DE8329883U1 - Einrichtung zum einschmelzen von schrott und abfaellen aus nicht-eisenmetallen - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. GERD UTERMANN

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Patent- und Gebrauchsmuster- K 52. 32 D 1 Hilfe-Anmeldung 27. Juli 1983

14.0kt.83/S

Anmelder: Georg Ktlhnle

Ooethestr. 2

7IOO Heilbronn

Q Bezeichnung: Einrichtung zum Einschmelzen von Schrott

und Abfällen aus Nicht-Eisenmetallen

Beschreibung :

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einschmelzen von Schrott und Abfällen aus Nicht-Eisenmetallen mit einem Ofen zur Aufnahme eines Schmelztiegels, einer den Tiegel abdekkenden Haube, einem an die Haube angeschlossenen Vorratsbehälter fUr einzuschmelzendes Gut, einer Beschickungseinrichtung und einer an die Haube angeschlossenen Aubsauge^nrichtung.

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

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■' Wird eine solche unter Atmosphärendruck betriebene Schmelzeinrichtung 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 UmweIt-

! belastungen. Aufwendige Maßnahmen zum Niedereehlagen und Ab-

v_f scheiden von Verunreinigungen sind unumgänglich, bevor die

abgesaugte Luft in die Atmosphäre abgegeben werden kann. Neben den hohen Anlageinveetitionen ergeben sich auch vergleichsweise hohe Betriebskosten durch die ständige Absaugung von Luft und Gasen, mit denen Ofenwärme abgeführt wird, f) Hinzu kommen Verluste durch einen vergleichsweise starken Abbrand infolge des duroh 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- f schaftlich, insbesondere wenn es sich um eine vergleichsweise ν 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-

f f\ und Betriebskosten macht, zu einer hohen Schmelzausbeute

j| fUhrt 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 Tiegelfreigabestellung verfahrbar ist, daß eine in der Abdeckstellung zur Wirkung kommende Dichtung zwischen der Haube und dem Tiegel vorgesehen ist, daß der Vorratsbehälter als vakuumdicht verschließbarer Chargenbehälter ausgebildet und vakuumdicht mit der Haube verbunden ist und daß die Absaugeinrichtung eine Vakuumpumpe aufweist.

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Mit einer derartigen Einrichtung kann unter Vakuumbedingungen eingeschmolzen^werden. Es ist bekannt, daß die strengen genehmigungsrechtiichen Auflagen nicht für Vakuum-Schmelzenlagen gelten, bei denen ein unkontrolliertes Entweichen von Gasen ausgeschlossen ist. Xm Übrigen führt das Vakuum zu einer vorteilhaften Verdampfung von organischen Substanzen, die am Schrott anhaften, bevor dieser in die Schmelze eintaucht. Daher kann auf eine Vorreinigung bei begrenzter Verschmutzung des Schrotts mit Öl oder dergleichen verzichtet werden. Die verdampften Substanzen können einfach und vollständig in einer KUhlzone vor der Vakuumpumpe niedergeschlagen und an einem Ölfilter abgeschieden werden. Daher kann die Abluft der Vakuumpumpe in die Atmosphäre gelassen werden. Jm übrigen ist das von dem Schmelztiegel, der Haube und dem Ohargenbehälter gebildete zu evakuierende Volumen vergleichsweise gering, so duQ 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 bewältigen 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 Veise 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 Absaugelnriehtung mit einer Vakuumpumpe zugeordnet ist (DE-PS 22 kj 71¹O. Dieser Ofen 1st jedoch zum Warmhalten und zur Warmbehandlung von Schmelzen vorgesehen, nicht jedoch zum Einschmelzen von Material, das während des Schmelzvorgange in den Tiegel nachgefüllt wird. Dementsprechend

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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 Schmelztiegel sondern an einem stationären Ofenteil an. Daher ist in nachteiliger Weise eine zusätzliche Abdichtung zwischen dem unteren Ende des Tiegels und einem stationären Ofenteil erforderlich. Der Tiegel ist somit im wesentlichen über seine ganze Länge von einem evakuierbaren Ringraum umschlossen, was nicht nur eine zusätzliche Evakuierleistung erfordert sondern dia Verwendung fossiler Brennstoffe zum Beheizen des Ofens an Stelle einer Induktionsheizung ausschließt.

