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Verfahren und Einrichtung zum Erschmelzen von leicht oxydierbaren
Metallen, wie Aluminium Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung
zur Gewinnung von Metallen aus alten Metallspänen, Rückständen, Krätzen u. dgl.,
das sich ganz besonders eignet für die Wiederaufbereitung von Aluminium und sonstigen
Leichtmetallen. Bei der Aufbereitung der Leichtmetalle durch Wiedereinschmelzen
von Spänen, Krätzen usw. erweist sieh die große Oxvdverwandtschaft dieser Metalle
als außerordentlich lästig, da sie einen unverhältnismäßig großen Abbrand und Oxvdschlaclienbil;dung
zur Folge hat und infolgedessen die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens außerordentlich
beeinträchtigt.
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Diesem LTbelstande suchte man bisher in der Weise zu begegnen, daß
man das Schmelzgut mit einer Schicht Salz bedeckte bzw. über dem geschmolzenen Metallbad
ein flüssiges Salzbad anordnete, welches den Zutritt von Luft zu dem Schmelzgut
oder Metall verhinderte. Die neue Beschickung wird dabei so vorgenommen, daß man
das Beschickungsgut in kleinen 1Tengen abteilt und möglichst schnell in den Schmelztiegel
oder Ofen und durch die abdeckende Salzschicht oder das Salzbad einführt, um es
dem Einfluß des Luftsauerstoffs zu entziehen. Es hat sich aber herausgestellt, daß
auf diese Weise der Schlackenbildung zwischen dem eingebrachten Schmelzgut und dem
Salzzuschlag Vorschub geleistet wird, was die schließliche Ausbeute an Reinmetall
beeinträchtigt, und daß ferner unverhältnismäßig viel Brennstoff gebraucht wird,
was den thermischen Wirkungsgrad des Verfahrens beeinträchtigt. Gemäß vorliegender
Erfindung wird nun der gegenteilige Weg eingeschlagen, indem man nach bekanntem
Verfahren in einen um eine waagerechte Achse drehbaren Ofen ständig einen kleinen
Vorrat an geschmolzenem Reinmetall vorrätig hält, auf diesen jedoch die Beschickungsmenge
einer Schmelzperiode von aufzubereitendem Altmaterial durch einmaliges oder mehrmaliges
Chargieren ohne Schmelzpause aufbringt und dann beides in an sich bekannter Weise
in dauernde lebhafte Durcheinandermischung bringt unter beständiger Heizung und
zweckmäßig unter völligem Abschluß von überschüssigem Sauerstoff durch eine geschmolzene
Salz- oder Schlackendecke. Im dieses Verfahren vorteilhaft zur Durchführung zu bringen,
bedient man sich gemäß der Erfindung eines sogenannten rotierenden Trommelofens;
der letztere ist ferner zweckmäßig mit die Durchmischung des Inhalts befördernden
Einbauten, wie beispielsweise Spiralrippen an seinem Innenumfang, versehen.
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Im folgenden sei die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
der dazu zweckmäßigen maschinellen Einrichtung erläutert, und zwar zeigt Abb. i
eine teilweise geschnittene Längsseitenansicht und Abb. 2 und" 3 die Ansicht von
den beiden Stirnseiten.
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Zur Ausübung des Verfahrens kann ein Trommelschmelzofen üblicher Bauart
verwendet werden, dessen innen mit Schamotte ausgefütterte, horizontal liegende
Trommel i mittels zweier am Außenumfang angebrachter Laufkränze 2 auf zwei Laufrollenpaaren
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ruht bzw. umläuft, von denen eines oder beide in üblicher Weise
mit Antrieb 4. versehen sind. Auf der einen Stirnseite der Trommel befindet sich
die Einbringöffnung 5, die während des Betriebes abgeschlossen wird durch die an
dem Joch oder Galgen 6 hängende Verschlußtür 7 mit ausbalancierendem Seilzug B.
Durch eine Mittelöffnung in der Tür 7 wird in das Trommelinnere die Schmelzflamme
9 eingeblasen, deren Brennstoffzuführungsrohr io zweckmäßig um die Achse der Speiseleitung
i i umgeschwenkt werden kann, wenn die Tür mit dem Seilzug 8 gehoben und die Trommel
frisch beschickt werden soll. Im unteren Teile der Vorderstirnwand ist noch in üblicher
Weise die Abstechöffnung 12 vorgesehen, die beim Nichtgebrauch durch Lehmpfropfen
und eine festschraubbare Tür 13 abgeschlossen ist. Die entgegengesetzte Stirnwand
des Trommelofens besitzt ebenfalls eine zentrale Öffnung 15, an welche der als Fuchs
für die Abzugsgase dienende Wagen 16 abdichtend herangefahren werden kann. Die Tür
in der Vorderwand und die Einblasstelle der Heizgase sind überdeckt von einer Haube
1q., an welche sich die Abführleitung 17 anschließt, und diese letztere vereinigt
sich mit der an den Abgasefuchs oder Wagen 16 sich anschließenden Leitung 18, zu
der die Abgase in bekannter Weise weiterführenden oder absaugenden Leitung i9.
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Im Innenumfang des Trommelofens ist ferner noch auf der Schamotteausfütterung
eine in bekannter Weise nach innen vorstehende Spiralrippe 2o vorgesehen, entweder
mit Schamottefutter massiv zusammenhängend oder auf dasselbe aufgesetzt, evtl. auch
aus mehreren Einzelteilen mit Unterbrechung bestehend. ' Mit der vorstehend beschriebenen
Einrichtung wird nun gemäß vorliegender Erfindung das Arbeitsverfahren in folgender
Weise durchgeführt: Zu Beginn einer neuen Benutzungsperiode sei der Trommelofen
in bekannter Weise noch mit einem kleineren Quantum flüssigen Metalls gefüllt, beispielsweise
etwa bis an die Höhe des Abstechloches reichend. Dieses geschmolzene Metall ist
zwecks Verhinderung seiner Oxydierung von einem geschmolzenen Salzbad bedeckt. Dann
wird bei seitwärts abgeschwenktem Brennerrohr io und angehobener Tür 7 die gesamte
für einen Schmelzprozeß benötigte Menge des Beschickungsmaterials, Späne, Krätzen
und andere Rückstände, auf einmal oder sofort hintereinander in, den Trommelofen
eingefüllt und dieser dann wieder geschlossen, das Brennerrohr io angeschlossen
und die Heizung in Betrieb gesetzt, während gleichzeitig ein Rotieren der Trommel
durch die mit Motor betriebene Antriebswelle .4 und die Räderpaare 3 beginnt. Auf
der anderen Stirnwandseite ist der Wagen 16 dicht angeschlossen, und durch
ihn und durch das Rohr 18 erfolgt das Absaugen der Verbrennungsgase, während etwa
bei der Beheizungsvorderwand verlorengehende Heizgase durch die Haube 14 und das
Rohr 17 abfließen können. Durch das Rotieren der Schmelztrommel wird jetzt das flüssige
Metall und die neu eingebrachte Beschickung ständig durcheinandergeschüttelt, und
dieser Mischvorgang wird weiterhin unterstützt durch die Anordnung der Spiralrippe
im Inneren, welche das Hochheben des Gutes auf der aufsteigenden Trommelseite unterstützt
und so das zunächst zuunterst liegende Bad gewissermaßen hochschöpft über die neu
eingebrachte Beschickung und es über dieser wieder ausleert. Die so erzielte ständige
innige Durchmischung des geschmolzenen Metallregulus und der noch festen Frischbeschickung
bewirkt gewissermaßen ein Durcheinanderkneten der verschiedenen Teile und hat dadurch
zur Folge, daß das beginnende Schmelzen des Metallinhalts aus der Frischbeschickung
unter dem Einfluß der Heizgase durch das ständige Hinzukommen des schon geschmolzenen
Metallregulus gefördert und beschleunigt wird und daß das Einkapseln einzelner kleinerer
Metalltropfen in die vom Salz und den Verunreinigungen der Frischbeschickung gebildeten
Schlacken so gut wie vollständig verhindert wird, weil die Masse der mit der Zeit
immer stärker werdenden Strähne des durch die Klumpen sich hindurchdrückenden flüssigen
Metalls alle Einzeltropfen des Reinmetalls an sich heranzieht und sich dauernd einverleibt.
Es ergibt sich somit am Schluß der Schmelzperiode eine außerordentlich metallschwache,
wenn nicht ganz metalleere Schlacke und entsprechend große Reinausbeute an geschmolzenem
Metall, und dieser Endzustand wird verhältnismäßig sehr schnell erreicht, wodurch
der thermische Wirkungsgrad und in weiterer Folgeerscheinung desselben auch die
quantitative Leistungsfähigkeit der Anlage ganz wesentlich größer wird als bei den
bisher üblichen Verfahren und Einrichtungen.
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Die Erfindung ist offensichtlich nicht an die vorbeschriebene und
dargestellte Einrichtung des Trommelschmelzofens gebunden. Es können z. B. auf zwei
gegenüberliegenden Seiten des inneren Trommelumfangs Rippen entgegengesetzter Steigung
angeordnet werden, um einen wellenmäßigen Hin- und Rückfluß des Schmelzgutes herbeizuführen,
oder es können über den Umfang verteilt mehrere hubschaufelartige Vorsprünge angeordnet
werden, und es können auch die Rippen oder Vorsprünge mit Durchbrechungen versehen
sein,
um das Hindurchfließen des Metallregulus zu erleichtern. Ebenso wäre es denkbar,
die Beheizung durch von der einen Stirnwandöffnung in das Trommelinnere hereinreichende
Brennerdüsen erfolgen zu lassen, die durch besondere Richtung auch einen besonderen
Schmelz- und Heizungseffekt hervorrufen können, und es könnte endlich die Zuführung
der Schmelzflamme oder Schmelzgase und die Abführung der Abgase auf ein und derselben
Stirnwand vorgesehen werden. Besondere, die Vermischung des Regulus mit der Frischbeschickung
und den Heizgasen oder Flammen fördernde feste Einbauten können von der einen oder
anderen feststehenden Stirnwand her in die Trommel hereinreichen.