DE2757402A1

DE2757402A1 - Verfahren zum schmelzen von aluminiumabfaellen

Info

Publication number: DE2757402A1
Application number: DE19772757402
Authority: DE
Inventors: Kunio Amino
Original assignee: Amino Aluminum Industries Co Ltd
Current assignee: Amino Aluminum Industries Co Ltd
Priority date: 1976-12-23
Filing date: 1977-12-22
Publication date: 1978-07-13
Also published as: DE2757402B2; JPS5621339B2; JPS5378911A; US4159907A

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zum Schmelzen von Aluminiumabfällen in einer Masse aus frisch geschmolzenem Aluminium (im folgenden als geschmolzenes Bad bezeichnet), um das in den Abfällen enthaltene Aluminium wieder zu verwenden. Unter dem Ausdruck "Aluminiumabfälle" sind sowohl Abfälle von Aluminium als auch Abfälle von Aluminiumlegierungen zu verstehen.

Beim Schmelzen von Aluminiumabfällen in dem geschmolzenen Bad ist es aus wirtschaftlichen und technischen Gründen äußerst
wichtig, einen möglichen Verlust des Aluminiums als Folge des Schmelzens auf ein Minimum herabzusetzen.

Das Schmelzen von Aluminiumabfällen bzw. Aluminiumschrott wird üblicherweise in der Atmosphäre durchgeführt. Die Temperatur
des geschmolzenen Bades ist sehr hoch, im allgemeinen übersteigt sie 66O⁰G und häufig liegt sie im Bereich von 72O°C
bis 780⁰C. Wenn Aluminiumabfälle in das geschmolzene Bad bei
so hohen Temperaturen eingeführt werden, können sie mit dem
in der Umgebungsluft enthaltenen Sauerstoff und Stickstoff
reagieren und Aluminiumoxid und Aluminiumnitrid bilden. Diese Produkte v/erden als "Schmelzschlacke" bezeichnet, und sie sind für diesen Schmelzverlust verantwortlich. Um diesen Schmelzverlust auf ein Ilinimum zu bringen, ist es unbedingt erforderlich, das Aufttreten dieser Keaktionen zu verhindern, d.h. das Absinken der Aluminiumabfälle unter die Oberfläche des geschmolzenen Bades sollte so rasch wie möglich bewirkt werden. Zu diesem Zweck wurden verwendet: das Flüssigkeits-Tauchverfahren,
das Flüssigkeits-Flußmittelverfahren oder die Methode, welche das Fressen und Eintauchen von Abfällen in das geschmolzene Bad umfaßt.

Das Flüssigkeits-Tauchverfahren umfaßt die Stufen der Ablagerung von Aluminiumabfällen auf der Oberfläche des geschmolzenen Bades und nachfolgend das Pressen dieser Aluminiumabfälle

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in das Innere des Bades. Dieses zwangsweise Untertauchen der Aluminiumabfalle wird entweder in manueller Weise oder mechanisch durchgeführt. Insbesondere wird bei dem manuellen Verfahren das zwangsweise Untertauchen der Aluminiumabfälle dadurch erreicht, daß die auf der Oberfläche des geschmolzenen Bades schwimmenden Abfälle in das Innere des geschmolzenen Bades unter Verwendung eines Hakens gestoßen werden, der aus einer Eisenstange und einer Scheibe oder einem Quadrat aus einer Eisenplatte, die mit eiuem Winkel an dem vorderen Ende dieser Eisenstange befestigt ist, besteht. Dieser Arbeitsvorgang bringt einen großen Arbeitsaufwand mit sich und ist der physisch am anstrengenste Arbeitsvorgang, der bei irgendeiner Art von Schmelzvorgängen vorkommt. Bei der mechanischen Methode werden im allgemeinen im Falle von eisenheißen öfen mit Flügeln versehene Puddlerstäbe oder Gitterpuddler im Fall von Herdöfen der verschiedenen Typen verwendet. Diese beiden Methoden bezwecken, daß eine Oxidation oder Nitrierung bei Aluminiumabfällen gehenuntwird, indem die Dauer der Exposition dieser Aluminiumabfälle mit der Umgebungsluft, während sie auf der Oberfläche des geschmolzenen Bades schwimmen, auf ein Minimum herabgesetzt wird. Diese bekannten Arbeitsweisen haben jedoch den Nachteil, daß sie das Auftreten einer Oxidation und Nitrierung bei Aluminiumabfällen in einem beträchtlichen Ausmaß bewirken. Daher treten bei ihnen die größten Schmelzverluste aller Typen von Schmelzmethoden auf ο

