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Verfahren und Vorrichtung zum Umschmelzen und Raffinieren von Leichtmetallabfällen
Zum Schmelzen und Raffinieren von Leichtmetallabfällen u. dgl. verwendet man vorzugsweise
Herd- und Trommelöfen, die man in schaukelnde oder drehende Bewegung bringt, um
eine Durchmischung des Flußmittels mit ider Schmelze zu erreichen.
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Ein Nachteil dieser Arbeitsweise ist jedoch, daß die zur Reinigung
erforderliche Berührung mit den Salzen nur mangelhaft erfolgt, da das Drehen oder
Hinundhergehen des Ofens nicht imstande ist, ein kräftiges und vollkommenes Durchmischen
und Waschen des Metallbades mit der Salzdecke herbeizuführen. Die Schaukel- bzw.
Drehbewegung bewirkt lediglich ein Abwälzen der äußersten Schichten des Metallbades
an der Salzdecke, so daß das Innere des Metal bades mit dem spezifisch leichteren,
obenauf schwimmenden Salz nicht durchmischt wird und daher ungereinigt bleibt.
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Nach einem anderen Verfahren sollen Metallschmelzen in einem Schaukelofen
mit einer eine Lochreihe enthaltenden Scheidewand gereinigt werden, indem die Metallschmelze
jeweils von der einen Herdkammer in die andere hinübergegossen wird. Hierbei ergießt
sich die Metallschmelze durch die Löcher in die in jeder Kammer befindliche Salzschmelze.
Um die Reinigung einwandfrei durchzuführen, muß darauf geachtet werden, daß die
Salzschmelze nicht aus der einen Kammer in die andere gelangt, da dadurch schließlich
der gesamte Reinigungsvorgang unmöglich gemacht würde. Diesem Verfahren haftet also
der Nachteil an, daß die Schaukelbewegung in einem ganz bestimmten Zeitpunkt des
Umgießens.umgekehrt werden muß, um ein Überfiießen- der Salzschmelze zu vermeiden.
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Bei einem weiteren bekannten Reinigungsverfahren gelangt zwar nicht
nur die gesamte Metallschmelze, sondern gleichzeitig auch die Salzschmelze von einer
Ofenkammer in die andere. Hierbei soll jedoch die gesamte Schmelze von einer Kammer
in die andere hinübergestürzt werden, so daß eine vollkommene Durchwirbelung und
Verteilung der Schmelzen ineinander eintritt und bereits wieder zurückgekippt werden,
bevor die Salz-und Metallschmelze infolge ihres unterschiedlichen spezifischen Gewichts
sich getrennt haben. Ein derartiges Verfahren würde aber gerade bei Leichtmetallen,
für welche die vorliegende Erfindung gedacht ist, nicht die gewünschte Wirkung haben.
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Das neue Schmelz- und R.affi.nationsverfahren beseitigt die bisherigen
Nachteile und Mängel erfindungsgemäß dadurch, -daß die gesamte Salz- und Metallschmelze
umgegossen
wird, und zwar derart, daß zunächst die Salzschmelze
überfließt und darauf die Metallschmelze durch das Salzbad hindurchgegosaen wird.
Die Reinigungswirkung ist dabei urn so vollständiger, je dünner der in das Salzbad
zu gießende Strahl der Metallschmelze gehalten wird. Zweckmäßig wird der Strahl
als dünner Bandstrahl ausgebildet. Dieser Bandstrahl kann ,aber auch noch in sich
unterteilt sein. Eine noch gründlichere Reinigung wird erreicht, wenn die Metallschmelze
in bekannter Weise mehrmals durch das Salzbad hindurchgegossen wird.
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Der Vorteil des neuen Verfahrens liegt darin, daß jedes flüssige Metallteilchen
mindestens einmal mit dem Salz in Berührung kommt und alle auch im Innern in der
Metallschmelze befindlichen Oxydhäute und Verunreinigungen erfaßt werden, die sonst
infolge des mit dem Aluminium ziemlich übereinstimmenden spezifischen Gewichts im
Metallbade verteilt schweben bleiben. Dabei wird es jedoch vermieden, eine unnötige
und unzweckmäßige, zu starke Durchwirbelung der beiden Schmelzen zu bewirken.
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Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß die Salzschmelze
ebenfalls ständig umgegossen und dadurch gleichmäßiger wird. Da sie weiterhin stets
früher als die Metallschmelze unigegossen wird, wird sie dieser gegenüber hinsichtlich
der beabsichtigten Reinigungswirkung wirksamer.
