DE906148C

DE906148C - Method and furnace for melting and refining light metal, in particular scrap aluminum alloys

Info

Publication number: DE906148C
Application number: DEP12008A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Burkhardt
Original assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1948-10-01
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1957-06-06

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 6. JUNI 1957ISSUED JUNE 6, 1957

p 12008 VI/40 a Dp 12008 VI / 40 a D

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Ofen zum Einschmelzen und Raffinieren von Leichtmetall, insbesondere Schrotten von Aluminium und Aluminiumlegierungen. Diese Schrotte enthalten meist Teilchen schwererer Metalle, wie vorzugsweise Eisen und Kupfer, in Form von Schrauben, Drähten, Nieten, Spänen u. dgl. Bauteilen, welche, wenn sie in die Leichtmetallschmelze gelangen und darin verweilen, von dieser gelöst werden und die Güte des Leichtmetalls herabsetzen oder es überhaupt unbrauchbar machen. Diese kleinen Teile aus Schwermetallen vor dem Einschmelzen mechanisch zu entfernen, erfordert einen untragbaren Arbeitsaufwand. Bisher wurde im allgemeinen so vorgegangen, daß von den in einen schräg gestellten Ofen eingebrachten Schrotten das Leichtmetall abgeschmolzen wurde, das sich in den tieferen Stellen des Ofens sammelte. Mittels eines Dammes an der Abschmelzstelle wurde weiterhin verhindert, daß die Schwermetallteile sich gleichfalls in die Tiefe des Ofens bewegten. Bei einem solchen Abschmelzverfahren ist der Abbrand an Leichtmetall, besonders da es sich bei diesen Schrotten meist um Teile mit großer Oberfläche handelt, naturgemäß sehr hoch, und es ist zum Schmelzen ein verhältnismäßig hoher Energieaufwand erforderlich.The present invention relates to a method and furnace for smelting and refining of Light metal, especially scrap of aluminum and aluminum alloys. This scrap mostly contain particles of heavier metals, such as preferably iron and copper, in the form of Screws, wires, rivets, chips and the like. Components, which when they are in the light metal melt arrive and dwell in it, be released from this and reduce the quality of the light metal or make it unusable at all. These small pieces of heavy metals before being melted down removing them mechanically requires an intolerable amount of work. So far, in general proceeded in such a way that from the scrap placed in an inclined furnace the Light metal was melted, which collected in the deeper parts of the furnace. By means of a Dam at the melting point was also prevented that the heavy metal parts also moved into the depths of the furnace. In such a melting process, the burn-up is on Light metal, especially since these scraps are mostly parts with a large surface acts, naturally very high, and it is a relatively high energy expenditure to melt necessary.

Um die Leichtmetallschmelzen aus solchen Schrotteinsätzen von störenden Verunreinigungen, wie Oxyden und Gasen, zu befreien, müssen die Schmelzen bekanntlich meist noch einer Raffinationsbehandlung unterworfen werden, die bisher im all- To remove disruptive impurities from the light metal melts from such scrap inserts, such as oxides and gases, the melts usually have to be subjected to a refining treatment, as is generally known up to now.

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gemeinen in einem Verrühren mit Salzen oder einem Einleiten von Chlor in die Schmelze bestand. Beide Behandlungen, das Schmelz- und Raffmationsverfahren, vergrößern den Abbrand, außerdem ist das Einleiten von Chlor unangenehm und macht die Verwendung einer größeren Anzahl von Einleitungsrohren notwendig, die öfters ausgewechselt werden müssen. Ein weiterer Nachteil der bisherigen Verfahren liegt ferner darin, daß das in der ίο Schmelze gelöste Schwermetall, vorzugsweise Eisen, zwar teilweise durch Absitzenlassen des Aluminides abgeschieden werden kann, das aber nur schwer aus der Schmelze entfernbar ist, so daß die Gefahr des Mitvergießens besteht.mean in a mixing with salts or an introduction of chlorine into the melt consisted. Both treatments, the melting and refining process, increase the burn-off, and the introduction of chlorine is unpleasant and makes it Use of a larger number of inlet pipes necessary, which are often replaced Need to become. Another disadvantage of the previous method is that the in the ίο melt dissolved heavy metal, preferably iron, Although it can be partially deposited by allowing the aluminide to settle, this is difficult to do the melt is removable, so that there is a risk of shedding.