Bei dem Flüssigkeits-Flußmittelverfahren wird das gewünschte Schmelzen von Aluminiumabfällen dadurch erreicht, daß diese Abfälle in eine Masse von zuvor geschmolzenem Flußmittel eingeführt werden. Ein typisches Flußmittel zur Anwendung zu diesem Zweck besteht z.B. aus 50 bis 70 Gew.-% NaCl, 25 bis 45 Gew.-% KCl, 3 bis 10 Gew.-% CaF₂ usw.. Im Fall dieser Masse wird das Flußmittel bei Temperaturen im Bereich von 720⁰C bis 780⁰C geschmolzen und gehalten, wenn die Aluminiumabfälle eingeführt werden. Diese Arbeitsweise bringt nur einen sehr ge-

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ringen Schmelzverlust mit sich, weil die Aluminiumabfälle unmittelbar nach ihrem Eintritt in das geschmolzene Flußmittel geschmolzen werden. Bei dieser Arbeitsweise erfordert der Schmelzvorgang, da das geschmolzene Flußmittel Oxide absorbiert und daher viskos wird und abgebaut wird, 200 bis 500 kg geschmolzenes Flußmittel pro Tonne hierin untergebrachten Aluminiumabfällen. Die Kosten des Schmelzens nach dieser Methode sind daher sehr hoch.

Neues Abgrat material und Festteile aus reinem Aluminium

(clippings und solids entsprechend der Definition der US-Norm NASMI für Nichteisenmetallabfälle) besitzen große Oberflächen und geringe Schüttdichten pro Einheitsgewicht, und daher ist bei ihnen die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Oxidation und Nitrierung bei Exposition mit der Umgebungsluft hoch. Um diese Schwierigkeiten zu beheben, wurde eine Methode zur Herabsetzung ihrer scheinbaren Oberfläche pro Einheitsgewicht durch Pressen der Abgratabfälle und Festteile im allgemeinen unter einem Druck von 50 kg/cm angewandt. Dieses Pressen erhöht tatsächlich die Schüttdichte oder scheinbare Dichte, deren Anfangswerte üblicherweise in der Größenordnung von 0,28 bis 0,48 liegen. Tatsächlich wird sie jedoch um höchstens das 1,6-fache erhöht.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahreu zum vorteilhaften Schmelzen von Aluminiumabfällen, wobei dieses Verfahren weder die Verwendung irgendeines Flußmittels erfordert noch das zwangsweise Untertauchen von schwimmenden Abfällen in das Innere des geschmolzenen Bades notwendig macht, sondern ganz allgemein auf alle Arten von Aluminiumabfallen anwendbar ist und weniger Schmelzverluste als irgendwelche andereu bislang für diesen Zweck tatsächlich angewandten Methoden aufweist.

Zu diesem Zweck wurden Untersuchungen nach einem Verfahren angestellt, bei welchem Aluminiumabfälle solche Eigenschaften erhalten, daß die Abfälle unmittelbar iu das geschmol-

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zene Bad untertauchen, wenn sie mit dem geschmolzenen Bad in Kontakt gebracht werden. Überraschenderweise wurde nun ein Verfahren gefunden, durch welches dieses sofortige Untertauchen von Abfallen dadurch erreicht wird, daß die Abfälle bei einem größeren Druck als der Streckgrenze des die Abfälle bildenden Materials zusammengepreßt werden, so daß hierdurch die Schüttdichte bzw. die scheinbare Dichte dieser Abfälle auf einen so hohen Wert erhöht wird, daß dieser dem spezifischen Gewicht des geschmolzenen Bades gleich ist oder diesen übersteigt.

Zu diesem Zweck werden Fremdteilchen zuerst von den Aluminiumabfallen entfernt, entweder nachdem die Abfälle zuerst fein in Teilchen, die eine feststehende Teilchengrößenverteilung aufweisen, zerkleinert wurden (geschredded wurden) wie im Fall von Abfällen, die aus Blechen oder Formgegenständen herrühren, oder ohne daß diese zunächst in ihrer Größe verringert wurden, wie im Fall von neuen Abgratabfällen oder Festteilen mit ausreichend kleinen Abmessungen. Danach werden die Aluminiumabfälle in Form von feinen Teilchen einer der beiden zuvorgenannten Typen oder beider zuvorgenannten Typen unter einem größeren Druck als der Streckgrenze des Materials, aus dem sie bestehen, zusammengepreßt, so daß sie in eine zusammengepreßte Masse umgewandelt werden, die eine höhere Schüttdichte, wie zuvor erwähnt, aufweisen. Schließlich wird die zusammengepreßte Masse von Abfällen in das geschmolzene Bad eingeführt.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung sind:

Fig. 1 und 2 eine schematische Darstellung des Verhaltens

einer Masse von Aluminiumabfällen, die zur Erniedrigung der scheinbaren Oberfläche von Aluminiumabfällen gepreßt wurden, und die in das
geschmolzene Bad zum Schmelzen hierin gebracht wurde;

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Fig. 3 ein Diagramm, das ein typisches Verfahren bei der Anwendung der Erfindung zeigt;

Fig. 4- und 5 eine schematische Darstellung des Verhaltens einer hergestellten, zusammengepreßten Masse aus Aluminiumabfällen, die in dem geschmolzenen Bad zum Schmelzen hierin angeordnet wurde, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Das konventionellerweise hauptsächlich angewandte Verfahren zum Zwecke des Fressens von Aluminiumabfällen, die eine relativ große, scheinbare Oberfläche pro Einheitsgewicht besitzen wie von Abgratabfällen und Pestteilen aus neuem, reinem Aluminium oder Aluminiumfolienabfallen zur Herabsetzung dieser scheinbaren Oberfläche der Abfälle und das anschließende Durchführen des Schmelzens der gepreßten Masse der Abfälle wird im folgenden erläutert.

In einem solchen Fall beträgt zu Beginn die scheinbare Dichte der Aluminiumabfälle etwa 0,46, und die scheinbare Oberfläche der Abfälle wird auf etwa die Hälfte des unter einem Druck von

z.B. etwa 30 kg/cm durchgeführten Fressens herabgesetzt. Dies bedeutet, daß die scheinbare Dichte der gepreßten Masse der Abfälle nicht mehr als 1,6 beträgt. Wenn die Masse der nach dieser Methode hergestellten Abfälle in dem geschmolzenen Bad zum Schmelzen hierin angeordnet wird, ist das beobachtete Verhalten der Masse in dem geschmolzenen Bad so, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. In der Zeichnung ist mit 1 ein Behälter, mit 2 das geschmolzene Bad und mit 3 eine Masse aus Aluminiumabfällen dargestellt.

Die Beziehung zwischen der Temperatur und dem spezifischen Gewicht bzw. der Dichte von reinem Aluminium ist in der folgenden Tabelle I gezeigt.

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Temperatur (⁰G) 25 660(3) 660(L) 700 720 750 800 Spezifisches Ge- 2,698 2,55 2,368 2,357 2,352 2,34-5 2,332 wicht bzw. Dichte

Aus dieser Tabelle I ist ersichtlich, daß das spezifische Gewicht des geschmolzenen Bades im allgemeinen von 2,33 bis 2,37 reicht, obwohl es in einem gewissen Ausmaß mit der Temperatur variiert.

Wenn eine Masse aus Aluminiumabfällen in dem geschmolzenen Bad angeordnet wird, schwimmt sie daher in dem oberen Teil des geschmolzenen Bades, wobei ein Teil hiervon oberhalb der Oberfläche des geschmolzenen Bades sichtbar ist, wie dies in der Fig.1 gezeigt ist. Die Fig. 2 zeigt das spätere Verhalten der Masse von Aluminiumabfällen, während sie sich im Schmelzprozeß befindet. Die Masse der Abfälle 3» wie in Fig. 2 gezeigt, bildet eine partiell desintegrierte Portion 4, während sie auf der Oberfläche des geschmolzenen Bades schwimmt. Daher ist diese Masse unvermeidlich für eine Oxidation und Nitrierung (Nitridbildung) anfällig. Dies bedeutet, daß die Masse der Abfälle immer noch in einem beträchtlichen Ausmaß einen Schmelzverlust erleidet, obwohl das Pressen dazu dienen sollte, die scheinbare Oberfläche der Abfälle herabzusetzen und damit mögliche Schmelzverluste merklich herabzusetzen. Bei der konventionellen Methode werden Abfälle, die aus Blechen oder Formgegenständen herrühren, direkt in das geschmolzene Bad geworfen, entweder in ihrem ursprünglichen Zustand oder nachdem sie in Fregmente von z.B. Durchmessern bzw. Abmessungen von 300 bis 500 mm zerkleinert wurden. In diesem Fall beträgt das scheinbare, spezifische Gewicht der Bruchstücke der Abfälle im allgemeinen etwa 0,28, und die Schmelzausbeute liegt bei 93,7 %. Gleichgültig ob die Aluminiumabfälle Abgratabfälle oder Festteile aus neuem, reinem Aluminium oder Aluminiumfolienabfälle sind oder aus Formgegenständen herrühren, bringt diese Methode daher unvermeidlich einen beträchtlichen Schmelzverlust mit sich.

