DE3337657C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einschmelzen von Schrott und Abfällen aus Nicht-Eisenmetallen mit einem Ofen zur Aufnahme eines Schmelztiegels, einer den Tiegel abdec­ kenden Haube, einem an die Haube angeschlossenen Vorrats­ behälter für einzuschmelzendes Gut, einer Beschickungsein­ richtung und einer an die Haube angeschlossenen Absaugein­ richtung.

Eine derartige Schmelzeinrichtung ist bekannt (DE-OS 19 18 368). Dabei ist der Vorratsbehälter als Trichter aus­ gebildet, der im Abstand von der Haube angeordnet ist und das einzuschmelzende Gut offen an die Beschickungseinrich­ tung abgibt, die sich zwischen dem Vorratsbehälter und der Haube erstreckt. Die Haube ist fest mit der Beschickungsein­ richtung und mit der Absaugeinrichtung verbunden und dement­ sprechend nicht verlagerbar. Die Absaugeinrichtung dient der Abführung und Nachverbrennung sich bildender Gase und Dämpfe, wobei über Regelklappen und sonstige Luftspalte der nicht abgedichteten Anlage Luft in die Haube einströmt, so daß das Schmelzverfahren im wesentlichen unter Atmosphären­ druck stattfindet.

Wird eine solche unter Atmosphärendruck betriebene Schmelz­ einrichtung zum Einschmelzen von Nicht-Eisenmetallen wie Aluminium oder Magnesium eingesetzt, ergeben sich eine Reihe von Schwierigkeiten. Dazu gehört ein öffentlich rechtliches Genehmigungsverfahren im Hinblick auf die möglichen Umwelt­ belastungen. Aufwendige Maßnahmen zum Niederschlagen und Ab­ scheiden von Verunreinigungen sind unumgänglich, bevor die abgesaugte Luft in die Atmosphäre abgegeben werden kann. Neben den hohen Anlageinvestitionen ergeben sich auch ver­ gleichsweise hohe Betriebskosten durch die ständige Absau­ gung von Luft und Gasen, mit denen Ofenwärme abgeführt wird. Hinzu kommen Verluste durch einen vergleichsweise starken Abbrand infolge des durch Nachströmen von Luft in die Haube und ihrer Dichte bei Atmosphärendruck oberhalb der Schmelze ständig vorhandenen Sauerstoffmenge. Diese Umstände machen das Einschmelzen mit einer entsprechenden Einrichtung unwirt­ schaftlich, insbesondere wenn es sich um eine vergleichsweise kleine Anlage handelt, wie sie häufig in Anpassung an den Schrottanfall oder den Bedarf an Schmelze zur alsbaldigen Weiterverarbeitung geeignet ist.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einschmelzeinrichtung zu schaffen, die geringere Anlage­ und Betriebskosten macht, zu einer hohen Schmelzausbeute führt und infolge geringer Umweltbelastung keine genehmigungs­ rechtlichen Probleme aufwirft, so daß sich zahlreiche lohnende Einsatzmöglichkeiten ergeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Haube zwischen der Abdeckstellung und einer seitlichen Tiegel­ freigabestellung verfahrbar ist, daß eine in der Abdeckstellung zur Wirkung kommende Dichtung zwischen der Haube und dem Tie­ gel vorgesehen ist, daß der Vorratsbehälter als vakuumdicht verschließbarer Chargenbehälter ausgebildet und vakuumdicht mit der Haube verbunden ist und daß die Absaugeinrichtung eine Vakuumpumpe aufweist.

Mit einer derartigen Einrichtung kann unter Vakuumbedingungen eingeschmolzen werden. Es ist bekannt, daß die strengen ge­ nehmigungsrechtlichen Auflegen nicht für Vakuum-Schmelzan­ legen gelten, bei denen ein unkontrolliertes Entweichen von Gasen ausgeschlossen ist. Im übrigen führt des Vakuum zu einer vorteilhaften Verdampfung von organischen Substanzen, die am Schrott anhaften, bevor dieser in die Schmelze ein­ taucht. Daher kann auf eine Vorreinigung bei begrenzter Ver­ schmutzung des Schrotts mit Öl oder dergleichen verzichtet werden. Die verdampften Substanzen können einfach und voll­ ständig in einer Kühlzone vor der Vakuumpumpe niedergeschla­ gen und an einem Ölfilter abgeschieden werden. Daher kann die Abluft der Vakuumpumpe in die Atmosphäre gelassen werden. Im übrigen ist das von dem Schmelztiegel, der Haube und dem Chargenbehälter gebildete zu evakuierende Volumen vergleichs­ weise gering, so daß mit einer vergleichsweise kleinen und billigen Vakuumpumpe gearbeitet werden kann, zumal auch nach dem Evakuieren infolge des hermetischen Abschlusses keine größeren Strömungsdurchsätze von der Vakuumpumpe zu bewälti­ gen sind. Das wirkt sich auch vorteilhaft auf die Reinigung der Abluft sowie auf die Herabsetzung der Abbrandverluste durch Oxydation der Metallschmelze aus. Schließlich kann durch die Verfahrbarkeit der Haube der Tiegel auf einfache Weise in den Ofen eingesetzt und entnommen werden, wobei eine direkte erste Tiegelfüllung mit einzuschmelzendem Gut vorgenommen werden kann, so daß ein entsprechend kleineres Volumen des an die Haube angeschlossenen Chargenbehälters ausreicht.

Es ist zwar schon ein Vakuuminduktionsofen für die Beheizung und Behandlung metallischer Schmelzen bekannt, bei dem eine abhebbare Haube vorgesehen ist, deren unterer Rand abdichtend aufgesetzt ist und der eine Absaugeinrichtung mit einer Vakuum­ pumpe zugeordnet ist (DE-PS 22 43 714). Dieser Ofen ist jedoch zum Warmhalten und zur Warmbehandlung von Schmelzen vorgesehen, nicht jedoch zum Einschmelzen von Material, das während des Schmelzvorgangs in den Tiegel nachgefüllt wird. Dementsprechend sind keine Vorratsbehälter an die Haube angeschlossen, die auch nicht seitlich verfahrbar ist. Im übrigen liegt die Haube nicht abgedichtet am oberen Rand des in den Ofen eingesetzten Schmelz­ tiegels sondern an einem stationären Ofenteil an. Daher ist in nachteiliger Weise eine zusätzliche Abdichtung zwischen dem unteren Ende des Tiegels und einem stationären Ofenteil erfor­ derlich. Der Tiegel ist somit im wesentlichen über seine ganze Länge von einem evakuierbaren Ringraum umschlossen, was nicht nur eine zusätzliche Evakuierleistung erfordert sondern die Ver­ wendung fossiler Brennstoffe zum Beheizen des Ofens an Stelle einer Induktionsheizung ausschließt.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei hat sich insbesondere bewährt, zwei mit nur geringer Neigung auf gegenüberliegenden Seiten der Haube an diese angeschlossene Chargenbehälter vorzusehen, die von der Haube abkuppelbar sind und über Räder am Boden abgestützt sind. Da zwei Behälter vorgesehen sind, können Ab­ messungen gewählt werden, die ein manuelles Hantieren be­ günstigen, wobei die verfahrbaren Behälter nach dem Abkuppeln an einer geeigneten Stelle für eine neue Schmelzcharge nach­ gefüllt werden können. Durch Verwendung zusätzlicher Chargen­ behälter kann während des Schmelzvorgangs bereits nachgefüllt werden, so daß nach Beendigung eines Schmelzvorgangs neben dem Tiegelaustausch nur ein Chargenbehälteraustausch vorzu­ nehmen ist, damit der nächste Schmelzvorgang beginnen kann. Das führt zu einer höheren Kapazitätsausnutzung sowie zu Einsparungen an Heizenergie.

Von besonderem Vorteil ist auch die Abdichtung zwischen Tiegel und Haube unter Verwendung eines zwischen diesen Teilen ange­ ordneten Zwischenrings mit einem oberen Dichtungsring und einem unteren Dichtungsring, wobei die Teile nicht nur durch ihr Gewicht und Federn aneinandergedrückt sondern während des Betriebs inbesondere durch das Vakuum zusammengezogen werden. Zur Anpassung an unterschiedliche Tiegel kann der Zwischenring einfach gegen einen anderen Zwischenring mit entsprechenden Abmessungen ausgetauscht werden, wenn sich die Haube in der Tiegelfreigabestellung befindet. Dann sind auch die Dichtungsringe gut zugänglich, so daß sie erforder­ lichenfalls problemlos ausgetauscht werden können.

Durch Anschluß der Vakuumpumpe an die oberen Enden der Haube und des bzw. jedes Chargenbehälters wird eine vollständige Vakuumabsaugung sowie beim Fluten durch Einleiten einesInert­ gases wie Stickstoff bei fortgesetzter Absaugung ein Durch­ spülen der Einrichtung in allen Bereichen gewährleistet, so daß alle Gase und Dämpfe aus der Einschmelzeinrichtung ab­ geführt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Ein­ schmelzeinrichtung mit angekuppelten Chargenbehältern, wobei vom Schachtofen und dem in diesen eingesetzten Tiegel nur das obere Ende dargestellt sind;

Fig. 2 die Haube der Einrichtung gemäß Fig. 1 mit ihrem Wagen und den zugehörigen Schienen in einem Querschnitt;

Fig. 3 die Haube mit weiteren Einzelheiten nach dem Ab­ kuppeln der Chargenbehälter;

Fig. 4 einen Blick in die Haube durch eine der beiden An­ schlußöffnungen für die Chargenbehälter;

Fig. 5 die Abdichtung zwischen der Grundplatte der Haube und dem Schmelztiegel in der Betriebsstellung;

Fig. 6 einen abgekuppelten Chargenbehälter im wesentlichen in Seitenansicht;

Fig. 7 das Außenende des Chargenbehälters in vergrößerter Darstellung;

Fig. 8 einen Blick in den Chargenbehälter durch das geöffnete Außenende zur Sichtbarmachung von Teilen der Beschic­ kungseinrichtung;

Fig. 9 den Anschluß des inneren Endes eines Chargenbehälters mit Blick auf das fest an der Haube angeordnete Magazin;

Fig. 10 das Innere des Magazins durch das geöffnete äußere Magazinende und

Fig. 11 eine Fig. 1 entsprechende größere Teildarstellung, die Abwandlungen im Hinblick auf eine andere Abdichtung zwischen Haube und Tiegel aufweist.

Gemäß Fig. 1 weist die Einschmelzeinrichtung 1 einen Schacht­ ofen 2 auf, der in den Boden 3 eingelassen ist. Der Schacht­ ofen 2 ist in bekannter Weise als elektrisch beheizter In­ duktionsofen ausgeführt, der einen Schmelztiegel 4 mit einem oberen Randflansch 5 aufnehmen kann.

Des weiteren gehört zur Einschmelzeinrichtung 1 eine Haube 6 mit einer Grundplatte 7, die sich in der in Fig. 1 darge­ stellten Abdeckstellung inder Mitte über dem Schachtofen 2 bzw. dem Tiegel 4 befindet, mit dem sie während des Ein­ schmelzvorgangs durch eine Abdichtungseinrichtung 8 verbunden ist, deren Ausbildung im Einzelnen aus Fig. 5 zu ersehen ist. Die Haube 6 stützt sich an einem Wagen 10 mit vier Rädern ab, die auf zwei Schienen 12 laufen, so daß die Haube 6 gemäß Fig. 1 aus der dargestellung Abdeckstellung nach links in eine seitliche Tiegelfreigabestellung verfahrbar ist.

In dieser Tiegelfreigabestellung kann der Tiegel 4 senkrecht nach oben aus dem Schachtofen 2 entnommen oder eingesetzt werden.

Die Haube 6 weist zwei sich diametral gegenüberliegende An­ schlußöffnungen 14 und 15 auf, an die Chargenbehälter 16 und 17 ankuppelbar sind, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Die Chargen­ behälter 16 und 17 sind mit einer Neigung von beispielsweise 4° abwärts zur Haube 6 geneigt und weisen beispielsweise einen Querschnitt von 76 × 50 cm bei einer Länge von 4,5 m auf. Die Chargenbehälter 16 und 17 sind jeweils über ein Fußgestell 18 mit Rädern 19 am Boden 3 abgestützt. Am Boden fest angeordnete Führungsschienen 20, die sich parallel zu den Schienen 12 er­ strecken und an ihren äußeren Enden nach außen abgewinkelte Einführungsabschnitte 21 aufweisen, sichern eine exakte Aus­ richtung der Chargenbehälter 16 und 17 auf die Anschlußöffnung 14 bzw. 15 der Haube 6.

Jeder Chargenbehälter ist aus Blech zusammengeschweißt und an seiner Außenseite mit Verstärkungsrippen 23 versehen, so daß er einem inneren Vakuum standhält. Ferner weist jeder Chargen­ behälter an seinem inneren Ende einen Innenflansch 24 und an seinem äußeren Ende einen Außenflansch 25 auf. Auf jeder Seite sind zwei Schnellverschlüsse 26 bekannter Bauart vorgesehen, die den Innenflansch 24 hintergreifen und unter Einspannung einer Dichtung 27 gegen einen Anschlußflansch 28 ziehen, der die betreffende Anschlußöffnung 14 bzw. 15 der Haube 6 umgibt.

Das äußere Ende eines jeden Chargenbehälters 16 bzw. 17 ist mit einem Verschlußdeckel 30 verschließbar, der einen Hand­ griff 31 aufweist, auf der einen Seite mittels Scharnieren 32 an den Außenflansch 25 angelenkt ist und durch zwei Schnell­ verschlüsse 33 auf der gegenüberliegenden Seite unter Ein­ spannung einer Dichtung 34 gegen den Außenflansch 25 des Chargenbehälters anziehbar ist.

Jeder Chargenbehälter 16 bzw. 17 ist mit einer Beschickungs­ einrichtung 35 versehen, die einen den Querschnitt des Chargenbehälters im wesentlichen ausfüllenden plattenförmigen Schieber 36 aufweist, der über zwei Gelenkaugen 37 schwenkbar an einer horizontalen Querachse 38 aufgehängt ist. Diese ist an einem Wagen 39 mit Rädern 40 aufgehängt, die auf den ein­ ander zugewandten Schenkeln zweier Winkelschienen 41 laufen, die innerhalb des Chargenbehälters 16 bzw. 17 an dessen oberer Wand befestigt sind und sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Chargenbehälters erstrecken. Der Wagen 39 ist an einer Endloskette 42 befestigt, die über ein Antriebsrad 43 am äußeren und ein Umlenkrad 44 am inne­ ren Ende des Chargenbehälters umläuft. Zur teilweisen Auf­ nahme dieser Antriebsteile ist der Chargenbehälter mit einem nach außen hin geschlossenen Gehäuseaufsatz 45 ver­ sehen.

Das Antriebsrad 43 ist in beiden Drehrichtungen mittels eines Elektromotors 47 mit einem Getriebe 48 antreibbar. Die Antriebswelle 49 ist ebenso wie die Umlenkwelle in ab­ gedichteter Weise nach außen geführt und mit einer Riemen­ scheibe 50 versehen, über die ein Riemen 51 mit einer Mar­ kierung 52 läuft, die auf den Wagen 39 bzw. den Schieber 36 ausgerichtet ist und somit dessen jeweilige Stellung inner­ halb des Chargenbehälters 16 bzw. 17 anzeigt.

Wie aus Fig. 7 zu ersehen ist der Gehäuseaufsatz nahe seinem äußeren Ende mit einer von einem Flansch 54 umgebenen Zugangs­ öffnung versehen, die durch einen abnehmbaren Deckel 55 und einen Dichtungsring dicht verschlossen ist. Durch diese Zu­ gangsöffnung sind die Endloskette 42 sowie der Wagen 39 zu Wartungs- oder Reparaturzwecken von oben zugänglich.

Zwischen dem hinteren Ende des Wagens 39 und dem unteren Ende des Schiebers 36 ist eine Hebelanordnung 56 vorgesehen, mit welcher der schwenkbar aufgehängte Schieber 36 in der senkrecht herabhängenden Schieberstellung blockiert werden kann. Bei bis zum äußeren Behälterende zurückgefahrenem Wagen 39 und geöffnetem Verschlußdeckel 30 kann der Schieber 36 jedoch von Hand nach hinten hochgeschwenkt und mittels einer Arretierung 57 in hochgeschwenkter Lage fixiert werden, so daß der Chargenbehälter von seinem äußeren Ende her mit einzuschmelzendem Schrott oder mit Abfällen gefüllt werden kann.

Auf jedem Chargenbehälter 16 bzw. 17 ist eine sich im wesent­ lichen über die ganze Behälterlänge erstreckende Vakuumlei­ tung 58 angeordnet, die am äußeren Ende des Chargenbehälters in diesen einmündet und im Bereich des inneren Endes des Chargenbehälters bzw.seines Innenflansches 24 einen Verbin­ dungsflansch 59 aufweist.

Gemäß Fig. 5 weist die Abdichtungseinrichtung 8 zwischen der Grundplatte 7 der Haube 6 und dem Randflansch 5 des Tiegels 4 einen Zwischenring 60 von rechteckigem Hohlprofil auf, dessen Hohlraum durch eine spiralförmige Trennwand 61 in einen spiral­ förmigen Kühlkanal 62 unterteilt ist, dessen Enden mit An-­ schlüssen 63 und 64 zur Zu- und Ableitung von Kühlwasser ver­ sehen sind. Der Zwischenring 60 trägt einen unteren Dichtungs­ ring 65 zur Anlage am Randflansch 5 des Tiegels 4 sowie einen oberen Dichtungsring 66 zur Anlage an der Grundplatte der Haube 6.

Der Tiegel 4 stützt sich mit seinem Randflansch 5 auf vertikal angeordneten Druckfedern 68 ab. Diese Federn 68 bewirken ein ausreichendes Einspannen der Abdichtungseinrichtung 8 zwischen dem Randflansch 5 und der Grundplatte 7. Ein Vakuum innerhalb der Haube 6 und des Tiegels 4 führt zu einem zusätzlichen vertikalen Andrücken der Teile.

Damit die Haube 6 in der vorbeschriebenen Weise auf den Schienen 12 zwischen der Abdeckstellung und der Tiegelfrei­ gabestellung verfahren werden kann, müssen der Tiegel 4 mit dem Zwischenring 60 abgesenkt werden. Das geschieht bei­ spielsweise mittels zwei sich diametral gegenüberliegender Niederdrückeinrichtungen 70. Diese sind in gleicher Weise ausgebildet und besitzen ein Druckstück 71, das wie darge­ stellt um einen vertikalen Zapfen 72 in eine den Randflansch 5 übergreifende Niederdrückstellung schwenkbar ist. Diese Verschwenkung wird dadurch erleichtert, daß das Druckstück 71 normalerweise mittels einer den Zapfen 72 umschließenden An­ hebfeder 73 vom Randflansch 5 abgehoben ist. Oberhalb des Druckstücks 71 ist eine Exzenterwelle 74 gelagert, die zwi­ schen den beiden Lagern 75 und 76 eine Exzenterscheibe 77 trägt. Wird die Exzenterwelle 74 mittels des Betätigungs­ hebels 78 gedreht, so wird das Druckstück 71 von der Exzenter­ scheibe 77 niedergedrückt, und die Druckfedern 68 werden so weit zusammengedrückt, daß der Zwischenring 60 mit dem oberen Dichtungsring 66 eine Abstandsstellung gegenüber der Grund­ platte 7 der Haube 6 einnimmt. Durch eine umgekehrte Betäti­ gung der Niederdrückeinrichtung 70 werden die Federn 68 frei gegeben, um die Abdichtungseinrichtung 8 wieder in die Ab­ dichtungsstellung zu überführen.

Gemäß Fig. 2 und 3 ist der Wagen 10 zum Verfahren der Haube 6 mit einer Antriebseinrichtung 80 versehen, die einen Elektromotor 81 mit einem Getriebe umfaßt, das zwei über eine Querwelle 82 miteinander verbundene Ritzel 83 antreibt, die mit Zahnstangen 84 an den beiden Schienen 12 kämmen.

Oberhalb der Haube 6 ist eine horizontale Vakuumverteil­ leitung 85 vorgesehen, deren offene Enden mit Verbindungs­ flanschen 86 versehen sind, an die sich unter Einspannung eines Dichtungsrings bei angekuppelten Chargenbehältern 16 und 17 die Verbindungsflansche 59 der Vakuumleitungen 58 an­ legen. Bei entsprechender Bemessung führt das Anziehen der Chargenbehälter 16 und 17 mittels der Schnellverschlüsse 26 auch zu einer abdichtenden Verbindung zwischen den Verbin­ dungsflanschen 59 und 86. Nach dem Aufbringen von Vakuum werden die Verbindungsflansche 59 und 86 zusätzlich anein­ ander gedrückt. Die Vakuumverteilleitung 85 ist über ein Verbindungsrohr 87 und eine nicht dargestellte flexible Leitung mit einer gleichfalls nicht dargestellten Vakuum­ pumpe verbunden, der ein Kühler und ein Filter vorgeschaltet sind. Die flexible Leitung ist so ausgebildet, daß sie äußerem Uberdruck standhält. Sie ermöglicht ein Verfahren der Haube 6 zwischen der Abdeckstellung und der Tiegelfrei­ gabestellung, ohne daß die Verbindung der Vakuumverteillei­ tung 85 mit der Vakuumpumpe unterbrochen werden muß. Die Vakuumverteilleitung 85 ist über einen Anschlußstutzen 88 mit dem oberen Ende der Haube 6 verbunden.

An die Haube 6 ist ein geneigtes Magazin 90 fest angeschlos­ sen, das der Zuführung von Sondermetallen und insbesondere sehr dünnem einzuschmelzendem Gut dient. Das Magazin 90 ist durch eine Zwischenwand 91 (Fig. 10) in zwei Kanäle unter­ teilt, die an ihrem unteren Ende durch Klappen 92 und 93 einzeln verschließbar sind. Die Klappen 92 und 93 sind je­ weils mit einer oberen Achse 94 schwenkbar gelagert, die an der betreffenden Seite abgedichtet aus dem Magazin 90 heraus­ geführt und mit einem Handhebel 94′zum manuellen Aufschwenken der Klappe versehen ist, so daß das betreffende Gut auf dem Boden des Magazins 90 in die Haube 6 hineingleitet, bis die Klappe 92 bzw. 93 wieder in die Sperrstellung zurückgeschwenkt und arretiert wird.

Das obere äußere Ende des Magazins 90 ist durch einen Dek­ kel 95 mit einem Handgriff 96 unter Einspannung eines Dich­ tungsrings 97 verschließbar. Der Deckel 95 ist über Schar­ niere 98 an die Unterkante des Randflansches 99 am äußeren Ende des Magazins 90 angelenkt, so daß bei geöffnetem Deckel dieser gemäß Fig. 10 herabhängt. Durch Klemmverschlüsse 100 kann der in die Schließstellung hochgeklappte und auf dem Randflansch 99 aufliegende Deckel 95 abdichtend gegen den Randflansch 99 angezogen werden. Auch das obere Ende des Magazins 90 ist durch ein Anschlußrohr 89 an die Vakuumver­ teilleitung 85 angeschlossen.

Die Haube 6 ist mit einem Füllstandsanzeiger 102 versehen. Dieser weist einen herabhängenden Pendelstab 103 auf, der an seinem oberen Ende fest mit einer Schwenkwelle 104 ver­ bunden ist, die in einer Lagerplatte 105 sowie in der Wand der Haube 6 gelagert ist, durch die sie abgedichtet nach außen geführt ist. Auf das Außenende der Schwenkwelle 104 ist drehfest ein Schwenkhebel 106 befestigt, der sich in der selben Ebene wie die Pendelstange 103 erstreckt. Die horizontale Schwenkwelle 104 erstreckt sich in der Mitte zwischen den Anschlußöffnungen 14 und 15 der Haube 6, und der Pendelstab 103 erstreckt sich zentral durch die von der Grundplatte 7 umgebene untere Haubenöffnung, die etwas kleiner als der Innendurchmesser des Tiegels 4 ist. Der Pendelstab 103 ist in seinem unteren Bereich fächerförmig ausgebildet, wozu in der durch den Pendelstab 103 und die Schwenkwelle 104 festgelegten Ebene zwei kürzere Stäbe 107 und 108 auf gegenüberliegenden Seiten an den Pendelstab 103 angeschweißt sind.

Beim Beschicken aus dem Chargenbehälter 16 bzw. 17 wird die Pendelstange 103 und mit ihr der Schwenkhebel 106 zur einen bzw. zur anderen Seite hin ausgelenkt. Erst wenn der einge­ füllte Schrott infolge des Einschmelzvorgangs bis in den Be­ reich des unteren Endes der Pendelstange 103 abgesackt ist, nimmt die Pendelstange 103 wieder eine frei herabhängende Stellung ein, was durch die Stellung des Schwenkhebels 106 angezeigt wird. Dementsprechend kann erneut Schrott aus einem der beiden Chargenbehälter nachgefüllt werden.

Um Materialstauungen innerhalb der Haube 6 und insbesondere ihres unteren trichterförmigen Abschnitts begegnen zu können, ist auf der Haube 6 ein an seinem oberen Ende abgedichtetes vertikales Führungsrohr 110 angeordnet, das eine Stoßstange 111 aufnimmt. Mittels eines Elektromotors 112, der über ein Ritzel an einer mit der Stoßstange 111 verbundenen Zahnstange angreift, kann die Stoßstange 111 bei Bedarf nach unten aus­ gefahren und wieder hochgefahren werden.

Auf der Haube 6 ist ferner ein Salzbehälter 115 mit einer Sichtanzeige 116 zur Feststellung des jeweiligen Füllstandes angeordnet. Der Salzbehälter 115 ist durch einen Deckel 117 dicht verschlossen. Die Haubenöffnung 118 am unteren Ende des Salzbehälters 115 ist durch einen sich nach oben verjüngen­ den Konus 119 verschließbar, der über einen Handhebel 120 betätigbar ist.

Ferner sind an der Außenseite der Haube zwei Zugangsstutzen 122 und 123 vorgesehen, die mit Öffnungen 124 bzw. 125 in der Haubenwand münden und nach unten auf die Ofenmitte ge­ richtet sind. Diese Stutzen sollen eine Betrachtung der Schmelze im Tiegel 4 ermöglichen und sind dementsprechend an ihrem äußeren Ende mit einem Schauglas 126 bzw. 127 ver­ sehen, das abdichtend und abnehmbar angebracht ist. Unter­ halb des Schauglases ist jeweils ein Kugelhahn 128 bzw. 129 mit einem Betätigungshebel 130 bzw. 131 zum Verschwenken des Kükens vorgesehen. Dadurch besteht die Möglichkeit, während des Betriebs ein verschmutztes Schauglas abzunehmen und zu reinigen, nachdem zuvor der betreffende Kugelhahn geschlos­ sen wurde. In der Öffnungsstellung des Kugelhahns gibt die Kükenbohrung den Durchblick zur Schmelze frei.

Zur Durchführung eines Einschmelzvorgangs wird ein mit Schrott gefüllter Tiegel 4 in den Schachtofen 2 eingesetzt. Dann wer­ den die Druckstücke 71 über den Randflansch 5 des Tiegels 4 eingeschwenkt, wie es Fig. 5 zeigt, worauf die Exzenter­ scheiben 77 mit den Betätigungshebeln 78 gedreht werden, was zu einem Zusammendrücken der Druckfedern 68 und damit zu einem Niederdrücken des Tiegels 4 führt. Auf den Rand­ flansch 5 wird der Zwischenring 60 mit den Dichtungsringen 65 und 66 aufgelegt, und an die Anschlüsse 63 und 64 werden Kühlwasserleitungen angebracht. Nunmehr wird die Haube 6 auf den Schienen 12 aus der seitlichen Tiegelfreigabestellung in die Abdeckstellung über dem Schachtofen 2 gefahren. Dazu wird der Elektromotor 81 entsprechend betätigt, wozu man sich eines an der Haube 6 angeordneten Schaltkastens 133 mit Schaltknöpfen zur Steuerung der verschiedenen Elektromotore bedient.

Bereits zuvor wurden die beiden abgekuppelten Chargenbehäl­ ter 16 und 17 mit Schrott gefüllt, wozu die Schieber 36 zu den äußeren Behälterenden zurückgefahren, hochgeklappt und nach dem Füllen der Behälter wieder in der herabhängen­ den Schieberstellung blockiert wurden, worauf die Verschluß­ deckel 30 angezogen wurden. Nunmehr werden die gefüllten Chargenbehälter 16 und 17 mit ihren Rädern 19 zwischen die Führungsschienen bugsiert und an die in der Abdeckstellung befindliche Haube 6 herangefahren, worauf sie durch Betätigen der Schnellverschlüsse 26 dicht an die Haube angeschlossen werden. Nunmehr werden die Exzenterscheiben 77 gelöst, so daß die Druckfedern 68 den Tiegel 4 mit seinem Randflansch 5 unter Einspannung des Zwischenrings 60 gegen die Grundplatte 7 der Haube 6 vorspannen. Auch das fest angeschlossene Magazin 90 ist ggf. bereits bei in der Tiegelfreigabestellung befind­ licher Haube 6 gefüllt worden.

In dieser Stellung wird über die Vakuumverteilleitung 85 Vakuum an die Haube 6, die Chargenbehälter 16 und 17 sowie das Magazin 90 angelegt. Das zu evakuierende Volumen kann beispielsweise etwa 4 m³ betragen, wobei der Tiegel 4 eine Größe aufweist, die zur Herstellung einer Schmelzcharge von etwa 600 kg ausreicht. Wegen dieses vergleichsweise kleinen zu evakuierenden Volumens kann eine verhältnismäßig kleine Vakuumpumpe von beispielsweise etwa 250 m³/h verwendet wer­ den. Dabei kann das Vakuum den Gegebenheiten angepaßt und auch im Laufe des Einschmelzverfahrens geändert werden. Bei­ spielsweise kann mit einem Druck von 700 bis 800 mbar be­ gonnen und das Vakuum später auf 300 bis 400 mbar erhöht werden. Gleichzeitig wird die Heizung des Schachtofens 2 in Betrieb genommen.

Durch das Vakuum und die Vorwärmung wird Wasserdampf aus dem Schrott abgezogen, was insbesondere beim Einschmelzen von Magnesium von großer Bedeutung ist und eine Vorbehandlung des Schrotts überflüssig machen kann. Ebenfalls werden organische Verunreinigungen abgeführt, vor der Vakuumpumpe kondensiert und in entsprechenden Filtern abgeschieden. Dem­ entsprechend kann die von der Vakuumpumpe abgegebene Luft ohne Umweltverschmutzung ins Freie abgeblasen werden.

Durch das Schmelzen von Schrott im Tiegel 4 muß immer wieder einzuschmelzendes Gut in die Haube 6 nachgefüllt werden, was durch schrittweises Beschicken aus den Chargenbehältern 16 oder 17 erfolgt, indem deren Beschickungseinrichtungen 35 mittels der Elektromotore 47 in Intervallen betätigt werden. Auch das in das Magazin 90 eingefüllte Gut kann zu gegebener Zeit in die Haube 6 entleert werden. Ferner wird aus dem Salzbehälter 115 dem jeweiligen Bedarf entsprechend ein Spezialsalz zugeführt, das verhindert, daß sich auf der Schmelzoberfläche eine Oxidationshaut bildet,und zum anderen bewirkt, daß insbesondere bei stählernen Schmelztiegeln deren Wand mit einer die Gleitfähigkeit verbessernden Schicht überzogen wird. Dabei bewirkt der Konus 119, daß das herab­ fallende Salz verstärkt zum Umfang der Haube 6 und damit des Schmelztiegels 4 bewegt wird. Das Salz hat ferner die Eigenschaft, durch sein höheres spezifisches Gewicht Ver­ unreinigungen mit zum Grund des Tiegels zu führen.

Während des Schmelzprozesses kann es unter Umständen not­ wendig werden, das Vakuum aufzuheben und/oder angesammelte Gase aus der Haube 6, den Chargenbehältern 16 und 17 sowie dem Magazin 90 zu entfernen. Das geschieht durch Fluten der Einschmelzeinrichtung 1 beispielsweise mit Stickstoff. Dazu mündet in die Haube 6 eine Flutungsleitung 135, an die eine Stickstoffflasche anschließbar ist. Durch fortgesetztes Ab­ saugen mittels der Vakuumpumpe ist ein schnelles und voll­ ständiges Fluten der Einrichtung gewährleistet.

Nach dem vollständigen Einschmelzen einer Charge von bei­ spielsweise 600 kg Aluminium oder Magnesium werden die Ofenheizung und die Vakuumpumpe abgeschaltet. Bei Atmosphären­ druck innerhalb der Einschmelzeinrichtung werden die Chargen­ behälter 16 und 17 durch Öffnen der Schnellverschlüsse 26 abgekuppelt und weggefahren. Die Druckstücke 71 werden wieder über den Randflansch 5 des Tiegels 4 geschwenkt und die Nieder­ drückeinrichtungen 70 betätigt, worauf die Haube 6 in die seitliche Tiegelfreigabestellung gefahren und der Tiegel 4 mit der Schmelze entnommen werden. Diese kann in Masseln gegossen oder auch ohne vorherige Erstarrung zu Spritzguß­ erzeugnissen weiterverarbeitet werden, ggf. unter Verwendung eines Warmhalteofens.

Zwischen aufeinanderfolgenden Chargen ergeben sich nur ge­ ringe Stillstandszeiten, da der Tiegelwechsel sowie der Aus­ tausch der geleerten Chargenbehälter gegen bereits zuvor ge­ füllte andere Chargenbehälter vergleichsweise schnell vor sich gehen kann. So kann beispielsweise alle zwei Stunden eine neue Charge Schmelzmetall hergestellt werden.

Fig. 11 zeigt eine Abdichtung zwischen der Haube 6 mit der Grundplatte 7 und dem Tiegel 4 mit dem Randflansch 5, die von der in Fig. 5 dargestellten Abdichtung abweicht. An Stelle des Zwischenrings 60 gemäß Fig. 5 ist eine Ringplatte 140 vor­ gesehen, die gleichfalls gekühlt wird, ohne daß dieses aus der Zeichnung zu ersehen ist. Der Randflansch 5 des Tiegels 4 liegt unter Zwischenfügung einer Tiegeldichtung 141 auf der Ring­ platte 140 auf, während die Grundplatte 7 der Haube 6 unter Zwischenfügung einer Haubendichtung 142 auf der Ringplatte 140 aufliegt. In die Ringplatte 140 ist ein Exzenter mit einer Exzenterwelle 144 und einem Bedienungshebel 145 eingebaut, mit dem der Tiegel 4 auf der Ringplatte 140 festgeklemmt wer­ den kann. Am Wagen 10 zum Verfahren der Haube 6 ist ein weite­ rer Exzenter mit einer Exzenterwelle 147 und einem Bedienungs­ hebel 148 angeordnet. Damit kann die Haube 6 aus der darge­ stellten und gegenüber dem Wagen 10 abgesenkten Abdichtungs­ stellung in eine Fahrstellung angehoben werden, in der die Haube 6 unbehindert über den Tiegel 4 sowie die Ringplatte 140 hinweg gefahren werden kann.

Bezugszeichenliste:

  1 Einschmelzeinrichtung
  2 Schachtofen
  3 Boden
  4 Schmelztiegel
  5 Randflansch
  6 Haube
  7 Grundplatte
  8 Abdichtungseinrichtung
 10 Räder
 11 Räder
 12 Schienen
 14 und 15 Anschlußöffnungen
 16 Chargenbehälter
 17 Chargenbehälter
 18 Fußgestell
 19 Räder
 20 Führungsschienen
 21 Einführungsabschnitte
 23 Verstärkungsrippen
 24 Innenflansch
 25 Außenflansch
 26 Schnellverschluß
 27 Dichtung
 28 Anschlußflansch
 30 Verschlußdeckel
 31 Handgriff
 32 Scharniere
 33 Schnellverschlüsse
 34 Dichtung
 35 Beschickungseinrichtung
 36 Schieber
 37 Gelenkaugen
 38 Querachse
 39 Wagen
 40 Räder
 41 Winkelschienen
 42 Endloskette
 43 Antriebsrad
 44 Umlenkrad
 45 Gehäuseaufsatz
 47 Elektromotor
 48 Getriebe
 49 Antriebswelle
 50 Riemenscheibe
 52 Riemen
 54 Flansch
 55 Deckel
 56 Hebelanordnung
 57 Arretierung
 58 Vakuumleitung
 59 Verbindungsflansch
 60 Zwischenring
 61 Trennwand
 62 Kühlkanal
 63 Anschluß
 64 Anschluß
 65 unterer Dichtungsring
 66 oberer Dichtungsring
 68 Druckfedern
 70 Niederdrückeinrichtung
 71 Druckstück
 72 Zapfen
 73 Anhebfeder
 74 Exzenterwelle
 75 Lager
 76 Lager
 77 Exzenterscheibe
 78 Betätigungshebel
 80 Antriebseinrichtung
 81 Elektromotor
 82 Querwelle
 83 Ritzel
 84 Zahnstangen
 85 Vakuumveteilleitung
 86 Verbindungsflansche
 87 Verbindungsrohr
 88 Anschlußstutzen
 89 Anschlußrohr
 90 Magazin
 91 Zwischenwand
 92 Klappe
 93 Klappe
 94 Achse
 94′ Handhebel
 95 Deckel
 96 Handgriff
 97 Dichtungsring
 98 Scharniere
 99 Randflansche
100 Klemmverschlüsse
102 Füllstandsanzeiger
103 Pendelstab
104 Schwenkwelle
105 Lagerplatte
106 Schwenkhebel
107 Stab
108 Stab
110 Führungsrohr
111 Stoßstange
112 Elektromotor
115 Salzbehälter
116 Sichtanzeige
117 Deckel
118 Haubenöffnung
119 Konus
120 Handhebel
122 Zugangsstutzen
123 Zugangsstutzen
124 Öffnung
125 Öffnung
126 Schauglas
127 Schauglas
128 Kugelhahn
129 Kugelhahn
130 Betätigungshebel
131 Betätigungshebel
133 Schaltkasten
135 Flutungsleitung
140 Ringplatte
141 Tiegeldichtung
142 Haubendichtung
144 Exzenterwelle
145 Bedienungshebel
147 Exzenterwelle
148 Bedienungshebel