Um diese den bekannten Verfahren anhaftenden Mangel zu beseitigen, wird erfindungsgemäß eine Salzschmelze verwendet, die spezifisch schwerer ist als das Leichtmetall, jedoch spezifisch leichter als die dem Leichtmetall beigemengten Teile aus Schwermetallen, so daß diese sogleich nach dem Schmelzen des Leichtmetalls in die Salzschmelze einsinken und dadurch einer Legierungsbildung mit dem Leichtmetall entzogen werden.In order to eliminate these deficiencies inherent in the known method, a Molten salt is used, which is specifically heavier than the light metal, but specifically lighter than the heavy metal parts admixed with the light metal, so that these immediately after the Melting of the light metal sink into the molten salt, thereby forming an alloy are withdrawn from the light metal.

Als Salze für die Salzschmelze haben sich Erdalkalihalogenide, insbesondere Chloride wie Bariumchlorid und Kalziumchlorid mit Bariumchlorid zusammen, als bevorzugt brauchbar erwiesen. Durch Anwendung von Salzgemischen gelingt es, spezifisches Gewicht und Schmelztemperatur der Salzschmelze nach Bedürfnis abzustufen. Es ist daher auch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, unerwünschte Legierungsbestandteile des Leichtmetalls, wie Schwermetallaluminide, insbesondere Eisenaluminide und andere, die spezifisch schwerer als Aluminium sind, aus der Metallschmelze auszuscheiden. Sie fallen durch die darunter angeordnete Salzschmelze. Das Verfahren ist daher auch für das Einschmelzen von Leichtmetall, das störende Schwermetalle nur legiert und nicht mechanisch beigemengt enthält, recht vorteilhaft brauchbar.The salts used for the molten salt are alkaline earth metal halides, in particular chlorides such as barium chloride and calcium chloride with barium chloride together, proved to be preferably useful. Successful use of salt mixtures it is possible to graduate the specific gravity and melting temperature of the molten salt as required. It is therefore also possible by the method according to the invention, undesired alloy components of the light metal, such as heavy metal aluminides, especially iron aluminides and others that are specific are heavier than aluminum to separate from the molten metal. You fall through that molten salt arranged underneath. The process is therefore also suitable for melting light metal, which only contains troublesome heavy metals in an alloy and not mechanically added, quite advantageous useful.

Das Einschmelzen des Leichtmetalls kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie bisher allgemein üblich, durch unmittelbare Beheizung erfolgen. Es hat sich jedoch als recht vorteilhaft erwiesen, besonders hinsichtlich einer Verringerung des Abbrandes, die Beheizung mittels der Salzschmelze vorzunehmen. In diesem Fall wird nur das Salzbad beheizt, das seine Wärme von unten her an das eingesetzte Leichtmetall abgibt. Die Beheizung der Salzschmelze erfolgt zweckmäßig durch Wechselstrom mittels Elektroden.In the process according to the invention, the light metal can be melted down, as has generally been the case up to now usual to be done by direct heating. However, it has proven to be quite beneficial especially with regard to a reduction of the burn-off, the heating by means of the molten salt to undertake. In this case, only the salt bath is heated, which gets its heat from below to the light metal used. The molten salt is expediently heated by Alternating current by means of electrodes.

Dieses Verfahren zum Schmelzen von Leichtmetallen mittels einer beheizten, spezifisch schwereren Salzschmelze hat sich als sehr bequem erwiesen und erbringt eine betriebliche Ersparnis an Kosten und Zeit, weshalb es auch dort, wo eine Befreiung der Leichtmetallschmelzen von Schwermetallen nicht angestrebt wird, mit Vorteil angewendet werden kann.This process for melting light metals using a heated, specifically heavier molten salt has proven to be very convenient and results in an operational saving in costs and time, which is why there is also an exemption the light metal melting of heavy metals is not aimed for, used with advantage can be.

