DE3742186A1 - Anlage und verfahren zum erschmelzen von metallen, insbesondere ne-metallen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Erschmelzen von Metallen, insbesondere NE-Metallen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Aus Light Metal Age, October 1984, S. 16 ff. ist ein Schachtschmelzofen bekannt, in dessen unteren Abschnitt die Flammen zweier Brenner gerichtet sind, wodurch der Fuß einer Stückgutsäule in dem Schacht erschmolzen wird. - Aus dem DE-GM 85 12 056 ist ein Schachtschmelzofen zum Schmelzen von Metallen bekannt, bei dem dem Fuß der Schachtsäule eine Brennkammer zugeordnet ist, in die die Flamme eines Brenners hineinragt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der Gattung des Oberbegriffs des Hauptanspruches zu schaffen, bei der ein umweltfreundliches Abgas die Anlage verläßt und die Wärmebilanz der Anlage optimiert wird, was mit konstruktiv einfachen Mitteln erfolgen soll. Ferner soll die Anlage die Möglichkeit bieten, sowohl unterschiedlich gestaltetes Gut gemeinsam wie auch jedes Gut einzeln zu erschmelzen. Das Fahren der Anlage soll hierbei keine besonderen Fertigkeiten erfordern.

Dem Stand der Technik gegenüber kennzeichnet sich die Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches. Die Gegenstandsmerkmale der Unteransprüche dienen der Verbesserung und Weiterentwicklung der Merkmale des Hauptanspruches. - Die Verfahrensansprüche geben eine vorteilhafte Art wieder, die Anlage zu betreiben.

Während der Schachtschmelzofen mit sauberen, reinen Metallstücken beschickt wird, wird in den Herdofen Schmelzgut mit Verunreinigungen, wie z. B. Öl-, Farb- oder Dichtungsrückständen eingegeben. Die beim Schmelzvorgang dieses letztgenannten Material anfallenden Rauchgase werden der Brennkammer des Schachtofens so zugeführt, daß in dieser eine Turbulenz mit Hilfe des einströmenden Rauchgases und der in entgegengesetzter oder ungefähr in entgegengesetzter Richtung in die Brennkammer des Schachtofens ragenden Brennkammerflamme erreicht wird. Hierdurch werden bei zutreffender Temperaturführung die vergasbaren Bestandteile der Rauchgase aus dem Herdofen vergast und hierdurch der Wärmeinhalt der aus der Brennkammer in den Schachtschmelzofen aufsteigenden Gase zusätzlich erhöht. Hierdurch wird einerseits eine sehr gute Wärmebilanz erreicht, andererseits aber auch die vergasbaren, zum größten Teil umweltfeindlichen Rückstände der Rauchgase aus dem Herdofen soweit vergast, daß die Gase des Herdofens wie die Gase des Schachtschmelzofens gemeinsam durch einen Kamin ins Freie geführt werden können, ohne daß zusätzliche Filtermaßnahmen zu ergreifen wären.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Anlage nach der Erfindung dargestellt.

Der Schachtschmelzofen 1 weist eine obere Beschickungsöffnung 2 auf, durch die das zu schmelzende Gut in den Innenraum 3 des Schachtofens gebracht wird, dessen unterer Abschnitt 4 eine sich verjüngende, konische Gestalt hat. Dieser Abschnitt geht in eine Abtropföffnung 5 über, an die sich nach unten die Brennkammer 6 anschließt, auf deren schrägen Boden 6 a die Schmelze in Richtung des Pfeiles P abrinnt.

In die Schmelzkammer 6 mündet das vordere Ende des Brenners 7, dem die Temperaturfühler 8, 9 benachbart sind. In die Brennkammer 6 mündet ferner ein Kanal 10, der mit einer Kühlgasquelle oder einer Quelle für neutralisierendes Gas, z. B. Ammoniak, in Verbindung steht.

Vorzugsweise bildet der Schachtschmelzofen 1 mit einem Herdofen 11 eine bauliche Einheit. Ihm wird durch die Beschickungsöffnung 12 verunreinigtes, d. h. mit Öl-, Farb- oder Dichtungsrückständen versehenes, stückiges Gut aufgegeben. In den Ofenraum 13 des Herdofens 11 ragt die Flamme des Brenners 14, wobei sich am Boden des Herdofeninnenraums die Schmelze 15 ansammelt und durch die Ofenabstichrinne 16 aus dem Herdofen 11 abrinnen kann, wobei oberhalb der Ofenabstichrinne 16 ein Schmelzepyrometer 17 vorgesehen ist.

Zwischen dem Herdofenraum 13 und der Brennkammer 6 ist ein Verbindungskanal 18 vorgesehen, in den ein Abgassensor 19 ragt. Die Konfiguration und die Anordnung der Brennkammer 6 sowie des Bodenabschnittes des Ofenraumes 13 und des Kanals 18 ist derart vorgesehen, daß die Schmelze des Schachtschmelzofens in Richtung des Pfeiles P zu der Schmelze des Herdofens an dessen Innenraum fließen kann, während die Rauchgase aus dem Herdofen 11 in umgekehrter Richtung (Pfeil K) aus dem Herdofen in die Brennkammer 6 gelangen können. Mit den Rauchgasen aus dem Herdofen 11 gelangen auch die vergasbaren Verunreinigungen in die Brennkammer 6.

Hierbei ist der Rauchgasstrom in Richtung des Pfeiles K aus dem Kanal 18 auf die Flamme des Brenners 7 (vgl. Pfeil F) der Brennkammer gerichtet, so daß eine Turbulenz und innige Durchmischung der Flammengase des Brenners 7 und der in Richtung des Pfeiles K aus dem Kanal 18 austretenden Rauchgase des Herdofens 11 gegeben ist. Hierbei werden die Verunreinigungen der Rauchgase aus dem Herdofen 11 verbrannt und vergast und erhöhen damit den Wärmeinhalt der in Richtung des Pfeiles W durch den Schachtschmelzofen 1 strömenden Gase des Brenners 7. Die in den oberen Bereich des Ofens 1 gelangenden Gase sind weitgehend als rein zu bezeichnen, da die schädlichen Rauchgasbestandteile des Herdofens in der Brennkammer 6 weitgehend verbrannt und vergast worden sind. Die Rauchgase des Herdofens wie des Schachtschmelzofens gelangen über den Kamin 20 ins Freie, wobei in diesem Kamin ein Abgasmesser 21 und ein Temperaturmesser 22 vorgesehen ist.

In den oberen Abschnitt der Brennkammer 6 mündet der Kanal 10, durch den entsprechend den Ergebnissen der Temperaturfühler 8 und 9 entweder zu kühlendes Gas und/oder ein die Bestandteile der Rauchgase des Herdofens in der Brennkammer 6 neutralisierendes Gas, z. B. Ammoniak, zugegeben wird. Durch diese Beimischung in der Brennkammer 6 können die aus dem Kamin 20 entweichenden Gase ohne weitere Hilfsmittel in die Atmosphäre abgelassen werden.

Der Kamin 20 kann mit dem Kanal 10 in Verbindung stehen, sofern es vorteilhaft ist, die durch den Kanal 10 zuzuführende Luft oder das Gas vorzuwärmen. - Der Herdofen 11 weist vorzugsweise in unmittelbarer Nachbarschaft des Endes des schrägen Bodens 6 a ein wahlweise verschließbares Abstichloch 23 auf.

Statt eines Herdofens kann auch in gleicher Weise ein Trommelschmelzofen in Verbindung mit dem Schachtschmelzofen gebracht werden.

Die erfindungsgemäße Anlage bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten neben der Beschickung mit unreinem Gut in den Herdofen und dem reinen Gut in den Schachtschmelzofen. So kann sperriges Gut, wie lange Stangen, Masseln usw. auch als reines Gut dem Herdofen aufgegeben werden, während der Schachtschmelzofen kleineres stückiges Gut aufnimmt. Auch hier ergibt sich eine günstige Wärmebilanz, als die jetzt weitgehend sauberen Rauchgase des Herdofens zum Erschmelzen der Gutsäule in dem Schachtschmelzofen herangezogen werden. - Man kann auch den Herdofen alleine betreiben und die schädlichen Rauchgasbestandteile des mit unreinem Gut beschickten Herdofens in der Brennkammer 6 des Schachtofens, die in allen vorstehenden Beispielen auch als Nachbrennkammer für die Herdofenrauchgase dient, verbrennen.

Unter Öffnen des Abstichloches 23 läßt sich auch der Schachtschmelzofen alleine betreiben, ohne daß der Brenner 14 des Herdofens brennt.

Claims (11)

1. Anlage zum Erschmelzen von Metallen, insbesondere von NE-Metallen, mit einem Schachtschmelzofen mit einer Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schachtschmelzofen (1) ein Herdofen (11) zugeordnet ist, dessen Rauchgasabzug unmittelbar in die Brennkammer (6) des Schachtschmelzofens (1) geführt wird.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Herdofenraum (13) über einen Verbindungskanal (18) mit dem unteren Bereich der Brennkammer (6) des Schachtschmelzofens (1) verbunden ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Schachtschmelzofen (1) zugekehrte Ende des Verbindungskanals (18) auf die Mündung des Brenners (7) der Brennkammer (6) des Schachtschmelzofens (1) gerichtet oder ungefähr gerichtet ist.

4. Anlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (18) oberhalb der Metallablauffläche (Boden 6 a) der Brennkammer (6) des Schachtschmelzofens (1) in diesen mündet.

5. Anlage nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Brennkammer (6) oder in einem oberhalb derselben vorgesehenen Abtropfkanal (5) ein mit einer Kühlgas- und/oder Neutralisiergasquelle verbundener Kanal (10) mündet.

6. Anlage nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verbindungskanal (18) ein Abgassensor (19) angeordnet ist.

7. Anlage nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der kaminfreie Herdofen (11) gleichwandig mit dem Schachtschmelzofen (1) angeordnet ist.

8. Verfahren zum Betreiben der Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtschmelzofen mit verunreinigungsfreien Metallstücken, der Herdofen mit verunreinigten Metallstücken beschickt und die Temperatur in der Brennkammer des Schachtschmelzofens auf einer die Rauchgase der verunreinigten Herdofencharge verbrennenden Temperatur gehalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtschmelzofenbrenner mit einem Luft- oder O₂-Überschuß oder einem zusätzlichen Gas gefahren wird.

10. Verfahren zum Betreiben der Anlage nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Herdofen alleine zu erschmelzendes Gut aufgegeben wird und der Schacht des Schachtschmelzofens als Kamin für die Rauchgase des Herdofens dient.

11. Verfahren nach Anspruch 8 und einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Herdofen und dem Schachtschmelzofen unterschiedlich gestaltetes Gut aufgegeben wird.