DE3023253C2 - Schachtofen für die Erschmelzung von Metallen - Google Patents

Description

— daß die Gattierungsbehäiter (5) mitteis eines an der Anhängetraverse (13) befestigten Deckels (5a) verschließbar sind,

— daß die Gattierungsbehälter (5) an der Anhängetraverse (13) ein- und ausklinkbar sind,

— daß die Gattierungsbehälter (5) in Beschikkungsstellung mit einem am Boden (5c) vorgesehenen Dichtrand (5e) den Schachtofen-Eingang (9a) gasdicht verschließen,

— daß die nach unten schwenkbaren Bodenklappen (5d) innerhalb des Dichtrandes (Se) angeordnet sind, ferner

— daß der Schachtofen-Eingang (9a) aus einem relativ niedrigen Vorschacht (9c) gebildet und mittels der Dichtklappe (15) gasdicht verschließbar ist, deren Dichtfläche berührungsfrei zum rutschenden Gattierungsmaterial angeordnet ist.

2. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Schachtofen-Eingang (9a), dem Dichtrand (5e) des Gattierungsbehälters (5) gegenüberliegende Dichtfläche (16a) mittels eines Metallstreifens (16) gebildet ist.

3. Schachtofen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Bereich aus mehreren, voneinander getrennten, Schleusenkammern bildenden Gattierungskammern (17, 18) besteht, die am Kammer-Ausgang (19) jeweils mit einer Dichtklappe (20) von unten verschließbar sind.

4. Schachtofen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zueinander benachbarte Gattierungskammer-Ausgänge (19a, \9b) mit paarweise in Offenstellung gegenläufig bewegbare Dichtklappen (20a, 20b) versehen sind.

5. Schachtofen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gattierungskammern (17, 18) am Kammer-Ausgang (19) sich verjüngend ausgebildet sind.

6. Verfahren zum Betreiben des Schachtofens nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem dichten Aufsetzen des Gattierungsbehälters (5) und dem Abschenken der Dichtklappe (15) am Schachtofen-Eingang (9a^die Bodenklappen (5d) des Gattierungsbehälters (5) unter gleichzeitiger Zuführung von Spülgas in den Gattierungsbehälter (5) abgeschwenkt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß den Gattierungskammern (17,18) fortwährend Inertgas zugeführt wird.

Die Erfindung betrifft einen Schachtofen für die Er-Schmelzung von NE-Metallen, insbesondere von Blei, im Recycling-Verfahren, mit einer über dem Schachtofen angeordneten Kranbahn und einem auf dieser zwischen einer Beladestation und einer Entladestation über dem Schachtofen verfahrbaren Wagen, an dem eine Anhängetraverse für ein- und aushängbare Gattierungsbehälter vorgesehen ist, bei dem weiterhin die Gattierungsbehälter mittels eines absenkbaren Deckels von oben verschließbar sind, die in Beschickungsstellung mit ihrem Boden den Schachtofeneingang verschließen und mit nach unten schwenkbaren Bodenklappen versehen sind, wobei außerdem der Schachtofeneingang mittels einer im inneren schwenkgelagerten Klappe verschließbar ist. Derlei Schachtofen sind zum Gebiet der Gießereiöfen zu recnnen, so z. B. die Kupolofen. Diese Schachtöfen dienen auf einem Sondergebiet dem Zweck, NE-Metalle aus unbrauchbar gewordenen Aggregaten, wie z. B. aus Akkumulatoren Blei, wiederzugewinnen. Auch die übrigen Gattierungsbestandteile sind recht sperrig. Die Gattierung wird neben ungebrochenen Akkumulatoren und Akkumulatoren-Schrott aus Ofenschlacke, Koks, Eisenspänen, Eisenoxyd, Kalkstein und teilweise Staub gebildet. Diese Materialien werden vor dem Eingeben in den Schachtofen in Mischbetten zusammengestellt. Ein vorgewähltes Programm bestimmt dabei das Mischungsverhältnis der einzelnen Rohmaterialien. Das Entladen und Aufbereiten des Rohmaterials sowie die Lagerung werden in einer Halle aufgenommen. Der Transport in der Halle erfolgt über Schaufellader.

