DE3534300A1 - Anlage zum einschmelzen von metallen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Einschmelzen von Metallen.

Das Einschmelzen von Metallen ist bekannt. So ist z. B. das Einschmelzen von metallischem Schrott seit langem ein wichtiger Beitrag zum Recycling wertvoller Materialien innerhalb des ge­ samten Rohstoffkreislaufs.

Die vorliegende Erfindung soll das Einschmelzen auch von radio­ aktiven Metallen ermöglichen und sich hierbei außer durch Wirt­ schaftlichkeit besonders durch Sicherheit auszeichnen.

Zur Lösung wird eine Anlage zum Einschmelzen von Metallen vor­ geschlagen, die gekennzeichnet ist durch einen schwenkbaren Tiegelofen mit einer über dem Tiegel befindlichen, an dem Tiegelofen befestigten und an der Abgießseite des Tiegelofens mit einer Öffnung versehenen Absaughaube.

Durch die Erfindung ist auf einfachste Weise auch während des Chargiervorgangs und auch während des Abgießvorgangs eine nahe­ zu vollständige Erfassung der vom Schmelzgut freigesetzten Schadstoffe gewährleistet.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Tiegelofen aus einem Netzfrequenz-Induktionstiegelofen besteht.

Ein weiterführendes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Netzfrequenz-Induktionstiegelofen zwischen der Ausklei­ dung des Tiegels und der Induktionsspule ein Kühlsystem auf­ weist.

Hierdurch ist es möglich, durch besondere Widrigkeiten in die Tiegelwandung eingedrungenes flüssiges Metall mit Sicherheit vor Erreichen der Induktionsspule zum Erstarren zu bringen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es zweckmäßig, daß für das Kühlsystem auf dem Ofenumfang verteilte, senkrecht verlegte Rohre vorgesehen sind.

Es ist ferner von Vorteil, daß für jedes Rohr ein Überwachungs­ gerät für die Austrittstemperatur des Kühlmediums vorgesehen ist.

Eine Beeinträchtigung in der Tiegelauskleidung läßt sich so­ mit leicht lokalisieren.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Tiegelofen unterhalb seiner Gießtülle Kokillen beherbergt. Der Transportweg für die Schmelze ist somit sehr kurz. Dies ist nicht nur aus Gründen der Arbeitssicherheit von Vorteil. Es ist auch eine höhere Überhitzungstemperatur der Schmelze über den Schmelzpunkt des Materials entbehrlich, wodurch die freigesetzte Schadstoffmenge geringer ist und vollständig er­ faßt wird und außerdem auch noch die Tiegelbeanspruchung geringer ist.

Die Erfindung weist in weiterer Ausgestaltung einen Schlitz im Dachbereich der Absaughaube auf, der mit der Wandöffnung der Absaughaube in Verbindung steht.

Das einzuschmelzende Material kann dadurch mit einem Kran (die Wandöffnung dient als Durchlaß für das Material; der Schlitz dient als Einlaß für das Kranseil) und somit einfach und auch schonend für die Ofenteile, was besonders wichtig für die Tiegelauskleidung ist, in den Ofen eingebracht wer­ den. Bei radioaktiven, in Behältern verpackten Materialen verbleiben die Behälter im Ofen und werden mit eingeschmolzen.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels nachstehend erläutert.

Die Zeichnung zeigt das Heranführen von Material zum Ein­ schmelzen, einen Netzfrequenz-Induktionstiegelofen mit einer aufgesetzten Absaughaube in teilweiser Schnittdarstellung und eine Kokille auf einem verfahrbaren Untersatz.

