DE3120717A1

DE3120717A1 - Vorrichtung zur waermebehandlung von schrott

Info

Publication number: DE3120717A1
Application number: DE19813120717
Authority: DE
Inventors: Bernard 89600 St. Florentin Bouille
Original assignee: Alusuisse Holdings AG; Schweizerische Aluminium AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1981-05-25
Filing date: 1981-05-25
Publication date: 1982-12-16
Also published as: DE3120717C2

Description

Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Schrott
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Schrott mit einer diesen zu einem Ofenraum mit Rauchgasabzug und Beschickungsöffnung führenden und gegebenenfalls als Wagen ausgebildeten Chargiereinrichtung, in deren Speicherraum der Schrott einem Vorwärmprozeß unterzogen wird.
Bei einer Vorrichtung nach der US-PS 3 383 099 wird eine Schrottcharge zur Vorwärmung in dem Speicherraum eines Behälters gelagert und von heißen Gasen durchzogen; diese werden von Gas- oder ölbrenner erzeugt, was vor allem im Hinblick auf die allgemeinen Energieverhäitnisse eine äußerst unwirtschaftliche Methode ist - eine große Brennluftmenge muß erhitzt werden, die später als abgehende Wärme entflieht.
Auch liegt es im Rahmen des bekannten Wissens der Fachleute, fahrbare Schrottmulden in besonderen Wärmestationen zu beheizen und diese Schrottmulden dann zu einem Schmelz -ofen zu führen, wo der Schrott in vorgewärmten Zustand in den Ofenraum gelangt. Hierzu ist also ein baulich und kostenmäßig sehr aufwendiges BeStigungsfeld nötig.
Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß sie zum einen leicht zu handhaben und zum anderen mit verhältnismäßig geringem Energieverlust zu betreiben ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt zum einen, daß der Speicherraum der Chargiereinrichtung lösbar an den Ofenraum und/oder Rauchgasabzug angeschlossen und mit Abwärme aus dem Ofenraum gespeist wird, sowie zum anderen, daß der Speicherraum mit einem längenveränderlichen Austrag versehen und dieser in die Beschickungsöffnung einschiebbar ist.
Dank der zuerst genannten Maßgabe wird nun die Abwärme des Schmelzofens selbst für die Vorwärmung herangezogen und der vorgewärmte Schrott dank des längenveränderlichen Austrages unvermittelt vom Speicherraum dem Ofenraum zugeführt, was ein Abkühlen des Schrotts verhindert.
Als besonders günstig hat sich ein Speicherraum erwiesen, der von einem Gehäuse mit einer oberen Einlauföffnung für Schrott und einer dazu seitlich versetzten -- an den Austrag angeschlossenen -- Austragsöffnung umgeben ist, wobei wenigstens eine der öffnungen -- bevorzugt beide öffnungen -- durch Verschlußorgane abzudichten ist; es wird damit ein gegen die Außenluft dichter Speicherraum hergestellt, der nach einem weiteren Merkmal der Erfindung Teil eines Rauchgas- oder Abwärmekreislaufes ist, in welchem also der Schrott zur Aufwärmung zwischengelagert werden kann.
Als wesentliche Forderung zur Handhabungsverbesserung ist hier anzusehen, daß die Beschickung des Vorwärmebereiches, beispielsweise des Chargierwagens, möglichst ohne längere Unterbrechungen erfolgt und gleichzcitig eine ausreichende Verweildauer zur Vorwärmung möglich ist. Dies wird insbesondere durch eine versetzte Anordnung von Einlauf- und Austragsöffnung erreicht, dank deren hereingebrachter Schrott durch die Einlauföffnung auf den Boden des Speicherraumes fällt und dort erfindungsgemäß durch ein Schuborgan od. dgl. zur Austragsöffnung gebracht wird. über dieser kreuzt der Schrottstrom den Abwärmestrom in einem Bereich, in dem erfindungsgemäß bevorzugt an einer Seitenwand des Speicherraums Eintrittsöffnungen für den Abwärmestrom und an der gegenüberliegenden Seitenwand Austrittsöffnungen vorgesehen sind. Vorteilhafterweise sind jene Eintritts-und Austrittsöffnungen mit jeweils einer Zuführungs- bzw.
Ausblasleitung für den Abwärmestrom verbunden, wobei gegebenenfalls in Zuführleitung und/oder Ausblasleitung wenigstens ein Gebläse eingefügt ist.
Außerdem hat es sich zur Steuerung der Menge der zuzuführenden Abwärme und zur Bestimmung von deren Zusammensetzung als Rauchgas/Luft-Gemisch ab günstig erwiesen, zumindest die Zuführleitung in ein Mischorgan münden zu lassen. Bevorzugt allerdings is-t der Zuflihrleitung und der Ausblasleitung ein Mischorgan gemeinsam zugeordnet, dessen Innenraum durch wenigstens ein Regelorgan in zwei Räume unterteilt wi<d, wobei jeder dieser Räume einer der Leitungen zugeordnet ist; die Stellung des beispielsweise als Schwenkklappe ausgebildeten Regelorgans bestimmt bei einer Ausführung die Zuführungsmängel der Frischluft und bei einer anderen Ausführungsart das Verhältnis der Vermischung von zugeführtem Rauchgas und abgeleiteter Abwärme.
Da die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung eine Batterie von Schmelzöfen erfaßt, denen ein gemeinsamer Chargierwagen zugeordnt ist, hat es sich als günstig erwiesen zwischen Mischorgan und dem Ofenraum bzw. dem Rauchgasabzug in Zufuhrleitung und Ausblasleitung für den Abwärmestrom Rohrkupplugen mit Verschlußelementen vorzusehen. Außerdem können in den jeweiligen Rohrstutzen noch Druckregulierorgane für den Abwärmestrom vorhanden sein, um die Vorrichtung den jeweiligen Verhältnissen besser anpassen zu können.
Als besonders günstig hat es sich erwiesen, die Vorwärmzone innerhalb des Speicherraumes durch Schltizungen in dessen Seitenwänden zu bestimmen. Die Höhe der Schlitzungen soll bevorzugtermaßen in Beschickrichtung zunehmen, um den dem Ofenraum nächstliegenden Schrott am besten vorzuwärmen.
Der eigentliche Austrag für den vorgewärmten Schrott besteht im Rahmen der Erfindung aus einer gegebenenfalls teleskopartig verlängerbaren Beschickrinne, die nach dem öffnen des Ofenmaules in den Ofenraum hineingeführt wird und erfindungsgemäß in dessen Zentrum dank zugeordneter Schuborgane den Schrott auslaufen läßt; die Beschickrinne besteht nach einem weiteren Merkmal der Erfindung aus feuerfestem Werkstoff und ragt in ausgefahrenem Zustand in den Ofenraum hinein.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in: Fig.1: eine Schrägsicht auf einen Teil eines Schmelzofens mit Zuführvorrichtung für Schrott od. dgl.; Fig. 2: einen Längsschnitt durch die in Fig. 1 dargestellten Vorrichtungsteile; Fig. 3: ein vergrößertes Detail der Fig. 2 in einer geänderten Ausführungsform; Fig. 4: die Draufsicht auf das Detail der Fig. 3; Fig. 5: ein schematisierter Längsschnitt durch die Vorrichtungsteile zu Beginn des Verfahrens; Fig. 6: die Seitenansicht zu einem Teil der Fig. 5; Fig. 7 weitere schematische Darstellungen zum Verfahrensbis Fig.1O ablauf.
Der Beschickungsöffnung 1 eines Schmelzofens 2 ist zum Zuführen von Schrott S ein Chargierwagen 3 vorgesetzt, dessen Lauf-rollen 4 durch Spurausnehmungen 5 in einer Bühnenoberfläche 6 geführt sind.
In einem von der Unterkante jener Beschickungsöffnung 1 bestimmten Abstand h zur Bühnenoberfläche 6 (Fig. 2) ist auf einem Sockelgestell 7 des Chargierwagens 3 eine horizontal auf Rollen 8 quer zur Laufrichtung x verfahrbare Beschickrinne 9 U-förmigen Querschnittes vorgesehen, in der ein Druckkasten 10 in Pfeilrichtung y durch einen rukzylinder 11 verschiebbar lagert. Oberhalb der Beschickrinne 9 erstreckt sich ein Speicherraum 12, in dessen Boden 13 entlang der dem Schmelzofen 2 benachbarten Wand 14 eine Austragsöffnung 15 verläuft, die in Fig. 2 von einem Horizontalschieber 16 verschlossen ist; diesen verbindet eine Kolbenstange 17 mit einem Hydraulikzylinder 18.
Ebenfalls durch einen Hydraulikzylinder 19 kann eine zum Boden 13 geneigte Druckplatte 20 innerhalb des Speicherraumes 12 in Beschickrichtung y verschoben werden. Diese Druckplatte 20 überfährt auf ihrem Hubweg zur Frontwand 14 des Speicherraums 12 hin in dessen Seitenwänd-en 21,22 vorgesehene Luftschlitze 23. Diese verbinden den Speicherraum 12 mit einem Flankenkasten 24.
Nahe der in Beschickrichtung y hinteren Wand 25 des Speicherraumes 12 weist eine diesen nach oben hin überspannende Abdeckung 27 einen Einlaufschlitz 29 mit Verschlußschieber 26 auf, dessen Hubzylinder 28 auf einem Ausleger 30 des Chargierwagens 3 ruht.
über dem Verschlußschieber 26 befindet sich eine Schurre 31, die -- wie insbesondere in Fig. 1 verdeutlicht -- einen Beschickungskorb 32 mit Schrott aufnehmen kann. Dieser Beschickungskorb 32 wird in einer unteren Stellung beladen und dann zur Schurre 31 angehoben, wie dies die Kontur 32a in Fig. 1,6 verdeutlicht.
Auf der Abdeckung 27 ist ein Gebläse 35 angebracht, dessen Ausblasseite an eine Luftleitung 36 eines an der zweiten Seitenwand 22 des Speicherraumes 12 angeordneten Flankenkastens 34 und dessen Einzugseite über eine Leitung 37 an einen Gasmischer 40 angeschlossen ist. Den anderen Flankenkasten 24 verbindet ein Luftrohr 38 ebenfalls mit jenem Gasmischer 40.
Der Gasmischer 40 ist -- wie insbe. die Fig. 3,4 zeigenüber Rohrkupplungen 41 durch zwei Rohre 42,43 mit einem Rauchgasabzug 45 des Schmezoens 2 bzw. mit einem Druckregulierorgan 46 an diesem Rauchgasabzug 45 verbunden.
Aus dem Ofenraum 50 aufsteigende Rauchgase gelangen durch das Rohr 42 zum Innenraum 44 des Gasmischers 40, in dem um eine vertikale Welle 47 eine Querschnittsklappe 48 als von außen steuerbares Sperrorgan die Gase in der in Fig.4 dargestellten Lage im Rauchgasraum 44a zur Luftleitung 37 führt. Diese Gase durchwandern dann den Speicherraum 12, um über die Luftleitung 38 zum anderen Rauchgasraum 44b zu gelangen. Von diesem strömen sie dann über das Rohr 43 ab.
Durch die Fig. 3,4 wird deutlich, daß die Stellung der Querschnittsklappe 48 und/oder des Druckregulierorgans 46 sowohl die Menge der Rauchgase als auch deren Druck im Speicherraum 12 beeinflussen.
Wenn der Inhalt des in. it Schrott S gefüllten Beschickungskorbes 32 durch die Schurre 31 dem Speicherraum 12 zugeführt worden ist, wird deren Einlaufquerschnitt 29 durch den Verschlußschieber 26 gesperrt, wie dies Fig. 5 verdeutlicht. Auf den Verschlußschieber 26 kann.dann eine weitere Schrottcharge zwischengelagert werden.
Die auf dem Boden 13 des Speicherraumes 12 ruhende erste Schrottcharge lagert noch außerhalb des von den einander gegenüberliegenden Luftschlitzes 23 bestimmten Strömungsweges der Rauchgase bis die geneigte Druckplatte 20 in Beschickrichtung y geführt wird; der Schrott S gelangt dabei in den vorderen Teil des Speicherraumes 12 und so in den Strömungsweg der Rauchgase. Durch diese fällt der Schrott S in die in Fig. 5 bis 10 zweiteilige Beschickrinne 9, deren Vorrinne 39 in der beschriebenen Verfahrensstufe bis zum Ofenschieber 51 ausgeschoben ist. Im übrigen ist bei 52 die Ausmauerung des Wärmeofens 1 angedeutet.
In Fig. 8 ist die Druckplatte 20 wieder hinter den Einlaufschlitz oder -querschnitt 28 zurückgenommen, so daß eine weitere Beschickung des Speicherraumes 12 erfolgen kann.
Wie vor allem die Fig. 9 erkennen läßt, dichtet das Haufwerk des Schrotts S den vorderen Teil des Speicherraumes 12 -- und damit den Strömungsweg der Rauchgase -- gegen die Schurre 31 hin ab, so daß ohne weiteres der Ofenschieber 51 angehoben und die Vorrinne 39 in den Ofenraum 50 gefahren werden kann.
Die Vorrinne 39 kragt dann in diesen Ofenraum 50 ein und der Schrott S wird durch den in Fig. 2 verdeutlichten Druckkasten 10 ausgeschoben.
Das Nachführen der Beschickrinne 9 auf ihren Rollen 8 wird in Fig. 10 gezeigt; bei diesem Nachschieben wird der Schrott S in den Ofeninnenraum 50 ausgestoßen. Vor oder während des Beschickens wird im übrigen die Austragsöffnung 15 durch den Horizontalschieber 16 erneut geschlossen, so daß der geschilderte Beschickzyklus wieder beginnen kann, in dessen Verlauf eine intensive Vorwärmung des Schrotts S durch die Rauchgase erfolgt. Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Schrott mit einer diesen zu einem Ofenraum mit Rauchgasabzug und Beschickungsöffnung führenden und gegebenenfalls als Wagen ausgebildeten Chargiereinrichtung, in deren Speicherraum der Schrott einem Vorwärmprozeß unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum (12) der Chargiereinrichtung (3) lösbar an den Ofenraum (50) und/oder Rauchgasabzug (45) angeschlossen und mit Abwärme aus dem Ofenraum gespeist ist.
2. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Schrott mit einer diesen zu einem Ofenraum mit Rauchgasabzug und Beschickungsöffnung führenden und gegebenenfalls als Wagen ausgebildeten Chargiereinrichtung, in deren Speicherraum der Schrott einem Vorwärmprozeß unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum (12) mit einem längenveränderlichen Austrag (9,39) versehen und dieser in die Beschickungsöffnung (1) einschiebbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum (12) von einem Gehäuse (13, 14,21,22,25,27) mit einer oberen Einlauföffnung (29) für Schrott (S) und einer dazu seitlich versetzten Austragsöffnung (15) umgeben und die Austragsöffnung an den Austrag (9,39) angeschlossen ist und daß wenigstens eine der öffnungen durch Verschlußorgane (26,16) verschließbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Einlauföffnung (29) in Beschickrichtung (y) der darunter vorgesehenen Austragsöffnung (15) versetzt vorgelagert ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum (12) Teil eines Rauchgas- oder Abwärmekreislaufes (42,37,24,34,38,43) ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13,14,21,22,25,27) mit Eintrittsöffnungen (23) für wenigstens einen Abwärmestrom versehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüchee 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß den an einer Seitenwand (21) des Speicherraumes (12) vorgesehenen Eintrittsöffnungen (23) für den Abwärmestrom an der gegenüberliegenden Seitenwand Austrittsöffnungen (23) zugeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnungen (23) und die Austrittsöffnungen (23) einen zumindest über der Austragsöffnung (15) verlaufenden Strömungsweg ftir die Abwärme bestimmen.
9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (22) für den Abwärmestrom bzw. dessen Austrittsöffnungen (23) den Speicherraum (12) mit jeweils einer Zuführungs- bzw. Ausblasleitung (24,37 bzw 34,38) für den Abwärmestrom verbinden, wobei gegebenenfalls in die Zuführleitung (37) und/oder die Ausblasleitung (38) wenigstens ein Gebläse (35) eingefügt ist.
10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitung (37)-und die Ausblasleitung (38) in den durch Regelorgan/e (48) in zwei Räume (44aX44b) unterteilbaren Innenraum (44) eines Mischorgans (40) münden und jeder dieser Räume einer der Leitungen zugeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Raum (44a) ) des Mischorgans (40) an den Ofenraum (50) und der andere Raum (44b) an die Ausblasseite des Rauchgasabzuges (45)- angeschlossen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regelorgan (48) als eine den Innenraumquerschnitt ausfüllende Schwenkklappe an einer Achse (47) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem vor die Beschickungsöffnung des Ofenraumes gesetzten Chargierwagen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Mischorgan (40) und dem Ofenraum (50) und/oder Rauchgasabzug (45) in Zuführleitung (37) und Ausblasleitung (38) ftir den Abwärmestrom Druckregulierorgane (46) und/oder Rohrkupplungen (41) mit Verschlußelementen angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlauföffnung (29) für den Schrott (S) in der Gehäuseabdeckung (27) nahe der Gehäuserückwand (25) und zu dieser in Abstand und in Beschickrichtung (y) die Austragsöffnung (15) im Gehäuseboden (13) angeordnet ist. wobei über dem Gehäuseboden eine Bewegungsbahn für wenigstens einen uon jener Gehäuserückwand (25) ausgehenden Schubkörper (20) vorhanden ist, wobei gegebenenfalls der Schubkörper (20) eine zur Einlauföffnung (29) pultartig geneigte Fläche aufweist.
15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,daß beidseits in den Seitenwanden (21,22) des Speicherraumes (12) Schlitzungen (23) als Ein- und Austrittsöffnungen für den Abwärmestrom vorgesehen sind und die Höhe der Schlitzungen in der Seitenwand in Beschickungsrichtung (y} zunimmt.
16. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Austragsöffnung (15) für den Schrott (S) eine Beschickrinne (9) und in dieser ein Schubkörper (10) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickrinne (9) ofenwärts ausfahrbar gelagert ist
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickrinne (9,39) mehrteilig sowie teleskopartig verlängerbar ausgebildet ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickrinne (9,39) aus feuerfestem Werkstoff geformt ist und in ausgefahrenem Zustand in den Ofenraum (50) hineinragt (Fig.8).
20. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (42,43) für den Abwärmekreislauf parallel zur Schubrichtung (y) der Beschickrinne (9,39) und/oder zu den Achsen von Laufrollen (4) od. dgl. des Chargierwagens (3) verlaufen.