r~t 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 Abmessungen gewählt werden, die ein manuelles Hantieren begünstigen, wobei die verfahrbaren Behälter nach dem Abkuppeln an einer geeigneten Stelle für eine neue Schmelzcharge nachgefüllt werden können. Durch Verwendung zusätzlicher Chargenbehälter 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 angeordneten Zwischenrings mit einem oberen Dichtungsring und einem unteren Dichtungsring, wobei die Teile nicht nur durch ihr Gewicht und Federn aneinandergerückt sondern während des Betriebs inbesondere durch das Vakuum zusammengezogen werden. Zur Anpassung an unterschiedliche Tiegel kann der Zwischenring einfach gegen einen anderen Zwischenring mit

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entsprechenden Abmessungen ausgetauscht werden, wenn sich die Haube in der Tiegelfreigabestellung befindet. Dann sind auch die Dichtungsringe gut zugänglich, so daß sie erforderlichenfalls 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 eines Inertgases wie Stickstoff bei fortgesetzter Absaugung ein Durchspülen der Einrichtung in allen Bereichen gewährleistet, so daß alle Gase und Dämpfe aus der Einschmelzeinrichtung abgeführt werden.

Ein Ausführungsbetspiel der Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Einschmelzeinrichtung 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;

f\ Fig. 3 die Haube mit weiteren Einzelheiten nach dem Abkuppeln der Chargenb.ehälter;

Fig. k einen Blick in die Haube durch eine der beiden Anschlußöffnungen 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;

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S Fig. 7 das Außenende des Chargenbehälters in vergrößerter

:| Darstellung;

f Fig. 8 einen Blick in den Chargenbehälter durch das geöffnete

: Außenende zur Sichtbarmachung von Teilen der Beschik-

_[: kungseinrichtung;

j- Fig. 9 den Anschluß des inneren Endes eines Chargenbehälters

ί mit Blick auf das fest an der xiaube angeordnete

': Magazin;

Fig.10 das Innere des Magazins durch das geöffnete äußere

j] \J Magazinende und

V Fig.11 eine Fig. 1 entsprechende größere Teildarstellung, die

ν Abwandlungen im Hinblick auf eine andere Abdichtung

;' zwischen Haube und Tiegel aufweist.

Gemäß Fig. 1 weist die Einschmelzeinrichtung 1 einen Schachtofen 2 auf, der in den Boden 3 eingelassen ist. Der Schachtofen 2 ist in bekannter Weise als elektrisch beheizter Induktionsofen ausgeführt, der einen Schmelztiegel h mit eiuem oberen Randflansch 5 aufnehmen kann.

Des weiteren gehört zur Einschmelzeinrichtung 1 eine Haube 6 ) mit einer Grundplatte 7t die sich in der in Fig. 1 dargestellten Abdeckstellung Inder Mitte Über dem Schachtofen 2 bzw. dem Tiegel k befindet, mit dem sie während des Einschmelzvorgangs durch eine Abdichtungseinrichtung 8 verbunden ist, deren Ausbildung im Einzelnen aus Fig. 5 zu ersehen ist. Die Haube 6 stützt sich an einem Vagen 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 k senkrecht nach oben aus dem Schachtofen 2 entnommen oder eingesetzt werden.

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Die Haube 6 weist zwei sieh diametral gegenüberliegende Anschluß öffnungen 1k und 15 auf, an die Chargenbehälter 16 und ankuppelbar sind, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Die Chargenbehälter 16 und 17 sind mit einer Neigung von beispielsweise k° abwärts zur Haube 6 geneigt und weisen beispielsweise einen Querschnitt von 76 χ 50 cm bei einer Länge von k_t5 m auf. Die Chargenbehälter 16 und 17 sind jeweils Über ein Fußgestell mit Rädern 19 am Boden 3 abgestützt. Am Boden fest angeordnete Führungsschienen 20, die sich parallel zu den Schienen 12 erstrecken und an ihren äußeren Enden nach außen abgewinkelte EinfUhrungsabschnitte 21 aufweisen, sichern eine exakte Ausrichtung der Chargenbehälter 16 und 17 auf die AnschluQöffnung Ik bzw. 15 der Haube 6.

