung der Schrottmetallbruchstücke vom Auslaß der die erste Zerkleinerung vornehmenden Zerkleinerungsvorrichtung zum Einlaß der die weitere Zerkleinerung vornehmenden Zerkleinerungsvorrichtung können ein oder mehrere Schnecken-Endlosband- oder Drehrohrförderer Anwendung finden, werden die Bruchstücke durch Berührung mit verflüssigtem Gas abgekühlt, so kann das verflüssigte Gas in den Förderer eingesprüht oder auf andere Weise eingebracht werden» Bei einer bevorzugten Anordnung wird flüssiger Stickstoff oder eine andere kryogene Flüssigkeit am oder nahe dem Auslaßende des Förderers eingeleitet und das Einlaßende des Förderers ist an einen Sauglüfter angeschlossen, der von dem verflüssigten Gas verdampftes kaltes Gas zum Einlaßende des Förderers hin strömen läßt, wodurch die ankommenden warmen Schrottmetallbruchstücke vorgekühlt werden. Dadurch wird der Verbrauch an kryogener Flüssigkeit herabgesetzt.

Gemäß einer anderen geeigneten Anordnung ist ein erster Förderer vorgesehen, der die Bruchstücke von der ersten Zerkleinerungsvorrichtung zu einem Aufgabetrichter fördert, aus

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welchem die Bruchstücke in einen zweiten Förderer gelangen, der sie zur weiteren Zerkleinerungsvorrichtung fördert«, Bei dieser Anordnung kann die Temperaturverringerung der Bruchstücke dadurch erfolgen, daß im Aufgabetrichter ein Volumen verflüssigten Gases bereitgehalten wird. Gewünschtenfalls kann an das Einlaßende des ersten Förderers ein Sauglüfter angeschlossen sein, der eine kalte Strömung verdampften Gases zur Vorkühlung der aus der ersten Zerkleinerungsvorrichtung kommenden Schrottmetallbruchstücke durch den ersten Förderer hindurch erzeugt.

Obwohl vorzugsweise ein oder mehrere Schneckenförderer zum Transport der Bruchstücke von der ersten Zerkleinerungsvorrichtung zur weiteren Zerkleinerungsvorrichtung Anwendung finden, können auch andere Förderer benützt werden. Beispielsweise kann der Förderer ein Endlosförderband oder eine umlaufende Trommel aufweisen. Des weiteren können die Schrottmetallbruchstücke, die durch die erste Zerkleinerung entstehen, gewünschtenfalls zwischengespeichert werden, bevor die weitere Zerkleinerung erfolgt«, Dabei können die Bruchstücke beispielsweise mittels eines Kranes in eine Einrichung befördert werden, in welcher sie auf die gewünschte Temperatur abgekühlt werden, bevor sie zur weiteren Zerkleinerungseinrichtung gefördert werden« Die beiden Zerkleinerungsschritte brauchen auch nicht am selben Ort stattzufinden. Vielmehr kann beispielsweise die Grob-

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zerkleinerung bei oder nahe der Umgebungstemperatur in einer Anzahl verschiedener Anlagen erfolgen und die so hergestellten Bruchstücke können zu einer einzigen zentralen Anlage zur Abkühlung und weiteren Zerkleinerung transportiert werden.

Die weitere Zerkleinerung kann dadurch erfolgen, daß die versprödeten Schrottmetallbruchstücke, die im Zuge der ersten Zerkleinerung hergestellt worden sind, Schlag- oder Druckeinwirkungen ausgesetzt werden. Da die durch die weitere Zerkleinerung erhaltenen Bruchstückchen viel kleiner als die durch die erste Zerkleinerungsvorrichtung erzeugten Bruchstücke sind, kann die weitere Zerkleinerungsvorrichtung viel kleinere Abmessungen als die erste Zerkleinerungsvorrichtung aufweisen. Besonders geeignet für die weitere Zerkleinerung ist eine Schlagvorrichtung, wie beispielsweise eine schnelle Schwinghammer-Mühle, deren Rotor vorzugsweise mit einer Drehzahl von 1000 U/min bis 2000 U/min angetrieben werden kann. Durch Verwendung einer solchen Mühle ist es möglich, die ankommenden versprödeten Bruch*- stücke in kleine Metallstückchen zu zertrümmern, die vorzugsweise die Größe von Kartoffel-Chips haben.