Mit 1 ist ein in ein nicht dargestelltes Kippgestell einge­ setzter und insofern schwenkbarer Netzfrequenz-Induktions­ tiegelofen bezeichnet, auf dem eine Absaughaube 2 montiert ist, die über die Füllöffnung eines Tiegels 3 gestülpt ist. Die Ab­ saughaube 2 weist einen Schlitz 4 auf, der in eine Öffnung 5 mündet. Mit 6 ist eine Absaugleitung bezeichnet, die zu einer nicht dargestellten Filtereinrichtung führt. Die Tiegelfüll­ öffnung ist mit einem nicht dargestellten Deckel verschließbar, unter dem sich eine ebenfalls nichtdargestellte Ringabsaugung für die Erfassung der während der Schmelzphase (bei geschlosse­ nem Deckel) freigesetzten Schadstoffe befindet. Der Tiegel 3 ist von einer wassergekühlten Induktionsspule 7 umgeben und weist zwischen der Induktionsspule 7 und einer Auskleidung 8 ein aus mehreren auf dem Ofenumfang verteilten Edelstahl­ rohren 9 bestehendes Luftkühlsystem auf. Die Rohre 9 sind mit einem keramischen Material 10 ummantelt und in einer keramischen Schicht 11 eingebettet. Für jedes Rohr 9 ist ein nicht darge­ stelltes Überwachungsgerät für die Austrittstemperatur der Kühlluft vorgesehen. Der Tiegelofen 1 weist eine Gießtülle 12 auf und beherbergt unmittelbar unterhalb der Gießtülle 12 Kokillen 13, die in Wagen 14 auf Schienen 15 verfahrbar sind. Mit 16 sind Behälter in Gestalt einer Tonne bezeichnet, in denen das einzuschmelzende Material verpackt ist. Mit 17 ist ein auf einem Träger 18 verfahrbarer Kranwagen bezeichnet.

Die erfindungsgemäße Anlage ermöglicht das Einschmelzen von radioaktiven Metallen, wobei durch Verwendung einer jeweils geeigneten Tiegelauskleidung 8 sowohl Stahl- und Gußeisen, als auch Nichteisenmetalle wie Kupfer und Blei eingesetzt werden können. Die Anlage arbeitet ausgesprochen wirtschaft­ lich und zeichnet sich durch eine große Sicherheit aus. Bei Einschmelzen von radioaktiven Metallen liegt infolge der Dekontaminationswirkung des Schmelzvorgangs der überwiegende Teil des Einsatzmaterials in seiner spezifischen Aktivität unterhalb der Grenzwerte nach Strahlenschutzverordnung und kann einer schadlosen Wiederverwertung zugeführt werden. Dieses Material wird in Form von Blöcken dem Rohstoff-Kreis­ lauf wieder zugeführt und stellt infolge der genau bekannten Zusammensetzung und des hohen Edelstahlanteils ein hochwer­ tiges Material dar.

Falls die Grenzwerte nicht unterschritten werden, müssen die Blöcke als radioaktiver Abfall behandelt werden. Die Blöcke sind infolge des sicheren Einschlusses der radioaktiven Stoffe in der Eisenmatrix, der exakten Bestimmung des Aktivitätsin­ ventars und des minimalen Volumens ohne weitere Konditionierung zur Endlagerung geeignet.

Claims (7)

1. Anlage zum Einschmelzen von Metallen, gekennzeich­ net durch einen schwenkbaren Tiegelofen (1) mit einer über dem Tiegel (3) befindlichen, an dem Tiegelofen be­ festigten und an der Abgießseite des Tiegelofens mit einer Öffnung (5) versehenen Absaughaube (2).

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Tiegelofen (1) aus einem Netzfrequenz-Induktions­ tiegelofen besteht.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Netzfrequenz-Induktionstiegelofen zwischen der Auskleidung des Tiegels (3) und der Induktionsspule (7) ein Kühlsystem aufweist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß für das Kühlsystem auf dem Ofenumfang verteilte, senkrecht verlegte Rohre (9) vorgesehen sind.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß für jedes Rohr (9) ein Überwachungsgerät für die Austrittstemperatur des Kühlmediums vorgesehen ist.

6. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Tiegelofen (1) unterhalb seiner Gießtülle (12) Kokillen (13) beherbergt.

7. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Absaughaube (2) in ihrem Dachbereich einen Schlitz (4) aufweist, der mit der Wandöffnung (5) der Absaug­ haube in Verbindung steht.