Im Gegensatz dazu wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das gewünschte Schmelzen von Aluminiumabfällen dadurch erreicht, daß die Abfälle zuerst unter einem größeren Druck als der Streck-

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grenze des die Abfälle ausmachenden Materials zusammengepreßt wird, um diese hierdurch ia eine zusammengepreßte Masse umzuwandeln, die dem spezifischen Gewicht des geschmolzenen Bades zumindest gleich ist oder dieses beträchtlich übersteigt, nämlich bis auf ein scheinbares, spezifisches Gewicht bzw. eiae scheinbare Dichte von mehr als 2,3 und vorzugsweise mehr als 2,50, und daß anschließend die zusammengepreßte Masse in das geschmolzene Bad eingeführt wird.

Im folgenden wird ein typischer Prozeß zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf das Fließdiagramm der Fig. 3 näher erläutert.

Die Fig. 3 zeigt die Durchführung des Verfahrens unter Verwendung von Alumirdumabfällen, die aus Formgegeaständen herrühren. In diesem Falle wird angenommen, daß die Abfälle zweimal zerkleinert (geshredded) werden. Sie werden einem ersten ZerkleinerungsVorgang unterworfen, und dann werden sie nach der Abtrennung von Fremdteilchen wie Papierrückständen und Anstrichmitteln hiervon einem zweiten Zerkleinern und anschließeuder Magnettrennung unterworfen, wobei letztere zur Entfernung von Eisenstücken aus den Aluminiumabfällen dient. Das Ausmaß dieser Zerkleinerungs- und Trennvorgänge kaun entsprechend der Art der zu behandelnden Alurainiumabfälle und der Art der in den Abfällen enthaltenen Fremdteilchen variieren. In jedem Fall werden diese Arbeitsvorgänge vorteilhafterweise bis zu einem solchen Ausmaß durchgeführt, daß die Abfälle am Ende des zweiten Zerkleinerungsvorganges zum größten Teil (mehr als 80 %) zu Teilchen umgewandelt wurden, die maximale Abmessungen(Durchmesser) zwischen 2 und 20 mm besitzen. Die zerkleinerten Teilchen der Aluminiumabfälle, die am Ende des zweiten Zerkleinerungsvorganges erhalten werden, sollen

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eine Teilchengrößenverteilung besitzen, wie sie im folgenden noch im einzelnen beschrieben wird. Die so hergestellten Teilchen der Aluminiumabfälle werden anschließend unter eiaem solchen Druck zusammengepreßt, welcher der Streckgrenze des die Aluminiumabfälle bildenden Materials gleich ist oder diese vorzugsweise übersteigt. Eine doppelt wirkende, hydraulische Formpresse oder eiue Ausziehformpresse kann beispielsweise zum Zusammenpressen der Teilchen der Aluminiumabfälle verwendet v/erden.

Die Streckgrenze der Aluminiumabfälle variiert mit der Teilchenzusammensetzung, welche sie besitzen. Die Beziehung zwischen der Zusammensetzung und den physikalischen Eigenschaften eines typischen Aluminiums und einer typischen Aluminiumlegierung (B209-74 entsprechend der US-Norm ASTH) ist in der folgenden Tabelle II gezeigt.

Tabelle II

Nr	Legie	Zusammensetzung	Gu	Mg	Hn	Zug festig keit CHPa)	Streck- *PTΡΠ 7P*	Dehnung
	rung	Fe Si	0,05	0,05	0,05	76-107	(HPa)	(%)
1	1100-0	1,0 *	0,20				** 24	** 28
			Il	Il	Il	110-145 M. .M-
2	1100-414	TI	Il	Il	Il	152	97	1 ~10
3	1100-418	Il * *	Il	It	1,0- 1 5	97-131	—	1 ~4
4	3003-0	3,7 0,6	Il	Il	¹ IS Il	138-179	34**	14-^23
5	3003-414	M : M	Il	Il	Il	186 **	117 **	1 ~10
6	3003-418	Il Il	0,10*	2,2- 2.8	Ό ,10*	172-214	165 **	1~4
7	5052-0	0,45*	Il	C-. ,W Il	Il	269 **	66 **	14-Ί8
8	5052-438	Il	3,9-	0^0-	0,4-		221 **	2^4
9	2014-0	o,7*	?»°	0,8	1,2	221 *
				Il	Il		110*	10^-16
,0 ,	21014-76	Il	393 **	6 **

* = maximal

** = minimal

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Das zuvorgenannte Rrozeßschema für das erfindungsgemäße Verfahren wurde unter Bezugnahme auf eine Durchführung beschrieben, welche das Schmelzen von aus Blechen, Formgegenctänden usw. herrührenden Aluminiumabfällen betrifft. Wenn die Aluminiumabfälle Abgratabfälle oder Abschnitte und Festteile aus neuem, reinem Aluminium, Aluminiumfolienabfälle usw. sind, kann die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch vollständig gelöst werden, daß sie von Fremdteilchen abgetrennt und unmittelbar in der nichtzerteilten oder nichtgcshreddeten Form unter einem größeren Druck als der Streckgrenze des die Abfälle ausmachenden Materials zusammengepreßt werden.