Das von der die weitere Zerkleinerung vornehmenden Vorrichtung ausgetragene Material gelangt^ vorzugsweise durch herkömmliche Magnetabscheider und Staubabscheider, um

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die Nichteisenmetalle und nichtmetallische Verunreinigungen abzuscheiden, die während des weiteren ZerkleinerungsVorgangs vom Eisenmetall getrennt worden sind.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die eine erste Zerkleinerungsvorrichtung, welche die Schrottgegenstände bei oder nahe der Umgebungstemperatur zerkleinert, weiter eine Kühleinrichtung, welche die so erhaltenen Bruchstücke bis zur Versprödung mindestens eines Teils des darin enthaltenen Metalls abkühlt, und eine weitere Zerkleinerungsvorrichtung aufweist, welche die so vereprödeten Bruchstücke weiter zerkleinert.

Im Vergleich zu der herkömmlichen Zerkleinerung von Schrottmetall bei Umgebungstemperatur wird mittels des erfindungsgemäßeη Verfahrens eine bessere Qualität, ein höherer Reinheitsgrad, und eine größere Sauberkeit des in Form besonderes keleiner Eisenmetallbruchstückchen vorliegenden Produktes erzielte Darüberhinaus weist das erfindungsgemäße Verfahren eine Anzahl von Vorteilen über die bekannten kryogenen Schrottzerkleinerungsverfahren hinaus auf. Die in der ersten Zerkleinerungsvorrichtung hergestellten Bruchstücke sind leicht transportierbar und können wirksamer und schneller als die bekannten großen, rechteckigen Schrottpakete abgekühlt werden, die bei bekannten kryogenen Verfahren

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verarbeitet werden. Außerdem enthält das aus der ersten Zerkleinerungsvorrichtung erhaltene Produkt nach Gewicht typischerweise 90 % bis 97 % Eisenmetall. Infolgedessen braucht nur ein viel kleinerer Nichteisenanteil des zu verarbeitenden Materials als bei bekannten kryogenen Schrottzerkleinerungsverfahren abgekühlt zu werden,, Des weiteren kann die zur TemperaturabSenkung der Schrottmetallbruchstücke und zur Ausführung der weiteren Zerkleinerung erCorderliche Vorrichtung viel kleiner und billiger als die bei bekannten kryogenen Schrottzerkleineruriv-sverfahren benötigten Anlagen sein. Ferner kann diese Vorrichtung zum Abkünlen und weiteren Zerkleinern bei jeder bereits bestehenden Schrottzerkleinerungsanlage, die bei Umgebungstemperatur arbeitet, hinzugefügt werden. Schließlich brauchen keine kostpieligen Vorrichtungen zum Pressen des ankommenden Schrottes in rechteckige Pakete errichtet zu werden.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beispielsweise näher beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar:

Pig„ 1 eine schematische Darstellung einer

Ausführungsform einer Anlage zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ,

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Pig. 2 eine schematische Darstellung einer

; anderen Ausführungsform einer Anlage

-. zur Ausführung des erfindungsgemäßen

_: - /^j Verfahrens,

: Fig.3 eine sehematische Darstellung einer

--"■ noch weiteren Anlage zur Ausführung

• : deS. Ver-fahrehs nach der Er-ilndung., .

: Pig.i 4 eine/schemätisehe Darstellung eines

;: ; vierten Ausführungsbeispiels einer

'.._; :-■--" .",-^:-^:- "--■■""" ;^::■"-■;.-■. Vorrichtung zur Ausführung des - -/-■ erfindungsgemäßen Verfahrens, und

JHg. 5 schemätisch eine fünfte Ausführungs-

.-"_: : --.;.-..-""" form.einer" solchen Vorrichtung.:.. .