Nach dem Stand der Technik der im Betrieb befindlieher. Schachtofen für die Erschmelzung von NE-Metallen im Recycling-Verfahren besteht der Oberofen aus an Balanciers aufgehängter Glocke und einer sogenannten Kübelbegichtung. Dabei ist nachteilig, daß bei derartigen Schachtofen und bei Aufgabe der im Mischbett zusammengestellten Charge die Staubentwicklung schwer vermeidbar ist, hierbei gleichzeitig Verbrennungsgase aus dem Schachtofen entweichen können und umgekehrt der in den Ofenraum des Schachtofens sowie der in die Gasabzugsleitung gelangende Sauerstoff der eindringenden Frischluft mit den Ofengasen ein explosionsfähiges Gemisch entstehen lassen.

Auch ein bekannter Gichtverschluß für Schachtofen (DE-Patentschrift 8 34 427) berücksichtigt das Dichtproblem beim Chargieren der Gattierung nur unzureichend, weil dort der Gattierungsbehälter selbst nicht als Dichtorgan wirkt und weil das Zusammenwirken der Bodenklappen des Gattierungsbehälters und der Ofenklappen Gasaustrittsöffnungen schafft. Ein Gasaustritt im Bereich der Schwenklager muß daher durch eine zusätzliche Druckgasabdichtung vermieden werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anforderungen für eine saubere Umwelt bei größter Wirtschaftlichkeit zu erfüllen und außerdem das Entweichen von Staub und Abgasen und damit die Explosionsgefahr in den Bereichen des Schachtofen-Eingangs sowie auch im oberen Schachtofenbereich zu vermeiden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gattierungsbehälter mittels eines an der

Anhängetraverse befestigten Deckels verschließbar sind, daß die Gattierungsbehälter an der Anhängetraverse ein- und ausklinkbar sind, daß die Gattierungsbehäher in Beschickungsstellung mit einem am Boden vorgesehenen Dichtrand den Schachtofen Eingang gasdicht verschließen, daß die nach unten schwenkbaren Bodenklappen innerhalb des Dichtvandes angeordnet sind, ferner daß der Schachtofen-Eingang aus einem relativ niedrigen Vorschacht gebildet und ausschließlich mittels der Dichtklappe gasdicht verschließbar ist, deren ι ο Dichtfläch:- berührungsfrei zum rutschenden Gattierungsmaterial angeordnet ist Ein solches System stellt eine doppelte Dichtung dar, die einesteils von dem Gattierungsbehälter und andernteils am Ofen selbst gebildet ist Sowohl bei weggefahrenem Gattierungsbehälter als auch während des Beschickungsvorganges ist der Schachtofen gasdicht verschlossen, so daß weder durch den Schachtofen-Eingang noch durch die Gasabzugsleitung eindringende Frischluft ein explosionsfähiges Gemisch bilden kann. Ebenso wird verhindert, daß Staub aus dem Schachtofen dringt und die Umweltbedingungen verschlechtert. Gleichzeitig gewährleistet das erfindungsgemäße System die Wirtschaftlichkeit des Erschmelzungsverfahrens.

Eine gute Dichtwirkung zwischen dem Gattierungsbehälter und dem Schachtofen-Eingang wird insbesondere dadurch erzielt, daß die am Schachtofen-Eingang dem Dichtrand des Gattierungsbehälters gegenüberliegende Dichtfläche mittels eines Metallstreifens gebildet ist.