Die Beziehung von Aluminiumabfällen zu dem zum Zusammenpressen angewandten Druck und der zusammengepreßten, erhaltenen Masse der Aluminiumabfälle wird in den folgenden Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Durchführungsmethode: Aluminiumabfälle wurden fein zerteilt und von Fremdteilchen abgetrennt, um Aluminiumteilchen zu erhalten. Die Aluminiumteilchen wurden mit einer doppelt wirkenden, hydraulischen Formpresse unter Bildung einer zusammengepreßten Masse zusammengepreßt. Die Beziehung zwischen der Art der Aluminiumabfälle, der Größe des zum Zusammenpressen angewandten Druckes und der scheinbaren Dichte bzw. Schüttdichte der zusammengepreßten Masse ist in der folgenden Tabelle III gezeigt.

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Tabelle III

Alunin· iumabfalle als Rohmaterial

Art

Zusammensetzung (außer Al) (Gew.-%)

Verteilung der.Teilchendurchmesser: weniger als- 2 mm 2r.T. ~> 2Cr-..-?.

J größer als 20 mm

««Scheinbare -Dichte bzw. Schüttdichte

°%tr eckgrenze

HOD ρ

Fe + Si, Cu, Mn, Zn

1,0,0.05/^0.20,-0.05; 0.10

⁵ Gew.-Z

90 Gew.-% 5 Gew.-Z

0,82 1400

Zusammenpressen

Angewandter Druck (kg/cm ) scheinbare Dichte angewandter Druck (kg/cm ) scheinbare Dichte angewandter Druck (kg/cm²) scheinbare Dichte 5C52 P

Si, Fe, Cu, Mn, Mg

0,03;0,10;0,10;0,10,·2,5

6C63 S

Gew.-%.
Gew.-%
Gew.-%

0,817
1700

Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Cr, Zn, Ti

0_f5,-0,35,0,10;0.10;0,55;0,10,-0.10/0.10 '

	1074
	V³
	1790
	2,56
	2148
	2,61
1670
2,42
2148
2,61
2864
2,66

5Gew.-%

90Gew.-%

⁵Gew.-%

0,914

1500

1240

2,22 2864

2,34 3222

2,44

cn

Aus der Tabelle III ist ersichtlich, daß das spezifische Gewicht bzw. die Dichte der zusammengepreßten Masse der Aluminiumabfälle dasjenige des geschmolzenen Bades erreicht oder übersteigt, wenn der angelegte Druck größer als die Streckgrenze für die behandelten Alumiuiumabfälle ist.

Die Teilchengroßenverteilung der zerteilten Teilchen der Aluminiumabfälle besitzt ebenfalls einen gewissen Einfluß auf die Kraft, mit der das Zusammenpressen durchgeführt wird. Im einzelnen ergibt sich, daß das spezifische Gewicht bzw. die Dichte der zusammengepreßten Masse der Aluminiumabfälle einfach und rasch so stark erhöht werden kann, daß es dasjenige des geschmolzenen Bades erreicht oder übersteigt, wenn die Teilchengrößenverteilung die zuvorgenannten Erfordernisse erfüllt. Falls die Teilchen eine im wesentlichen gleichförmige, grobe Abmessung besitzen, können sie jedoch die Erscheinung des Zurückspringens zeigen, wodurch das Zusammenpressen nicht durchführbar wird.

Vorteilhafterweise besitzen die zerteilten Teilchen der Aluminiumabfälle eine solche Teilchengroßenverteilung, daß Teilchen der im folgenden angegebenen Größengruppen in solchen Prozentsätzen vorkommen, welche in die folgenden, jeweiligen Bereiche fallen:

Teilchen mit Abmessungen bis zu 2 mm: 3-7 Gew.-%

Teilchen mit Abmessungen von 2 mm

bis 20 mm: 88-92 Gew.-%

Teilchen mit Abmessungen von 20 mm

oder mehr: 3-7 Gew.-%

Beispiel 2

Es wurde eine ähnliche Arbeitsweise wie in Beispiel 1 mit Abgratabfällen und Festteilen aus neuem, reinem Aluminium oder Aluminiumfolienabfällen durchgeführt. Die Aluminiumabfälle wurden in ihrer nicht zerteilten Form dem Zusammenpressen unmittelbar nach der Entfernung von Fremdteilchen unterworfen. Die Beziehung zwischen

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-lo

für das Zusammenpressen angewandten Druck und der scheinbaren Dichte "bzw. der Schüttdichte der zusammengepreßten Masse ist iu der folgenden Tabelle IV gezeigt.