Die in Fig. 1 dargestellte;.Anlage zur Zerkleinerung von Sehrottmetall enthält eine Zerkleinerungsvorrichtung 2, welcher die Karosserien bzw. Fahrgestelle von ausgedienten Fahrzeugen/Voder. Teile hiervon zugeführt werden. Die .Zerkleinerungsvorrichtung kann: in herkömmlicher Weise und derart ausgebildet sein, wie es bei bereits vorhandenen, bei Umgebungstemperatur arbeitenden Schrottzerkleinerungsanlagen der Fall ■ist.-, Im Betrieb zerkleinert die Zerkleinerungsvorrichtung 2

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durch Schlag-, Druck- oder Scherwirkung oder eine Kombination dieser Wirkungen die Pahrzeugkarosserien in Bruchstücke, die typischerweise faustgroß sind und verwundene oder gefalzte Metallstücke enthalten, in welchen noch nichtmetallische Materialien wie beispielsweise Kunststoff eingeschlossen sind. Typischerweise enthalten diese Bruchstücke, nach Gewicht, 90 % bis 97 % Eisenmetall.

Der ZerkleinerungsVorgang in der Zerkleinerungsvorrichtung 2 erfolgt bei oder nahe der Umgebungstemperatur, Es ist klar, daß im Zuge der Zerkleinerung eine gewisse Wärmemenge in der Zerkleinerungsvorrichtung 2 erzeugt wird, wodurch die in dieser Vorrichtung herrschende Temperatur beträchtlich über die Umgebungstemperatur angehoben werden kann. Der Ausdruck "bei oder nahe der Umgebungstemperatur" soll diese, durch entstehende Wärme infolge des normalen Betriebs in der Zerkleinerungsvorrichtung herrschenden Temperaturen oberhalb der Umgebungstemperatur einschließen,

Die in der Zerkleinerungsvorrichtung 2 erzeugten Schrottmetallbruchstücke werden vom Auslaß dieser Vorrichtung mittels eines schräg aufwärts verlaufenden Schneckenförderers in einen Aufgabebehälter 6 befördert. Dieser Aufgabebehälter 6 ist mit einem Anschluß 8 versehen, der mit einem flüssigen Stickstoff enthaltenden Behälter 10 in Verbindung steht. Durch diesen Anschluß 8 wird flüssiger Stickstoff in den Aufgabe-

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behälter 6 eingeleitetund durch Jeweils geeignete .Z äaf' einem gewählten Pegel gehalten«, Der fe&sehluß 8; liegt : vorzugsweise nahe dies Baden des Aiuifgabebeiiälteps nnternalb , dies Spiegels dies fMssigßn Stickstoffs */Qewfinseiitentfalls kann ein PegjelmeMnsti^timenLt Cüie6tfe diargestellt) im Äitfgafeebeiiälter· S ^opgeselien sein* dlas _x wenn ä&ir Spiegel dies flüssigen Sticks'tQiffs lauter¹ das üeBelement abflällt» ein Signal' erzeuigt» anfgriindi dlessen ein Magnetventil 12 in dier· : AnsenlstiSleititngvS - geöffnet wirä» sö^ daß weiterer; flüssiger . Stiefcstoi.ff in dien ÄtifgabieöenäLlter 6 naenflieiSt iindi cierr gewtes elite Pegel wiederkepgestellt wirdi* Ein weiterer MeJS-fffiiler' kann, zttm Schließen dies lentils 12 vorgesenen sein,, wenn der· Spiegel dies flüssigen Stickstoffs im Jtttfga&ebeiiälter S ein gewäftltes Maximum erreient iiat_gl

Der Auslaß: des iktfgabefeenälters 6 führt in ' einen vfeiteren SchneffikenfÖirdLerer' I4_r äer ebenfalls nach oben geneigt ist unä dessen Auslaß mit dem Einlaß einer Schlagodier^! Quetsch vorsieht uEig,; beispielsvfeise einer Schwinghamiiner-Schlagmlhle ϊθ* ^erbuindien ist»

Die in d;er Zerkleinerungsvorrichtung; 2 erzeugten Bruchstücke wrerdien als σ mittels dies Schneckenförderers ^ in dien Aufgabebehälter 6 gefördert _ti durch weichen sie aufgrund der Schwerkraft hinditrchfallen.,;Dabei kommen die Bruchstücke