Claims (17)

1. Einrichtung zum Einschmelzen von Schrott und Abfällen aus Nicht-Eisenmetallen mit einem Ofen (2) zur Aufnahme eines Schmelztiegels (4), einer den Tiegel (4) abdeckenden Haube (6),einem an die Haube (6) angeschlossenen Vorrats­ behälter (16, 17) für einzuschmelzendes Gut, einer Be­ schickungseinrichtung (35) und einer an die Haube (6) angeschlossenen Absaugeinrichtung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Haube (6) zwischen der Abdeck­ stellung und einer seitlichen Tiegelfreigabestellung verfahrbar ist, daß eine in der Abdeckstellung zur Wir­ kung kommende Abdichtungseinrichtung (8) zwischen der Haube (6) und dem Tiegel (4) vorgesehen ist, daß der Vor­ ratsbehälter als vakuumdicht verschließbarer Chargenbehäl­ ter (16, 17) ausgebildet und vakuumdicht mit der Haube (6) verbunden ist und daß die Absaugeinrichtung eine Vakuum­ pumpe aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Chargenbehälter (16, 17) sich im wesentlichen waagerecht oder mit geringer Neigung zur Haube (6) erstreckt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Chargenbehälter (16, 17) einen gleichbleibenden Querschnitt aufweist und die Beschickungseinrichtung (35) einen dem Behälterquer­ schnitt angepaßten Schieber (36) aufweist, der durch den Chargenbehälter (16, 17) bewegbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei Chargenbehälter (16 und 17) auf sich diametral gegenüberliegenden Seiten an die Hau­ be (6) angeschlossen sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Chargen­ behälter (16, 17) abkuppelbar an die Haube (6) angeschlossen ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Chargen­ behälter (16, 17) auf Rädern (19) verfahrbar abgestützt ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsschienen (20) zum Heranfahren des bzw. jedes Chargenbehälters (16, 17) an die in der Abdeckstellung befindliche Haube (6) vor­ gesehen sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (6) auf Schienen (12) zwischen der Abdeckstellung und der seit­ lichen Tiegelfreigabestellung verfahrbar ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiegel (4) über Federn (68) abgestützt und in abdichtende Anlage an die in der Abdeckstellung befindliche Haube (6) angedrückt ist und daß der Tiegel (4) mittels einer Niederdrückein­ richtung (70) gegen die Kraft der Federn (68) aus der Betriebsstellung in eine Senkstellung absenkbar ist, in der die Haube (6) über den Tiegel (4) hinweg verfahrbar ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Abdichtung zwischen dem Tie­ gel (4) und der Haube (6) ein von Kühlwasser durchström­ barer Zwischenring (60) mit einem an einem oberen Rand­ flansch (5) des Tiegels (4) anliegenden unteren Dichtungs­ ring (65) und einem oberen Dichtungsring (66) vorgesehen ist, der mit einer Grundplatte (7) der Haube (6) zusammen­ wirkt.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (6) mit einem fest angeschlossenen Magazin (90) für die Zuführung von Sondermetallen oder Kleinteilen und mit ggf. einem Behälter (115) für die Zudosierung von Zuschlagstoffen versehen ist, die jeweils vakuumdicht verschließbar sind.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumpumpe über ein Rohrleitungssystem (87, 85, 88, 89, 58) an die oberen Enden der Haube (6) des bzw. jedes Chargenbehälters (16, 17) und des ggf. vorgesehenen Magazins (90) angeschlossen ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in die Haube (6) eine Flutungsleitung (135) für die Zuführung eines Inertgases mündet.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (6) mit we­ nigstens einem Zugangsstutzen (122, 123) versehen ist, der mittels eines abnehmbaren Schauglases (126, 127) ver­ schlossen ist und einen Kugelhahn (128, 129) aufweist, dessen Küken zwischen einer Absperrstellung und einer Durchblickstellung drehbar ist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Füllstandsanzei­ ger (102) mit einem herabhängenden Pendelstab (103),der vom in die Haube (6) eingefüllten Gut seitlich auslenkbar ist, und einer in der Haube (6) gelagerten horizontalen Schwenkwelle (104) vorgesehen ist, die aus der Haube (6) herausgeführt ist und eine Stellungsanzeige (106) trägt.

16. Einrichtung nach Anspruch 4 und Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwelle (104) sich quer zum Haubendurchmesser erstreckt, auf dem die beiden Chargenbehälter (16 und 17) liegen.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (6) ein vertikales Führungsrohr (110) trägt, das eine nach unten ausfahrbare Stoßstange (111) aufnimmt.