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Tabelle IV

Aluminiumabfälle als Rohmaterial

Art

Form

Zusammensetzung (außer Al) (Gew.-%)

Scheinbare Dichte

Streckgrenze

nach dem Zusammenpressen 1060
Folie

Fe, Si, Cu,

Mn,

Zn

0,35; 0,25,· 0,05> 0,03; 0,03

0,232

1100

Abgratabfälle und Festteile aus
neuem,...re_ipenrAl _; . _

Fe+Si, Cu,

Mn, Zn

1,0/ 0,05^0,20; 0,05; 0,10

0,473
1400

ί angelegter Druck(kg/cn ) j ' scheinbare Dichte

ι

j ' angelegter DruGk(kg/cm ) j scheinbare Dichte

j angelegter Druck(kg/cm )

scheinbare Dichte

1790	1790
2,33	1,90
2506	2864
2,42	2,32
2864	3222
2,59	2,48

Die Werte dieser Tabelle IV zeigen, daß bei diesem Beispiel das unter einem größeren Druck als der Streckgrenze der Aluminiumabfälle durchgeführte Zusammenpressen die scheinbare Dichte auf mehr als das 2,35-fache des ursprünglichen Wertes erhöhte.

Die größte Abmessung der zusammengepreßten Masse soll vorteilhafterweise nicht größer als 140 mm sein. Falls die zusammengepreßte Ilasse eine Abmessung von größer als 140 mm besitzt, erfordert das Schmelzen eine größere Zeitspanne. Dies gilt insbesondere, wenn das scheinbare, spezifische Gewicht der zusammengepreßten Masse dem spezifischen Gewicht des geschmolzenen Bades gleich ist.

Die Größe des Druckes, unter welchem Aluminiumabfälle zusammengepreßt werden, muß die Streckgrenze des die Abfälle ausmachenden Materials übersteigen. Insbesondere soll der Druck vorteilhafterweise 600 kg/cm höher als die Streckgrenze liegen. Falls der Druck nicht größer als die Streckgrenze ist, bilden die Aluminiumabfälle keine Pelle und erreichen keine ausreichende erhöhte, scheinbare Dichte.

Die Fig. 4 und 5 zeigen, wie eine zusammengepreßte Masse aus Aluminiumabfälleα, die entsprechend dem erfindungsgemaßen Verfahren hergestellt und in dem geschmolzenen Bad angeordnet wurde, sich unmittelbar nach der Einführung in das geschmolzene Bad und währeud sie sich noch im Schmelzprozeß in dem Bad befindet, verhält. In der Zeichnung ist mit 5 die zusammengepreßte Masse bezeichnet. Normalerweise setzt sich die zusammengepreßte Masse auf den Boden des geschmolzenen Bades, wie gezeigt, unmittelbar nach ihrer Einführung in das geschmolzene Bad ab, um dann hier geschmolzen zu werden. Daher wird die Dauer der Exposition der Aluminiumabfälle gegenüber der umgebenden Luft auf ein Minimum herabgesetzt und als Folge hiervon wird der Schmelzverlust ebenfalls auf ein Minimum gebracht.

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Das erfindungsgemäße Verfahren scheint der konventionelle Methode, welche das gewünschte Schmelzen von neuen Abgratabfällen bzw. Abschnitten aus reinem Aluminium durch Pressen der Abfälle bewirkt, ähnlich zu sein. Jedoch werden bei dem erfindungsgemäßeu Verfahren die Aluminiumabfälle zum Zwecke der Erhöhung des scheinbaren, spezifischen Gewichtes bzw. der scheinbaren Dichte der Abfälle zusammengepreßt, während bei der konventionellen Methode die Abfälle lediglich zum Zweck der Herabsetzung der Oberfläche der Abfälle gepreßt werden. Auf diese Weise erreicht die konventiouelle Methode ihr Ziel lediglich durch Pressen der Abfälle unter einem niedrigen Druck. Im Gegensatz dazu ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erforderlich, die Aluminiumabfälle zu einer zusammengepreßten Masse umzuwandeln, und zu diesem Zweck ist es unbedingt erforderlich, die Abfälle unter einem höheren Druck als der Streckgrenze der Abfälle entspricht, zusammenzupressen.

Insbesondere ist die Aufgabe der Erfindung von derjenigen der konventionellen Methode, bei welcher die scheinbare Oberfläche der Abfälle vermindert werden soll, verschieden. Daher unterscheiden sich die beiden Arbeitsweisen hinsichtlich der Größe des auf die zu behandelnden Alumiuiumabfälle angelegten Druckes voneinander. Die maximale, scheinbare Dichte der Abfälle nach der Anwendung eines solchen Druckes beträgt im Falle der konventionellen Methode lediglich 1,6, während im Falle des erfindungsgemäßen Ver_fahrens der Wert bei 2,35 oder höher liegt.

Im folgenden werden Ergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 3

Drehspäne aus Platten aus Aluminium (mit einer Zusammensetzung von 0,45 % Fe, 0,18 % Si, Rest Al, Streckgrenze von 1000 bis 1400 kg/cm² und einer scheinbaren Dichte von 0,35) wurden in

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einem Behälter von 140 mm Durchmesser angeordnet und unter einer Kraft von 140 t mit einer doppelt wirkeuden hydraulischen Presse zusammengepreßt, um eine zusammengepreßte Hasse mit einer Höhe von 85 mm, einem Gewicht von 3309 G einer scheinbaren Dichte von 2,53 zu erhalten. Der in diesem Fall angelegte Druck betrug 1 400 000 kg : (70 χ 70 χ 3,14-) = 91 kg/mm . Etwa 2 t von solchen zusammengepreßten Massen wurden in eiuem geschmolzenen Bad innerhalb eines 5 t Reverberierof ens geschmolzen. Die Schmelzausbeute betrug 98,5 °/°*

Vergleichsbeispiel 1;

Etwa 2 t Drehspäne aus Platten aus Aluminium, die mit dem in Beispiel 3 verwendeten identisch waren, wurden in unveränderter Form in einem geschmolzenen Bad innerhalb eiu.es 5 t Reverberierofens angeordnet und hierin nach dem Flüssigkeits-Tauchverfahren geschmolzen. Die Schmelzausbeute betrug in diesem Fall 94,2 %.

Vergleichsbeispiel 2:

Die gleichen Drehspäne aus Aluminiumplatten, wie sie in Beispiel 3 verwendet wurden, wurden in einer 60 t Presse zu einer Masse mit einer Querschuittsfläche von 300 mm χ 400 mm zusammengepreßt, so daß die scheinbare Oberfläche herabgesetzt wurde. Der Druck betrug 60 000 kg : (300 χ 400) =

ρ
0»5 kg/mm , und die scheinbare Dichte lag bei 1,4-5. Etwa 2 t der gepreßten Masse wurde in einem geschmolzenen Bad innerhalb eines Reverberierofens entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 3 geschmolzen. Die Schmelzausbeute lag in diesem Falle bei 95,3 %.

Der Vergleich zeigt, daß die bei Beispiel 3 erhaltene Schmelzausbeute höher war als sie in den Vergleichsbeispielen 1 oder erzielt wurde.

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DeiGPiel 4

Neue Abgratabfalle bzw. Abschnitte aus reinem Aluminium mit einer Dicke von etwa 0,5 min (Zusammensetzung: 0,4-5 Gew.-% Pe, 0,18 Gew.-% Si, liest Al, Streckgrenze 1200 - 14O0 kg/cm² und scheinbare Dichte von 0,28 - 0,48) wurden unter einem Druck von 140 t in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 zusammengepreßt, wobei eine zusammengepreßte Hasse mit einer Höhe von 80 mm, einem Gewicht von 3 139 S und einer scheinbaren Dichte von 2,55 erhalten wurde. Etwa 2 t dieser Hassen wurden in dem geschmolzenen Bad innerhalb eines 5 t Reverberierofens unter exakter Wiederholung der Arbeitsweise von Beispiel 3 geschmolzen. Die Schmelzausbeute betrug in diesem Fall 99,1 %.

Vergleichsbeispiel 3;

Etv/a 2 t neue Abgratabfälle bzw. Abschnitte aus reinem Aluminium, die mit den in Beispiel 4 verwendeten identisch waren, wurden in dem geschmolzenen Bad iu demselbeu ßeverberierofeu, wie er in Beispiel 1 verwendet wurde, angeordnet uud nach dem Flüssigkeits-Tauchverfahrea geschmolzen. Die Schmelzausbeute betrug in diesem Fall 95»2 %.

Verp;leichsbeispiel 4;

Die gleichen Abgratabfälle bzw. Abschnitbe aus reinem Aluminium, wie sie in Beispiel 4 verwendet wurden, wurden in einer 60 t Presse zu einer Masse mit einer Querschnittsfläche von 300 mm χ 400 mm zur Herabsetzung der Oberfläche gepreßt. Der Druck betrug: 60 000 kg : (300 χ 400) =0,5 kg/mm² und die scheinbare Dichte lag bei 1,49. Etwa 2 t dieser Massen wurden in dem Reverberierofen angeordnet und unter Wiederholung der Arbeitsweise von Beispiel 4 geschmolzen. Die Schmelzausbeute betrug in diesem Fall 96,3 %.

Ein Vergleich zeigt, daß die in Beispiel 4 erhaltene Schmelzausbeute höher als diejenige des Vergleichsbeispieles 3 oder des Vergleichsbeispieles 4 war, was die Leistungsfähigkeit

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des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich zeigt.

Beispiel 5

Aluminiumabfälle von 1000 mm Länge und 0,3 - 1j5 nun Stärke (Zusammensetzung: 0,45 Gew.-% Fe, 0,18 Gew.-% Si, Rest Al; Streckgrenze von 1000 - 1400 kg/cm ) wurden einer ersten Zerkleinerung unter Herstellung von zusammengepreßten Bruchstücken von etwa 300 mm durchschnittlichem Durchmesser unterworfen. Die zerkleinerten Fragmente wurden von Fremdteilchen wie Papierrückstäziden und Anstrichmittelrückständen durch Schwerkrafttrennung abgetrennt. Die Bruchstücke wurden dann einer zweiten Zerkleinerung zu Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 15 mm zerkleinert, wobei die Teilchengrößenverteilung derart war, daß Teilchen mit Durchmessern bis zu 2 mm 5 Gew.-%, Teilchen mit Durchmessern von 2 bis 20 mm 95 Gew.-% und Teilchen mit Durchmessern von 20 mm oder darüber 5 Gew.-% ausmachten. Die Teilchen wurden von Eisenteilchen mittels Magnettrennung befreit, danach wurden sie unter einem Druck von 2000 kg/cm in einer doppelt wirkenden Presse zur Herstellung von zusammeugepreßten Massen behandelt. Diese zusammengepreßten Nassen besaßen ein Durchschnittsgewicht von etwa 2 kg uad eine scheinbare Dichte bzw. Schüttdichte von 2,50. Eine Gesamtmenge von 2J00 zusammengepreßten Hassen mit einem Gewicht von 4600 kg wurden in einem 5 t Reverberierofen angeordnet und geschmolzen. Die Schmelzausbeute betrug in diesem Falle 97»6 %,

Verpjleichsbeispiel 5'-

Die gleichen Aluminiumabfälle wie in Beispiel 5 wurden in unveränderter Form in einer hydraulischen Presse zusammengepreßt. Die gepreßten Massen wurden unter genauer Befolgung der Arbeitsweise von Beispiel 5 in dem Reverberierofen behandelt. Die Schmelzausbeute betrug in diesem Falle 95,6 %.

809B28/06 10

L e e r s e i t e

Claims

1. Verfahren zum Schmelzen von Aluminiumabfällen in einem Bad aus geschmolzenem Aluminium, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumabfälle in zusammengepreßte Massen mit einem scheinbaren spezifischen Gewichc, das dem spezifischen Gewicht des geschmolzenen Bades gleich ist oder dieses übersteigt, gepreßt werden, und daß anschließend die zusammengepreßten Massen in das Bad aus geschmolzenem Aluminium eingeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu Massen zusammenzupressenden Aluminiumabfälle zu Teilchen zerkleinert werden, von denen die meisten maximale Durchmesser zwischen 2 und 20 mm besitzen, und daß Fremdteilchen wie Anstrichmittel, synthetische Harze, Papier- und Eisenabfälle, die hierin vermengt sind, entfernt werden, und daß anschließend unter einem größeren Druck als der Streckgrenze der Aluminiumabfälle unter Erzeugung der zusammengepreßten Massen zusammengepreßt wird

ORIGINAL INSPECTED

DR. C. MANITZ ■ DIPL.-INC. M. FlNSTtRWAlD i»lV» Λ ** ft S». ft»W*l Jk 1Λ KOW ZENTRALKASSt BAYER. VOLKSBANKEN

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengepreßten Massen eine Länge von nicht mehr als 14-0 mm besitzen.

4-, Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck, unter welchem das Zusammenpressen durchgeführt wird, um wenigstens 600 kg/cm höher liegt als die Streckgrenze der Aluminiumabfälle.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Aluminiumabfälle zu Teilchen mit einer solchen Teilchengrößenverteilung zerkleinert werden, daß Teilchen mit maximalen Durchmessern, die 20 mm übersteigen, in einer Menge von 3 bis 7 Gew.-%, solche Teilchen mit maximalen Durchmessern von 2 bis 20 mm in einer Menge von 88 bis 92 Gew.-% und Teilchen mit maximalen Durchmessern bis zu 2 mm in einer Menge von 3 bis 7 Gew«-% vorliegen.

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