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mit dem im Aufgabebehälter 6 befindlichen flüssigen Stickstoff in Berührung» so daß der Eisenmetallanteil versprödet wird» Sodann werden die Bruchstücke mittels des Sehneckenförderes in die Miihle Io gefördert» Der Grad der Abkühlung der Bruchstücke hängt vom Meigungswinkel des Förderers 14, weiter von der Geschwindigkeit, mit weleher die Bruchstücke durch den Aufgab ebehält er S- hindurchgelangen» und von der liefe des flüssigen Stickstoffs im Äufgabebenälter ab. Der Grad der Kühlung der Bruchstücke kann also durch geeignete ferii dieser Paramter gesteuert werden. Während die Bruchstucke durch den flüssigen Stickstoff im Aufgabebehälter 6 hindurcogelangen, geben sie ihre Wärme an den flüssigen Stickstoff ab und bewirken» daß ein Teil davon verdampft, ober eine Leitung 20 ist ein Gebläse 18 mit dem Einlaßende des Schneckenförderers H verbunden. Im. Betrieb saugt dieses Gebläse verdampften Stickstoff aus dem Aufgabebehälter 6 rückwärts durch den Schneckenförderer h und bläst ihn durch einen Auslaß 22 in die Atmosphäre aus. Das kalte Gas kann ganz oder teilweise wieder verflüssigt und in den Speicherbehälter 10 oder den Aufgabebehälter 6 zurückgeleitet werden. Während der verdampfte Stickstoff durch den Schneckenförderer hindurchströmt, kommt er mit den durch diesen Förderer hindurchgeförderten Metallbruchstücken in Berührung und kühlt diese vor, bevor sie in den Aufgabebehälter 6 hineinfallen„ Dadurch wird die Kälte des flüssigen Stickstoffs optimal ausgenützt.

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Gewünschtenfalls kann die Temperatur des am Auslaß 22 ausgeblasenen Gases gemessen werden und dieses Gas,falls erforderlich, anstatt in die Atmosphäre ausgeblasen, zum Auslaßende des Schneckenförderers 4 zurückgeführt werden. Alternativ dazu kann das au3 dem Au3laß 22 ausgeblasene kalte Gas in die Zerkleinerungsvorrichtung 2 eingeleitet werden, um der dort erzeugten Wärme entgegenzuwirken und die Temperatur der in den Schneckenförderer 4 gelangenen Brüchstücke herabzusetzen.

Die Schwinghatnmermühle 16, die typischerweise mit einer Drehzahl von 1000 U/min bis 2000 U/min betrieben wird, zerkleinert die zugeführten Bruchstücke weiter. Außerdem befreit sie im wesentlichen alle nichtmetallischen Materialien von dem in den Bruchstücken enthaltenen Eisennetall. Außerdem werden Metalle wie Kupfer oder Aluminium, die bei der gewählten Temperatur (typischerweise im Bereich von -60 ⁰C bis -120 ⁰C) zäh bleiben, in der Mühle 16 ebenfalls vom Eisenmetall getrennt, das durch den flüssigen Stickstoff versρrodet worden ist.

Die Mühle 16 weist Austragöffnungen 24 geeigneter Größe auf. Durch diese Au3tragöffnungen fallen Metallstückchen hindurch, die eine kleinere Größe als die Au3tragöffnungen haben, und werden beispielsweise mittels eines Bandförderers gesammelt und durch einen herkömmlichen Magnetabscheider und

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durch Staubabscheider (nicht dargestellt) hindurchpassiert, um das Eisenmetall von den Nichteisenmetallen und den nichtmetallischen Werkstoffen zu trennen. Sodann kann ein frei strömungsfähiges Produkt gesammelt werden, das aus verhältnismäßig reinen, sauberen Eisenmetallbruchstückchen besteht und in der Stahlindustrie zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten findet.

Die in Fig. 2 dargestellte Anlage enthält eine Zerkleinerungsvorrichtung 32, die einer herkömmlichen Bauart angehören kann und der Karosserien bzw. Fahrgestelle von Schrottfahrzeugen oder Teile hiervon zugeführt werden. Dieser Schrott wird in der Zerkleinerungsvorrichtung 32 bei oder nahe der Umgebungstemperatur zerkleinert und die so erzeugten Bruchstücke werden mittels eines Förderers 34 vom Auslaß der Zerkleinerungsvorrichtung 32 zum Einlaß einer Schlag- oder Quetschvorrichtung wie beispielsweise einer Schwinghammermühle 36 gefördert. Der Förderer 34 besitzt eine umlaufende Schnecke 35, welche die Bruchstücke transportierte

Nahe dem Auslaßende des Förderers 34 ist eine Sprüheinrichtung 38 angeordnet, die über eine Leitung 40 mit einem vakuumisolierten, flüssigen Stickstoff enthaltenden Behälter 42 verbunden ist. Aus diesem Behälter 42 wird flüssiger Stickstoff zugeführt und durch die Sprüheinrichtung

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in den Förderer 34 eingesprüht. Dieser flüssige Stickstoff kommt mit den durch den Schneckenförderer 34 geförderten . Schrottmetallbruchstücken in Berührung, die dadurch auf eine Temperatur abgekühlt werden, bei welcher das darin enthaltene Eisenmetall brüchig wird. Die Berührung des flüssigen Stickstoffs mit den Schrottmetallbruchstücken bewirktν daß ein Teil des flüssigen Stickstoffs verdampft .

Mit dem Einlaßende de3 Förderers 34 ist ein Gebläse 44 verbunden, das im Betrieb den verdampften Stickstoff in Gegenrichtung durch den Förderer 34 hindurchsaugt und durch einen Auslaß 46 in die Atmosphäre ausbläst_β Dieser Stickstof f dampf kommt dadurch mit den entlang ds Förderers 34 geförderten Bruchstücken in Berührung und kühlt diese vor, bevor sie mit dem durch die Sprüheinrichtung 38 eingesprühten flüssigen Stickstoff in Berührung kommen,, Gewünsch ten falls kann das Eihsprühen des flüssigen Stickstoffs in den Schneckenförderer 34 thermostatisch gesteuert werden, indem beispielsweise die Temperatur in der Mühle oder am Auslaß 46 überwacht und dementsprechend die Zuführrate des Stickstoffes in den Förderer 34 entsprechend der überwachten Temperatur gesteuert wird.

Die Mühle 36 zerkleinert die Sehrottmetallbruchstücke weiter. Die Mühle weist Austragöffnungen 48 gewählter Größe auf, durch welche die Bruchstückchen herausfallen und

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mittels eines Endlosförderbandes 50 gesammelt und durch einen Magnetabscheider herkömmlicher Bauart und einen Staubabscheider hindurchpassiert werden, wonach das von Nichteisenmetallen und nichtmetallischen Stoffen befreite Eisenmetall als Produkt gesammelt wird.

Gemäß Figo 3 ist eine Zerkleinerungsvorrichtung 62 vorgesehen, welche Pahrzeugkarosserien oder Teile davon in Bruchstücke zerkleinert, die hauptsächlich aus Eisenmetall bestehen. Diese Bruchstücke werden mittels eines Schneckenförderers 64 zum Einlaß einer Schlag- oder Quetschvorrichtung wie beispielsweise einer Schwinghammermühle 66 transportiert. Nahe seinem mit dem Einlaß der Mühle 66 verbundenen Ende ist der Schneckenförderer 64 mit einem Gaseinlaß 74 versehen, der über eine Gasleitung J6 mit einem Wärmetauscher verbunden ist, aus welchem ihm kaltes Gas zugeführt wird. Nahe seinem mit dem Auslaß der Zerkleinerungsvorrichtung 62 verbundenen Ende ist der Schneckenförderer 64 mit einem Gasauslaß 68 versehen, der über eine Leitung 70 mit dem Wärmetauscher 72 verbunden ist. In die Leitung 70 ist ein nicht dargestelltes Gebläse eingeschaltet, welches das Gas aus dem Förderer 64 durch den Wärmetauscher 72 und zurück in den Förderer 64 zirkuliert.

Während die Schrottmetallbruchstücke entlang des Förderers 64 transportiert werden, kommen sie mit dem kalten Gas in Berührung, das mit hoher Geschwindigkeit

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in entgegengesetzter Richtung strömt. Die Temperatur der Bruchstücke wird dadurch so weit herabgesetzt, 'daß das darin enthaltene Eisenmetall versprödet wird.