Eine die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens unterstützende Maßnahme, die der besseren Verteilung des an und für sich schwer schütibaren Gattierungsgutes dient, besteht darin, daß der obere Bereich aus mehreren, voneinander getrennten, Schleusenkammern bildenden Gattierungskammern besteht, die am Kammer-Ausgang jeweils mit einer Dichtklappe von unten verschließbar sind. Dieses System verteilt bereits das Gattierungsgut am Schachtofen-Eingang, so daß die Verteilung praktisch dem Kran übertragen wird.

Um die Verteilung des Gattierungsgutes auch im Bereich des Ausganges der Gattierungskammern günstig zu gestalten, ist ferner vorgesehen, daß zueinander benachbarte Gattierungskammer-Ausgänge mit paarweise in Offenstellung gegenläufig bewegbaren Dichtklappen versehen sind. Demzufolge wird das Gaitierungsgut durch die räumliche Aufteilung der Gattierungskammern auch an deren Ausgängen dem Ofen auf den Ofenquerschnitt verteilt zugeführt.

Hierzu erweist sich ferner als günstig, daß die Gattierungskammern am Kammer-Ausgang sich verjüngend ausgebildet sind.

Weitere Maßnahmen zum Betreiben des Schachtofens in dem Sinn, den Staubaustritt sowie die Gefahr von Explosionen zu vermeiden, werden durch ein Ver- v> fahren zum Betreiben des Schachtofens gewährleistet. Hierzu ist vorgesehen, daß nach dem dichten Aufsetzen des Gattierungsbehälters und dem Abschwenken der Dichtklappe am Schachtofen-Eingang die Bodenklappen des Gattierungsbehälters unter gleichzeitiger Zuführung von Spülgas in den Gattierungsbehälter abgeschwenkt werden. Das Spülgas kann aus Stickstoff oder anderen nicht brennbaren Gasen bestehen, die der Explosionsgefahr entgegenwirken.

Explosionen werden nach einem anderen Verfahrensschritt im oberen Bereich des Schachtofens dadurch vermieden, indem den Gattierungskammern fortwährend Inertgas zugeführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 eine Gesamtanansicht einer Schachtofenanlage für die Erschmelzung von NE-Metallen im Aufriß,

Fig. 2 eine Seitenansicht in der in Fig. 1 angegebenen Richtung gemäß der Ebene A-B.

Die in F i g. 1 dargestellte Schachtofenanlage weist neben dem (nicht gezeichneten) Mischbett einen unter dem Hallenflur 1 angeordneten Bereitschaftsraum 2 auf. Am Eingang 3 ist die Bereitschaftstasche 4 vorgesehen, bestehend aus zwei schwenkbaren Schalenhälften 4a, 46. Unter der Bereitschaftstasche 4 befindet sich der Gattierungsbehälter 5 auf dem Wagen 6, der auf den Gleisen 7 bis unter den Hubförderer 8 verfahren wird. Somit liegt unter der Bereitschaftstasche 4 die Beladestation. Über dem Hubförderer 8 und dem Schachtofen 9 erstreckt sich in horizontaler Ebene die Kranbahn 10, auf der der Wagen 11 verfahrbar ist. Außer den Fahrantrieben, einem Hubwerk 12 (nur angedeutet) trägt der Wagen 11 eine Anhängetraverse 13 mit einem Paar von Kolben-Zylinder-Antrieben 14, für den Deckel 5a des Gattierungsbehälters 5, der folglich an der Anhängetraverse 13 heb- und senkbar ist. Am Gattierungsbehälters ist ferner ein Gegenrand Sb für den Deckel 5a befestigt, unter den die Greifklauen 13a, 136 ein- und ausklinkbar fassen. Der über dem Schachtofen 9 (für die Erschmelzung von Blei) befindliche Gattierungsbehälter 5 nimmt die Entladestation ein. Am Boden 5c des Gattierungsbehälters 5 sind (näher nicht sichtbare) Bodenklappen 5c/ schwenkbar gelagert, und der Dichtrand 5e stützt sich auf den Schachtofen-Eingang 9a auf. Der Schachtofen-Eingang 9a wird vom Inneren 9b aus mittels einer Dichtklappe 15 gasdicht verschlossen. Dem Dichtrand 5e des Gattierungsbehälters 5 liegt am Schachtofen-Eingang 9a ein Metallstreifen 16 gegenüber, der eine Dichtfläche 16a am Schachtofen 9 bildet. Der Schachtofen-Eingang 9a weist einen relativ niedrigen Vorschacht 9cauf.