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Man kann -das Verfahren in zwei in bekannter Weise unabhängig voneinander
beheizbaren Tiegeln oder Ofen durchführen, wobei jeder Tiegel bzw. Ofen die gesamte
Metall- und Salzschmelze aufnehmen kann. In einem dieser Tiegel oder Ofen wird das
Metall, in dem andern das Salz geschmolzen. Man gießt dann das Metall in möglichst
dünnem Strahl in das Salz hinein. Das Metall durchrieselt die Salzschicht und sammelt
sich am Boden des Tiekels, während das spezifisch leichtere Salz nach oben steigt.
Beim Zurückgießen fließt zuerst das Salz ab, und die zurückgebliebene Metallschmelze
wird von neuem in der geschilderten Weise durch .die Salzdecke gegossen. Dieses
Umgießen kann mehrmals wiederholt werden.
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Metall und Salz können auch in einem der beiden Tiegel bzw. Ofen zusammen
niedergeschmolzen werden.
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Es ist auch möglich, die Reinigung in einem einzigen Ofen, z. B. Herd-
oder Trommelofen, vorzunehmen, indem man die Schmelze beim Drehen oder Kippen über
eine geeignet ausgebildete undurchbrochene Trennwand überlaufen läßt, so daß sie
sich in dünnem Strahl in die Salzdecke ergießt. Dabei muß jede Kammer die gesamte
Metall-und Salzschmelze aufnehmen können. Inder Zeichnung ist eine zur Durchführung
des neuen Verfahrens geeignete Vorrichtung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen:
. Abb. i einen Trommelofen in Seitenansicht, . Z bb.:2 den gleichen Ofen
im Querschnitt, ,
--' Abb. 3 einen Querschnitt durch die Tromzit41 bei einer
Trommelstellung, bei der sich Salz- und Metallbad in getrennten Herdkammern befinden,
Abb. q. einen Querschnitt durch die Trommel bei einer Z7rommelstellung, bei der
das Eingießen des Metallbades in das Salzbad fast vollendet ist, A.bb. 5 eine besonders
zweckmäßig ausgebildete Trennwand in vergrößertem Maßstab im Querschnitt.
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Der in Abb. i und a dargestellte Trommelofen ist an sich von bekannter
Bauart. Im Trommelinnern sind jedoch drei in Trommellängsrichtung verlaufende Trennwände
1,:2, 3 angeordnet, durch die im Trommelinnern drei Herdkammern gebildet werden.
Die undurchbrochenen Trennwände sind so hoch bemessen, daß jede Herdkammner für
sich die gesamte Metall- und Salzschmeläe aufnehmen bann.
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Nachdem Flußmittel und Metall in einer bzw. zwei Kammern niedergeschmolzen
sind, beginnt das Raffinierverfahren, indem man durch langsames Drehen des Ofens
das obenauf schwimmende Salz in die nächste Herdkammer gießt. Das bei weiterem Drehen
nachkommende flüssige Metall fließt im dünnen Strahl über die Trennwand i und geht
fein verteilt durch die nach oben steigende Salzschicht. Dieser Vorgang wiederholt
sich bei einer Umdrehung des Ofens je nach der Zahl der Herdkammern mehrmals und
wird bis zur vollständigen Reinigung des Bades durchgeführt. Der Abstich kann nach
beendeter Reinigung durch in einer Trommelstirn- oder Mantelwand angeordnete Abstichlöcher
aus jeder der Herdkammern vorgenommen werden. Unter Umständen können für den Abstich
der Salzschmelze und der Metalischmnelze gesonderte Abstichlöcher vorgesehon werden.
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Zweckmäßig ist es, .die Trennwand ein-. oder beiderseitig unterschnitten
auszubilden, um so die Bildung eines freien Gieß:Straliies beim Gießen von einer
Herdkammer in die andere zu gewährleisten. Eine derartige Ausbildung der Trennwand
zeigt Abb. 5. Es empfiehlt sich ferner, den Kopf der Trennwände abgerundet auszuführen.
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Das beschriebene Verfahren bietet gleichzeitig bei Zusatz von Vorlegierungen,
die in der Regel einen tieferen Schmelzpunkt als Aluminium besitzen, den Vorteil
einer gründlichen Durchmischung und Erzielung einer einheitlichen Legierung.