Das Raffinieren des geschmolzenen Leichtmetalls wird erfindungsgemäß durch Halogenide als Bestandteile der Salzschmelze herbeigeführt, indem Gleichstrom durch die Salz- und Metallschmelze geleitet wird. Die Leichtmetallschmelze bildet dabei die Anode. An ihrer Grenzfläche gegen die Salzschmelze werden somit Halogenide, wie beispielsweise bei einem Gehalt der Salzschmelze an Chloriden, Chlor entwickelt, das bei seiner Umsetzung mit dem Leichtmetall infolge seiner gleichmäßigen feinen Verteilung eine besonders durchgreifende Raffination unter Vermeidung aller unangenehmen Begleiterscheinungen bewirkt, die mit dem bisher üblichen Einleiten von Chlor von außen verbunden sind.The refining of the molten light metal is carried out according to the invention by using halides as constituents The molten salt is brought about by direct current being passed through the molten salt and metal will. The light metal melt forms the anode. At their interface with the molten salt thus halides, such as when the molten salt contains chlorides, Chlorine developed during its implementation with the light metal as a result of its uniformity fine distribution a particularly thorough refining while avoiding all unpleasant Side effects associated with the hitherto customary introduction of chlorine from the outside are.

Die Abbildung stellt einen Ofen dar, wie er beispielsweise zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Anwendung findet.The figure shows a furnace such as that used, for example, to carry out the invention Procedure applies.

Die Ummauerung 1 faßt eine Salzschmelze 2, die spezifisch schwerer als eine darüber befindliche Aluminiumschmelze 8 und spezifisch leichter als die aus der Leichtmetallschmelze zu entfernenden Schwermetalle ist. Die Beheizung des Ofens erfolgt durch niedrig gespannten Wechselstrom, der mittels Eisenelektroden 3 durch die Salzschmelze geleitet wird. Beim Schmelzen des Leichtmetalls, das von oben eingesetzt wird, nachdem das Salz bereits erschmolzen ist, sinken die beigemengten Schwermetallteile in das Salzbad auf eine Siebplatte 4, mit der sie an Ringen 5 von Zeit zu Zeit aus dem Ofen gezogen werden. Zur Raffination der Leichtmetallschmelze wird mittels Elektrode 6 und einem Kohlenstab 7 Gleichstrom eingeleitet. Als positive Elektrode dient die Leichtmetallschmelze 8. Durch eine Abstichöffnung 9 wird das geschmolzene Leichtmetall entfernt. Zum Entleeren des Ofens von der Salzschmelze vor einer Reinigung des Ofens dient die Öffnung 10. Durch einen Zugang 11 in der Ummauerung wird bei Inbetriebnahme des Ofens das eingefüllte Salz mittels eines Brenners zum Schmelzen gebracht, da die geringe elektrische Leitfähigkeit der Salze im ungeschmolzenen Zustand ein Schmelzen durch Zuführung von elektrischem Strom erschwert. Gegebenenfalls kann auch statt des Brenners eine Hilfselektrode in an sich bekannter Weise benutzt werden.The walling 1 holds a molten salt 2, which is specifically heavier than one above it Aluminum melt 8 and specifically lighter than that to be removed from the light metal melt Heavy metals is. The furnace is heated by low-voltage alternating current, which is generated by means of Iron electrodes 3 is passed through the molten salt. When melting the light metal, which is from is used above, after the salt has already melted, the added heavy metal parts sink in the salt bath on a sieve plate 4, with which it is removed from the oven on rings 5 from time to time to be pulled. To refine the light metal melt is by means of electrode 6 and a Carbon rod 7 initiated direct current. The light metal melt 8 serves as the positive electrode a tap opening 9, the molten light metal is removed. For emptying the oven from the molten salt before cleaning the furnace is used by the opening 10. Through an access 11 in the When the furnace is put into operation, the walled-in salt is used by means of a burner Melting because of the low electrical conductivity of the salts in the unmelted state melting made more difficult by supplying electric current. If necessary, can also take place of the burner an auxiliary electrode in a per se known Way to be used.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Process for melting down and refining light metal, in particular of Scrap of aluminum and aluminum alloys, characterized by the use of a molten salt that is specifically heavier than the light metal and specifically lighter than the heavy metals that contaminate aluminum is.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the molten salt from alkaline earth metal halides ^ such. B. barium chloride, preferably but from mixtures of alkaline earth halides, such as barium and calcium chloride, consists.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the light

metal-lined salt bath is heated by passing alternating current through it.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that for refining the light metal by the halides, in particular Chloride, containing molten salt is passed direct current, whereby the light metal melt forms the positive pole.

5. Furnace for carrying out the method according to claims 1 to 4, characterized through the arrangement of electrodes connected to alternating current for heating the Molten salt.

6. Furnace according to claim 5, characterized by a cathode leading to the molten salt and an anode immersed in the light metal melt.

One of the publications considered: German Patent Nos. 502 833, 592 323, .345 857.

1 sheet of drawings