Der obere Bereich des Schachtofens 9 ist in mehrere voneinander getrennte Gattierungskammern 17,18 eingeteilt (F i g. 2). Jede der Gattierungskammern bildet eine Schleusenkammer. Währenddem der Schachtofen-Eingang 9a mittels der Dichtklappen 15 gasdicht verschließbar ist, sind am Kammer-Ausgang 19 ebenfalls Dichtklappen 20 angeordnet. Die Dichtklappen 20 lagern um Achsen 21 drehbar an Hebeln 22 vorteilhafterweise zusätzlich um Achsen 20a, 20A an den Hebeln 22 schwenkbar, so daß sich die Dichtfläche 23 an den jeweiligen Verlauf der Gegendichtfläche anpassen kann. Die Dichtklappen 15 werden jeweils mittels der durch Strich-Punkt-Linien angedeuteten Kolben-Zylinder-Antriebe 24a und 246 betätigt. Für die Dichtklappen 20 sind Kolben-Zylinder-Antriebe 25 auf dem Schachtofengerüst 9d gelagert und mit ihren Kolbenstangen 25a über Hebel 26 an die Hebel 22 angelenkt. Die Gattierungskammern 17, 18 verjüngen sich bei 17a und 18a im Sinn einer gezielten Verteilung des Gatiierungsmaterials.

Dem Ausführungsbeispiel ist ein Bleiofen mit einer Gestellfläche von ca. 6 m · 2,5 m zugrundegelegt. Für die Ofenbeschickung eines solchen Schachtofens werden pro Stunde vier Gattierungsbehälter 5 mit je 1,5 m³ Gattierung benötigt. Die Schachtofenanlage ist so ausgelegt, daß sechs Gattierungsbehälter 5 pro Stunde gefahren werden können. Der Abruf zur Schachtofenbeschickung erfolgt von einer Füllstandsüberwachung, die auf der Basis von Teufen-Meßsonden arbeitet. In der

Ausgangsstellung vor dem Impuls der Füllsiandsübcrwachung sind die zwei dargestellten Gaitieiungskamniern 17, 18 mit Gattierung gefüllt. Der Gatlierungsbehälter 5 steht gefüllt unter dem Hubförderer 8 auf dem Wagen 6 und ist in den Wagen 11 lose cingehangen. Die Bereitschaftstasche 4 ist ebenfalls mit 1.5 m^J Gattierungsgemisch gefüllt.

Sobald die Gattierungssäule im Schachtofen 9 soweit abgesunken ist. daß weiteres Gattierungsmaterial benötigt wird, gibt die erwähnte Füllstandsüberwachiing den Impuls an den Schachtofen 9 und an den Wagen 11. Der Füllvorgang wird nunmehr eingeleitet.

Die beiden Gattierungskammern 17 und 18 mit je einem Volumen von 22 m^s übernehmen die Eingabe des Gattierungsgemisches in den Schachtofen 9. Die Gattierungskammern 17, !8 teilen den Schach.tofenraum in zwei gleiche Teile, um eine gute Verteilung des Gattierungsmaterials zu ermöglichen. Die Dichtklappen 15. von denen jeweils eine pro Gattierungskammer 17 bzw. 18 vorgesehen ist, sind druckdicht, währenddem die unteren Dichtklappen 20 als sogenannte Gattierungsmaterial-Halteklappen fungieren und nicht gasdicht ausgeführt sein müssen.