Jeder Chargenbehälter ist aus Blech zusammengeschweißt und an seiner Außenseite .mit Verstärkungsrip£&n 23 versehen, so daß er einem inneren Vakuum standhält. Ferner weist jeder Chargenbehälter an seinem inneren Ende einen Innenflansch 2k und an seinem äußeren Ende einen Außenflansch 25 auf. Auf jeder Seite sind zwei SchnellverschlUsse 26 bekannter Bauart vorgesehen, die den Innenflansch 2k hintergreifen und unter Einspannung einer Dichtung 27 gegen einen Anschlußflansch 28 ziehen, der die betreffende Anschlußtiffnung Ik bzw. 15 der Haube 6 umgibt.

Das äußere Ende eines jeden Chargenbehältere 16 bzw. 17 ist mit einem Verschlußdeckel 30 verschließbar, der einen Handgriff 31 aufweist, auf der einen Seite mittels Scharnieren an den Außenflansch 25 angelenkt ist und durch zwei SchnellverschlUsse 33 auf der gegenüberliegenden Seite unter Einspannung einer Dichtung ^k gegen den Außenflansch 25 des Chargenbehälters anziehbar ist.

Jeder Chargenbehälter 16 bzw. 17 ist mit einer Beschickungseinrichtung 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 Vagen 39 mit Rädern *K> aufgehängt, die auf den ein-

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ander zugewandten Schenkeln zweier Winkelschienen Ή laufen, die innerhalb des Chargenbehälters 16 bzw. 17 an dessen oberer Wand befestigt sind und sioh im wesentlichen Über die gesamte Länge des Chargenbehälters erstrecken. Der Vagen 39 ist an einer Endloskette k& befestigt, die Über ein Antriebsrad 43 am äußeren und ein Umlenkrad kh am inneren Ende des Chargenbehälters umläuft. Zur teilweisen Aufnahme dieser Antriebsteile ist der Chargenbehälter mit einem nach außen hin geschlossenen Gehäuseaufsatz k5 versehen.

( ) Das Antriebsrad kj ist in beiden Drehrichtungen mittels eines Elektromotors kf mit einem Getriebe U8 antreibbar. Die Antriebswelle k$ ist ebenso wie die Umlenkwelle in abgedichteter Weise nach außen geführt und mit einer Riemenscheibe 50 versehen, über die ein Riemen 5I mit einer Markierung 52 läuft, die auf den Vagen 39 bzw. den Schieber ausgerichtet ist und somit dessen jeweilige Stellung innerhalb des Chargenbehälters 16 bzw. 17 anzeigt.

Vie aus Fig. 7 zu ersehen ist der Gehäuseaufeatz nahe seinem äußeren Ende mit einer von einem Flansch $h umgebenen Zugangsöffnung versehen, die durch einen abnehmbaren Deckel 55 und einen Dichtungsring dicht verschlossen ist. Durch diese Zugangsöffnung sind die Endloskette k2 sowie der Vagen 39 zu Vartungs- oder Reparaturzwecken von oben zugänglich.

Zwischen dem hinteren Ende des Vagens 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 Vagen 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

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einzuschmelzendem Schrott oder mit Abfällen gefüllt werden kann.

Auf jedem Chargenbehälter 16 bzw. 17 ist eine sich im wesentlichen Über die ganze Behälterlänge erstreckende Vakuumleitung 58 angeordnet, die am äußeren Bnde des Chargenbehälters In diesen einmündet und im Bereich des inneren Endes des Chargenbehälters bzw.seines Innenflansches 2h einen Verbindungsflansch 59 aufweist.

Gemäß Pig. 5 weist die Abdichtungseinrichtung 8 zwischen der Grundplatte 7 der Haube 6 und dem Randflansch 5 des Tiegels k einen Zwischenring 60 von rechteckigem Hohlprofil auf, dessen Hohlraun durch eine spiralförmige Trennwand 61 in einen spiralförmigen Kühlkanal 62 unterteilt 1st, dessen Enden mit An— schlUssen 63 und 6k zur Zu- und Ableitung von Kühlwasser versehen sind. Der Zwischenring 60 trägt einen unteren Dichtungsring^sur Anlage am Randflansch 5 des Tiegels k sowie einen oberen Dichtungsring 66 zur Anlage an der Grundplatte der Haube 6.

Der Tiegel k 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 k 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 Tiegelfreigabestellung verfahren werden kann, müssen der Tiegel k mit dem Zwischenring 6O abgesenkt werden. Das geschieht beispielsweise mittels zwei sich diametral gegenüberliegender Niederdruckeinrichtungen 70. Diese sind in gleicher Weise ausgebildet und besitzen ein Druckstück 71t das wie dargestellt um einen vertikalen Zapfen 72 in eine den Randflanscb übergreifende Niederdrückstellung schwenkbar ist. Diese

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Verschwenkung wird dadurch erleichtert, daß das DruckstUck normalerweise mittels einer den Zapfen 72 umschließenden Anhebfeder 73 vom Randflansch 5 abgehoben ist. Oberhalb des DruckstUoks 71 ist eine Exzenterwelle fh gelagert, die zwischen den beiden Lagern 75 und 76 eine Exzenterscheibe 77 trägt. Wird die Exzenterwelle lh mittels dee Betätigungshebels 78 gedreht, so wird das DruckstUck 71 von der Exzenterscheibe 77 niedergedruckt, und die Druckfedern 68 werden so weit zusammengedrückt, daß der Zwischenring 60 mit dem oberen Dichtungsring 66 eine Abstandsstellung gegenüber der Grundplatte 7 der Haube 6 einnimmt« Durch eine umgekehrte Betäti-■\ . gung der Niederdruckeinrichtung 70 werden die Federn 68 frei fj gegeben, um die Abdichtungseinrichtung 8 wieder in die Ab-I diehtungsstellung zu überführen.

I Gemäß Figuren 2 und 3 ist der Vagen 10 zum Verfahren der I 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.

L· Oberhalb der Haube 6 ist eine horizontale Vakuumverteil-

; leitung 85 vorgesehen, deren offene Enden mit Verbindungs-

•j flanschen 86 versehen sind, an die sich unter Einspannung

^L- '_/ eines Dichtungsringe bei angekuppelten Chargenbehältern

¹ und 17 die Verbindungsflansche 59 der Vakuumleitungen 58 an-

I legen* Bei entsprechender Bemessung führt das Anziehen der

\ Chargenbehälter 16 und 17 mittels der Schnellverschlüsse

\ auch zu einer abdichtenden Verbindung zwischen' den Verbin-

I dungsf!ansehen 59 und 86. Nach dem Aufbringen von Vakuum

£ werden die Verbindungsflansche 59 und 86 zusätzlich anein-

I ander gedrückt. Die Vakuumverteilleitung 85 ist über ein

ff Verbindungsrohr 87 und eine nicht dargestellte flexible |^: Leitung mit einer gleichfalls nicht dargestellten Vakuum-I pumpe verbunden, der ein Kühler und ein Filter vorgeschaltet I sind. Die flexible Leitung ist so ausgebildet, daß sie äußerem Überdruck standhält. Sie ermöglicht ein Verfahren

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der Haube 6 zwischen der Abdeckstellung und der Tiegelfrei- ψ

gabestellung, ohne daß die Verbindung der Vakuumverteillei- >■

tung 85 mit der Vakuumpumpe unterbrochen werden muß. Die 3

Vakuumverteilleitung 85 ist über einen Anschlußstutzen 88 |

mit dem oberen Ende der Haube 6 verbunden. a

An die Haube 6 ist ein geneigtes Magazin 90 fest angeschlos- v" sea, 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 unterteilt, die an ihrem unteren Ende durch Klappen 92 und 93 einzeln verschließbar sind. Die Klappen 92 und 93 sind je- '

V veils mit einer oberen Achse 9k schwenkbar gelagert, die an

der betreffenden Seite abgedichtet aus dem Magazin 90 herausgeführt und mit einem Handhebel 9k'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 Dekkel 95 mit einem Handgriff 96 unter Einspannung eines Dichtungsrings 97 verschließbar. Der Deckel 95 1st über Scharniere 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 Klemmverschluss^ 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 Vakuumverteilleitung 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 verbunden 1st, die in einer Lagerplatte 105 sowie in der Wand

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der Haube 6 gelagert 1st, durch die sie abgedichtet nach außen geführt 1st. Auf das Außenende der Schwenkwelle 104 ist drehfest ein Schwenkhebel 106 befestigt, der sich in der selben Ebene wie die Pendelstange 1Ο3 erstreckt. Die horizontale Schwenkwelle 10k erstreckt sich in der Mitte zwischen den Anschlußöffnungen 1k 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 h ist. Der Pendelstab 103 1st in seinem unteren Bereich fächerförmig ausgebildet, wozu in der durch den Pendelstab 103 und die Schwenkwelle 10U festgelegten Ebene zwei kürzere Stäbe 107 V ' und 108 auf gegenüberliegenden Seiten an den Pendelstab 103 angeschweißt sind.

Beim Beschicken aus dem Chargenbehälter i6 bzw. 17 wird die Pendelstange 103 und mit ihr der Schwenkhebel 1θ6 zur einen bzw. zur anderen Seite hin ausgelenkt. Erst wenn der eingefüllte Schrott infolge des Einschmelzvorgangs bis in den Bereich 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 aufnimmt. Mittels eines Elektromotors 112, 4er Über ein Ritzel an einer mit der Stoßstange 111 verbundenen Zahnstange angreift, kann die Stoßstange 111 bei Bedarf nach unten ausgefahren und wieder hochgefahren werden.

Auf der Haube 6 ist ferner ein Salzbehälter 115 mit einer Sichtanzeige 116 zur Feststellung des jeweiligen Füllständen angeordnet. Der Salzbehälter 115 ist durch einen Deckel 117

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dicht verschlossen. Die Haubenöffnung 118 am unteren Ende des Salzbehälters 115 ist durch einen sich nach oben verjüngenden 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 gerichtet sind. Diese Stutzen sollen eine Betrachtung der Schmelze im Tiegel h ermöglichen und sind dementsprechend an ihrem äußeren Ende mit einem Schauglas. 126 bzw. 127 versehen, das abdichtend und abnehmbar angebracht ist. Unter-' halb des Schauglases ist jeweils ein Kugelhahn 128 bzw. 129 mit einem Betätigungshebel I30 bzw. I3I zum Verschwenken des Kükens vorgesehen. Dadurch besteht die Möglichkeit, während des Betriebs ein verschmutztes Schauglas abzunehmen und zu reinigen, nachdem zuvor der betreffende Kugelhahn geschlossen wurde. In de** Öffnungsstellung des Kugelhahns gibt die KUkenbohrung den Durchblick zur Schmelze frei.

Zur Durchführung eines Einschmelzvorgangs wird ein mit Schrott gefüllter Tiegel k in den Schachtofen 2 eingesetzt. Dann werden die DruckstUcke 71 über den Randflansch 5 des Tiegels k 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 k führt. Auf den Randflansch 5 wird der Zwischenring 60 mit den Dichtungeringen 65 und 66 aufgelegt, und an die Anschlüsse 63 und 6k werden KUhlwasserleitungen 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 Elektromotor© bedient.

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Bereits zuvor wurden die beiden abgekuppelten Chargenbehälter i6 und 17 mit Schrott gefüllt, wozu die Schieber 36 zu

§ den äußeren Behälterenden zurückgefahren, hochgeklappt

y und nach dem Füllen der Behälter wieder in der herabhängen-

ί: den Schieberstellung blockiert wurden, worauf die Verschluß-

f deckel 30 angezogen wurden. Nunmehr werden die gefüllten

I Chargenbehälter 16 und 17 mit ihren Rädern 19 zwischen die I Führungsschienen bugsiert und an die in der Abdeckstellung

f befindliche Haube 6 herangefahren, worauf sie durch Betätigen

I der Schnellverschlüsse 26 dicht an die Haube angeschlossen

f werden. Nunmehr werden die Exzenterscheiben 77 gelöst, so

daß die Druckfedern 68 den Tiegel U mit seinem Randflansch 5 unter Einspannung des Zwischenrings 60 gegen die Grundplatte j, der Haube 6 vorspannen. Auch das fest angeschlossene Magazin

90 ist ggf. bereits bei in der Tiegelfreigabestellung befind-.· lieber 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 k m^J betragen, wobei der Tiegel h eine

I Größe aufweist, die zur Herstellung einer Schmelzcharge von j etwa 600 kg ausreicht. Vegen dieses vergleichsweise kleinen __ zu evakuierenden Volumens kann eine verhältnismäßig kleine

Vakuumpumpe von beispielsweise etwa 25O m /h verwendet wer-

, den. Dabei kann das Vakuum den Gegebenheiten angepaßt und

auch im Laufe des Einschmelzverfahrens geändert werden. Beispielsweise kann mit einem Druck von 700 bis 800 mbar be-

■[ gönnen und das Vakuum später auf 300 bis 4OO mbar erhöht

werden. Gleichzeitig wird die Heizung des Schachtofens 2 in Betrieb genommen.

"\ Durch das Vakuum und die Vorwärmung wird Wasserdampf aus dem

f Sehrott abgezogen, was insbesondere beim Einschmelzen ve?n

if Magnesium von großer Bedeutung 1st und eine Vorbehandlung

μ des Schrotts überflüssig machen kann. Ebenfalls werden

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organische Verunreinigungen abgeführt, vor der Vakuumpumpe kondensiert und in entsprechenden Filtern abgeschieden. Dementsprechend kann die von der Vakuumpumpe abgegebene Luft ohne Umweltverschmutzung Ins Freie abgeblasen werden.

•.ι Durch das Schmelzen von Schrott im Tiegel k muß immer wieder |;

einzuschmelzendes Gut in die Haube 6 nachgefüllt werden, was f

durch schrittweises Beschicken aus den Chargenbehältern 16 f

oder 17 erfolgt, indem deren Beschickungseinrichtungen 35 f mittels der Elektromotore kf 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 herabfallende Salz verstärkt zum Umfang der Haube 6 und damit des Schmelztiegels h bewegt wird. Das Salz hat ferner die Eigenschaft, durch sein höheres spezifisches Gewicht Verunreinigungen mit zum Grund des Tiegels zu führen.

Während des Schmelzprozesses kann es unter Umständen notwendig 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 Absaugen mittels der Vakuumpumpe ist ein schnelles und vollständiges Fluten der Einrichtung gewährleistet.

Nach dem vollständigen Einschmelzen einer Charge von beispielsweise 600 kg Aluminium oder Magnesium werden die

27. Juli 1983

Ofenheizung und die Vakuumpumpe abgeschaltet« Bei Attnosphärendruck Innerhalb der Einschmelzeinrichtung werden die Chargenbehälter 16 und 17 durch Öffnen der SchnellverschlUsee 26 abgekuppelt und weggefahreft. Die Drucketücke 7I werden wieder Über den Randflanech 5 des Tiegels 4 geschwenkt und die Niederdrückeinrichtungen '/0 betätigt, worauf die Haube 6 in die seitliche Tiegelfreigabestellung gefahren und der Tiegel k mit der Schmelze entnommen werden. Diese kann in Masseln gegossen oder auch ohne vorherige Erstarrung zu SpritzguQ-•rzeugniseen weiterverarbeitet werden, ggf. unter Verwendung eines Warmhalteofens.

ζ . Zwischen aufeinanderfolgenden Chargen ergeben sich nur geringe Stillstandszeiten, da der Tiegelwechsel sowie der Austausch der geleerten Chargenbehälter gegen bereite zuvor gefüllte andere Chargenbehälter vergleichsweise schnell vor sich gehen kann. So kann beispielsweise alle zwei Stunden eine neue Charge Sehmelzmetall hergestellt werden.

Fig. 11 zeigt eine Abdichtung zwischen der Haube 6 mit der Grundplatte 7 und dem Tiegel h mit dem Randflansch 5, die von der in Fig. 5 dargestellten Abdichtung abweicht. An Stelle des Zwischenrings 60 gemäß Fig. 5 ist eine Ringplatte 14O vorgesehen, die gleichfalls gekühlt wird, ohne daß dieses aus der .. Zeichnung zu ersehen ist. Der Randflanech 5 des Tiegels h liegt ' unter Zwischenfügung einer Tiegeldichtung 141 auf der Ringplatte 14O auf, während die Grundplatte 7 der Haube 6 unter Zwischenfügung einer Haubendichtung 142 auf der Ringplatte "\kO aufliegt. In die Ringplatte 1^0 ist ein Exzenter mit einer Exzenterwelle ikk und einem Bedienungshebel 145 eingebaut, mit dem der Tiegel k auf der Ringplatte "\ho festgeklemmt werden kann. Am Vagen 10 zum Verfahren der Haube 6 ist ein weiterer Exzenter mit einer Exzenterwelle 147 und einem Bedienungshebel 148 angeordnet. Damit kann die Haube 6 aus der dargestellten und gegenüber dem Vagen 10 abgesenkten Abdichtungsstellung In eine Fahrstellung angehoben werden, in der die Haube 6 unbehindert über den Tiegel h sowie die Ringplatte 14O hinweg gefahren werden kann.

PATENTANWALT DIPL. -ΙΝ<*Ϊ. G*E RDj LJtT. £F* MAN N

71 HEILBRONN, POSTFACH 3525. CAÖLjE,: fJATU, Tft» XOJUv'siii»»'

Kilianstraße 7 (Kilianspassage) BW-Bank Heilbronn: 701 17106 00 (BLZ 620 300 50) Postscheck Stuttgart: 43016-704

Patent- und Gebrauehsmuster-HiIfs-Anmeldung K 52. 32 a I

14. Oktober-83/1S

Anmelder:

Bezeichnung:

Georg KUhnle Goethestr.

7100 Heilbronn Einrichtung' zum Einschmelzen von Schrott und Abfällen aus Nicht-Eisenmetallen

B e ζ u g s ζ e.i chenliste :

1 kinschmelzeinrichtung

2 Schachtofen (') 3 Boden

U Schmelztiegel

5 Randflänsch

6 Haube

7 Grundplatte

8 Abdichtungsvorrichtung f 10 Vagen [ 11 Räder

12 Schienen

1*4 und 15 Anschlußöffnungen

16 Chargenbehälter

17 Chargenbehälter

18 Fußgestell j 19 Räder

20 Führungsschienen

J 21 Einflihrungsabschnitte X 23 Verstärkungsrippen

[I 2k Innenflansch

ί Ο 23 Außenflansch

26 Schnellverschluß

27 Dichtung

28 Anschlußflansch

30 Verschlußdeckel

31 Handgriff

32 Scharniere

33 Schnellverschlüsse

35 Beschickungseinrichtung

36 Schieber

37 Gelenkaugen

38 Querachse

39 Wagen kO Räder

*H Winkelschienen

h2 Endloskette

**3 Antriebsrad

hk Umlenkrad

^5 Gehäuseaufsatz

3¹» Dichtung

57 Arretierung kj Elektromotor

U8 Getriebe

k9 Antriebswelle

50 Riemenscheibe

51 Riemen

52 Markierung 5U Flansch

55 Deckel

56 Hebelanordnung

58 Vakuumleitung

59 Verbindungsflansch

60 Zwischenring

61 Trennwand

62 Kühlkanal

63 Anschluß 6U Anschluß

65 unterer Dichtungsring

66 oberer Dichtungsring 68 Druckfedern

70 Niederdrückeinricht-ung

71 Öruckstück

72 Zapfen

73 Anhebfeder

7** Exzenterwelle

75 Lager

76 Lager

77 Exzenterscheibe

78 Betätigungshebel

80 Antriebseinrichtung

81 Elektromotor

82 Querwelle

83 Ritzel

85 Vakuumverteilleitung

86 Verbindungsflansche

87 Verbindungsrohr

88 Anschlußstutzen

89 Anschlußrohr

90 Magazin

84 Zahnstangen

K 52. 32 D 1 22 r

91 Zwischenwand

92 Klappe

93 Klappe 9^ Achse

9U« Handhebel

95 Deckel

96 Handgriff

97 Dichtungsring

98 Scharniere

99 Randflansche

1OO Klemmverschlüsse

102 Füllstandsanzeiger

103 Pendelstab 10^ 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 12't Öffnung 12f! Öffnung

126 Schauglas

127 Schauglas

128 Kugelhahn

129 Kugelhahn

130 Betätigungshebel

131 Betätigungshebel 133 Schaltkasten 135 Flutungeleitung 1*tO Ringplatte 1'»1 Tiegeldichtung Ik2 Haubendichtung ikk Exzenterwelle 1^5 Bedienungshebel 11*7 Exzenterwelle 148 Bedienungehebel

Claims (16)

PATENTANWALT DIPL.-ING. GERD UTERMANN 71 HEILBRONN. POSTFACH 3525. CABLE: PATÜ. TEL· C07131) 82828 Kilianstraße 7 (Kilianspassage) BW-Bank Heilbronn: 701 17106 00 (BLZ 620 300 50) Postscheck Stuttgart: 43016-704 Patent- und Gebrauchsmuster- K 52. 32 D 1 Hilfs-Anmeldung 27. Juli 1983 14-.Okt. 1983/S Anmelder: Georg Kühnle Goethestr. 2 7100 Heilbronn Bezeichnung: Einrichtung zum Einschmelzen von Schrott und Abfällen aus Nicht-Eisenmetallen Ansprüche :

1. Einrichtung zum Einschmelzen von Schrott und Abfällen aus Nicht-Eisenmetallen mit einem Ofen (2) zur Aufnahme eines Schmelztiegels (4), einer den Tiegel (U) abdeckenden Haube (6),einem an die Haube (6) angeschlossenen Vorratsbehälter (16,17) fUr einzuschmelzendes Gut, einer Beschickungseinrichtung (35) und einer an die Haube (-6)

,-v angeschlossenen Absaugeinrichtung, dadurch g e k e η η * zeichnet , daß die Haube (6) zwischen der Abdeckstellung und einer seitlichen Tiegelfreigabestellung verfahrbar ist, daß eine in der Abdecketeilung zur Wirkung kommende Abdichtungseinrichtung (8) zwischen der Haube (6) und dem Tiegel (h) vorgesehen ist, daß der Vorratsbehälter als vakuumdicht verschließbarer Chargenbehälter (16,17) ausgebildet und vakuumdicht mit der Haube(6) verbunden ist und daß die Absaugeinrichtung eine Vakuumpumpe aufweist.

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

3· Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Chargenbehälter (16,17) einen im wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt aufweist und die Beschickungseinrichtung (35) einen dem Behälterquerschnitt angepaßten Schieber (36) aufweist, der durch den Chargenbehälter (16,17) bewegbar ist.

h. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß zwei Chargenbehälter (16 und 17) auf sich diametral gegenüberliegenden Seiten an die Haube (6) angeschlossen sind.

5· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch

gekennzeichnet , daß der bzw. jeder Chargenbehälter (16,17) abkuppelbar an die Haube (6) angeschlossen f ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Chargenbehälter (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,Ι7) an die in der Abdeckstellung befindliche Haube (6) vorgesehen 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.

•A

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I I III*

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9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Tiegel (k) Über Federn (68) abgestützt und in abdichtende Anlage an die in der Abdecketeilung befindliche Haube (6) angedrückt ist und daß der Tiegel (k) mittels einer Niederdrückeinrichtung (70) gegen die Kraft der Federn (68) aus der Betriebeetellung in eine Senketellung absenkbar ist, in der die Haube (6) über den Tiegel (U) hinweg verfahrbar 1st.

10« Einrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß zur Abdichtung zwischen dem Tie- ' gel (k) und der Haube (6) ein von Kühlwasser durchströmbarer Zvisehenring(6o) mit einem an einen oberen Randflansch (5) des Tiegels (U) anliegenden unteren Dichtungsring (65) und einem oberen Dichtungsring (66) vorgesehen ist, der mit einer Grundplatte (7) der Haube (6) zusammenwirkt.

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 1; gekennzeichnet , daß die Vakuumpumpe über ? ein Rohrleitungssystem (87,85,88,89,58) an die oberen f Enden der Haube (6) des bzw. jedes ChargenbehSlters(i6,I7) ζ 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 g

mündet. §

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14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet , daß die Haube (6) mit wenigstens einem Zugangestutzen (122,123) versehen ist, der mittels eines abnehmbaren Schauglases (126,127) verschlossen ist und einen Kugelhahn (128,129) aufweist, dessen KUken zwischen einer Absperrstellung und einer Durchblickstellung drehbar ist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß ein Füllstandsanzeiger (102) mit einem herabhängenden Pendelstab (iO3),der

ζ} 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 I7) liegen.

17· Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch

gekennzeichnet , daß die Haube (6) ein () vertikales Führungsrohr (HO) trägt, das eine nach

unten ausfahrbare Stoßstange (ill) aufnimmt.