In der Hammermühle 66 werden die Bruchstücke weiter zerkleinert, was dadurch erleichtert wird, daß das Eisenmetall versprödet worden ist« Die Mühle 66 weist Austragöffnungen 78 mit gewählter Größe auf, durch welche die Bruchstückchen auf einen Endlosförderer 80 fallen. Dieser Förderer 80 transportiert die Bruchstückchen durch einen herkömmlichen Magnetabscheider und einen Staubabscheider (nicht dargestellt), wo das Eisenmetall von anderen Werkstoffen getrennt wird, wonach das Eisenmetallprodukt gesammelt wird.

Das zum Kühlen der Bruchstücke verwendete Gas kann beispielsweise Stickstoff sein. Im Wärmetauscher 72 kann dieses Gas im Wärmeaustausch mit einem Sekundärkältemittel wie beispielsweise Methan stehen. Alternativ dazu kann der Stickstoff selbst einem mechanischen Kälteerzeugungsverfahren unterworfen werden, um seine Temperatur auf den gewünschten Wert abzusenken, und kann dann durch den Förderer. 64 zirkuliert werden.

Die in Fig. H dargestellte Anordnung ist sehr ähnlich der Anordnung nach Fig. 2. Es sind daher gleiche Bezugszeichen

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verwendet, um die in beiden Figuren gleichen Teile zu bezeichnen. Der einzige wesentliche Unterschied zwischen der Vorrichtung nach Fig. 4 und der Vorrichtung nach Fig. liegt darin, daß bei der Anordnung gemäß Fig. 4 anstelle einer umlaufenden Förderschnecke ein Endlosförderband 90 zum Transport der Schrottmetallbruchstücke Anwendung findet.

Ein weiterer Unterschied liegt darin, daß die in Fig. abgebildete Vorrichtung im Förderkanal zusätzliche Gebläse enthält, um die Zirkulation des kalten Stickstoffdampfes zu verbessern.

Die in Fig. 5 gezeigte Vorrichtung ist ebenfalls ähnlich der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung ausgebildet. Zur Bezeichnung von in beiden Figuren gleichen Elementen sind wiederum gleiche Bezugszeichen verwendet. In Fig. 5 dient anstelle eines Schneckenförderers ein umlaufender Trommelförderer 94 zum Transport der Bruchstücke zur Mühle 36· Dieser Förderer weist eine abwärts geneigte umlaufende Trommel auf. Während die Trommel umläuft, bewegen sich die Schrottmetallbruchstücke aufgrund der Schwerkraft durch die Trommel hindurch.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 5 ist der Einlaß des Gebläses 44 an einen Einlaßkanal 97 angeschlossen, durch welchen die Bruchstücke unter der Wirkung der Schwerkraft

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aus deirZerkleinerungsvorrichtung 32 in den Einlaß des umlaufenden TorommeIförderers gelangen»

Die Trommel94 trägt außen zwei Kettenräder 96 und 98, deren Zähne mit Endlosketten 100 und 102 in Eingriff stehen. Diese Ketten werden über nicht dargestellte Ritzel und Weilen angetrieben, die ihrerseits durch einen ebenfalls nicht dargestellten Elektromotor mit Getriebe angetrieben werden,- . ^:- :^:;"_; ^: ■ . ------ - ■"-■..--. -- _ _-.-■'"' ---.■■" -."'"- ·

V Der in Pig« I gezeigten Zerkleinerungsvorrichtung: 2, der in Fig. 2 gezeigten;; Zzerkleinerungsvorrichtung 32 und der Xerkleinerungavorrichfeung 62 in den Fig.- 3, 4 und 5 ist vorzugsweise jeweils ein Magnetabscheider zum Abscheiden großer Eisenmetallklumpen von hauptsächlich nicht aus Eisenme/ball bestehenden Bruchstücken zugeordnet. Diese vorwiegend aus; Eisenmet all bestehende Bruchstücke werden in den jeweiligen förderer der in den Fig;, 1 bisI 3 gezeigten An lagen ZiUgßiführt, Aufgrund einer solchen Vorabscheidung von^ Siaenschro/tt_; und Nichteisenschrott erhält der Förderer t^piächerwei.se>;Schrott, der nach Gewicht 90 % bis 97 % Eiaehmetall enthalte. Dies steht im Gegensatz zu den bekannten Verfahren^ bei denen der Schrott in Pakete gepreßt wird und diesjä Pakete· bis zur Versprödung des darin enthaltenen Eisenmetalls abgekiihlt undi aodann zerkleinert werden* Bei diesen

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bekannten Verfahren wird im wesentlichen auch sämtliches Nichteisenmaterial im Schrott mitpaketiert und muß folglich auch gekühlt werden. Wenn der Schrott aus Schrottfahrzeugen besteht, so enthalten die gepreßten Schrottpakete nach Gewicht typischerweise etwa 30 % an Nichteisenmaterialien₀ Infolgedessen vxird ein beträchtlicher Anteil der Kälteleistung dazu verwendet, andere Materialien als das gewünsche Produkt, nämlich das Eisenmetall, zu kühlen.

Da es die Erfindung ermöglicht, Schrottstücke mit einem gewichtsmäßigen Anteil von 90 % bis 97 % an Eisenmetall für die Kühlung und weitere Zerkleinerung bereitzustellen, kann die erwähnte Vergeudung von Kälteleistung beträchtlich herabgesetzt werden»

Ein weiterer, bisher nicht erwähnter Vorteil der Herstellung verhältnismäßig kleiner, nämlich typischerweise faustgroßer Schrottstücke in der ersten Zerkleinerungsvorrichtung liegt darin, daß die Form und Größe dieser Bruchstücke eine wirksamere Kühlung als die nach den bekannten Verfahren hergestellten, verhältnismäßig; großen Pakete erlauben. Diese kleinen Schrottstücke sind im Gegensatz zu den großen Paketen auch verhältnismäßig einfach zu zerkleinern. Folglich dürfen eie bei der Zerkleinerung eine höhere Temperatur als die Schrottpakete aufweisen, ohne daß der Energieverbrauch zur Zerkleinerung größer als derjenige zum Zerkleinern der Schrottpakete ist.

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Claims

Patentansprüche

γ-.Ι* Verfahren zur Gewinnung von in Form kleiner Brucn-

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stücke vorliegendem Eisenmetall aus Eisenmetall enthaltenden Schrottgegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrottgegenstände zunächst bei einer Temperatur, bei der das Eisenmetall zäh ist, grob zerkleinert werden und daß die so erhaltenen Bruchstücke bis auf eine Temperatur, bei der das darin enthaltene Eisenmetall spröde wird, abgekühlt und anschließend nochmals zerkleinert werden«,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchstücke durch direkte Berührung oder indirekten Mrmetausch mit einem verflüssigten Gas, das bei Atmosphärendruck einen Siedepunkt unterhalb von ^100 ⁰C aufweist, oder dem Dampf eines solchen verflüssigten Gases oder einem Gas abgekühlt wird, das seinerseits mit einem solchen verflüssigten Gas oder dessen Dampf im Wärmeaustausch steht«,
3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchstücke durch Hindurchführen durch das verflüssigte Gas abgekühlt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchstücke durch Besprühen mit dem verflüssigten Gas

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abgekühlt werden, während sie von der Grobzerkleinerung zur weiteren Zerkleinerung transportiert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchstücke durch Berührung mit aus dem verflüssigten Gas entstandenem Dampf vorgekühlt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, cadurch gekennzeichnet, daß die Bruchstücke nach der Grobzerkleinerung durch Magnetabscheidung in Bruchstücke, die hauptsächlich Eisenmetall enthalten, und Bruchstücke getrennt werden, die hauptsächlich Nichteisenmaterial enthalten, und daß nur die ersteren Bruchstücke abgekühlt und der weiteren Zerkleinerung zugeführt werden.

7» Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine erste Zerkleinerungsvorrichtung (2; 32; 62), welche die Schrottgegenstände bei einer Temperatur zerkleinert, bei der das Eisenmetall zäh ist, weiter durch eine Fördereinrichtung (4, 14; 34; 64; 90; 94) zum Transprt der in der ersten Zerkleinerungsvorrichtung hergestellten Bruchstücke in eine weitere Zerkleinerungsvorrichtung (16; 36; 66), und durch eine Kältemittelquelle (10; 42; 72) und eine Sinleit- oder Einsprühvorrichtung (8, 12; 38; 70, 76) zum Einbringen des Kältemittels oder von durch dieses gekühltem Gas in die Fördereinrichtung.

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