Sobald die Füllstandsüberwachung den Impuls »Füllvorgang« einleitet, öffnen die beiden Dichtklappen 20 und das Gattierungsmaterial gelangt in den Schachtofenraum 27. Die Dichtklappen 20 der Gattierungskammer 17 schließen wieder und das gleiche Programm läuft für die Gattierungskammer 18 ab.

Dreißig Sekunden nach dem Impuls der Füllstands- jo überwachung beginnt der Hubförderer 8 mit dem Heben eines gefüllten Gattierungsbehälters 5. Nach weiteren dreißig Sekunden, wobei sich der Gattierungsbehälter 5 in der höchsten Stellung befindet, wird das Verfahren des Wagens 11 zur Gattierungskammer 17 eingeleitet. Nach weiteren dreißig Sekunden Fahrzeit hat der Gattierungsbehälter 5 die Füllstellung für die Gattierungskammer 17 erreicht und wird abgesenkt. Hierbei fährt der Gattierungsbehälter 5 einen (weiter nicht dargestellten) Endschalter an und das Hubwerk 12 des Wagens 11 senkt weiter ab, bis die Bodenklappen 5d am Gattierungsbehäitcr 5 öffnen, was durch das Absenken selbsttätig geschieht. Nach der Entleerung wird der Gattierungsbehälter 5 angehoben und nach dem Schließen der Bodenklappen 5d die Dichtklappe 15 der Gattierungskammer 17 geschlossen. Die Klappen 15 werden automatisch entsprechend dem Beschickungszyklus durch die Kolben-Zylinder-Antriebe 24a 246 bzw. 25 betätigt. Die Dichtflächen der Dichtklappen 15 sind so angeordnet, daß sie vom rutschenden Gattierungsmaterial nicht berührt werden können. Somit kann an ihnen kein Gieitverschleiß auftreten.

Das Schließen der Dichtklappen 20 geschieht mit vermindertem hydraulischen Druck sowie mit sehr langsamer Schließgeschwindigkeit Falls sich Gattierungsmaterial im Bereich der Dichtklappen 20 befinden sollte, wird durch den geringen hydraulischen Druck die Dichtklappe festgehalten und der Endschalter »Dichtklappe 20 schließen« spricht nicht an. Das im Bereich der Dichtklappe 20 liegende Material kann durch besondere Stocheröffnungen entfernt werden. Hierfür sind zwei Stocheröffnungen und zwei Schaugläser im oberen Bereich des Schachtofens 9 sowie je vier Öffnungen im unteren Bereich des Schachtofens 9 vorgesehen.

Das Abtransportieren der leeren Gattierungsbehälter erfolgt mit dem Wagen 11 bis zum Hubförderer 8, wonach der Gattierungsbehälter 5 auf den Wagen 6 abgesenkt wird. Sobald der Gattierungsbehälter 5 auf den Wagen 6 abgesetzt ist, öffnet sich automatisch die Anhängetraverse 13 mit den Greifklaucn 13;;, 136, so daß der Wagen 6 zur Bereitschaftstasche 4 fahren kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Schachtofen für die Erschmelzung von NE-Metallen, insbesondere von Blei, im Recycling-Verfahren, mit einer über dem Schachtofen angeordneten Kranbahn und einem auf dieser zwischen einer Beladestation und einer Entladestation über dem Schachtofen verfahrbaren Wagen, an dem eine Anhängetraverse für ein- und aushängbare Gattierungsbehälter vorgesehen ist, bei dem weiterhin die Gattierungsbehälter mittels eines absenkbaren Dekkels von oben verschließbar sind, die in Beschikkungsstellung mit ihrem Boden den Schachtofeneingang verschließen und mit nach unten schwenkbaren Bodenklappen versehen sind, wobei außerdem der Schachtofeneingang mittels einer im Inneren schwenkgeiagerten Klappe verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet,