DEP0007632DA - Verfahren und Ofen zum Ausschmelzen von Leichtmetallschrott - Google Patents

Description

Für das Verhütten von Leichtmetall-Grosschrott, z.B. aus alten Flugzeugen und Fahrzeugwracks, haben sich die Ausschmelzöfen zum Schmelzen aus der Haut immer mehr eingeführt. Diese bestehen meist aus verschliessbaren horizontalen Kammern, die von vorn oder von oben beschickt werden, oder aus Schrägherden mit anschliessendem Seigerherd oder auch aus Drehherdöfen mit mehreren Kammern. Die Roste dieser Oefen sind entweder fest im Ofen angeordnet oder sie werden mit den Rückständen der abgeschmolzenen Charge, die aus Eisen, Krätzen und Schwermetallen bestehen, dem Ofen entnommen und bei Fraktionierender Arbeit wieder beschickt und neu eingesetzt. Bei den letztgenannten Oefen ist der Rostverschleiss sehr hoch. Auch entstehen hohe Wärmeverluste durch das Oeffnen der grossen Beschickungstüren und das Wiederaufheizen des schweren Rostes. Der Hauptnachteil aber besteht darin, dass das ausgeschmolzene Leichtmetall in flüssigem Zustand sich mühsam den Weg durch die Anhäufungen auf dem Rost bis zu dem Sammelherd bahnen muss und hierbei intensiv und lange der Einwirkung der Oefenatmosphäre ausgesetzt ist. Ferner sind die Gas- oder Oelbrenner da angeordnet, wo die Temperatur des Herdes der Temperatur des flüssigen Leichtmetalls von etwa 700° angenähert sein müsste, und die Beheizung der Oefen in der Beschickungszone kann praktisch nicht so reguliert werden, wie dies thermisch und metallurgisch dem Gegenstromprinzip entsprechen müsste.

So erklärt es sich, dass die treffsichere Erzielung qualitativ guter Umschmelzlegierungen aus Leichtmetallschrott in der Praxis eine Zufallsache blieb. Daran kann auch eine sorgfältige Ofenbedienung nicht viel ändern, da diese bei der konstruktiven Unzulänglichkeit der Oefen das Ergebnis kaum beeinflussen kann. Da das ganze

Gewicht der Charge ständig auf dem Rost lagert, findet eine enge Berührung des abfliessenden Leichtmetalls mit den erhitzten Eisen- und Nichteisenmetallteilen statt.

Bessere Ergebnisse konnten nur erzielt werden, wenn der Blechgrosschrott vor der Beschickung des Ausschmelzofens nach Grösse und nach Art sortiert worden war. Jedoch ist das Problem einer billigen, einfachen Aufbereitung des Grosschrottes infolge der Sperrigkeit und Verschiedenartigkeit des Schrottes bisher nicht gelöst.

Die Erfindung bezweckt ein Verfahren und einen Ofen zum Ausschmelzen von Leichtmetallschrott zu schaffen, der ohne vorhergehende mechanische Aufbereitung oder Trennung des Schrottes auf wirtschaftliche Weise eine saubere Trennung und damit die Herstellung von qualitativ guten und gleichbleibenden Umschmelzlegierungen gestattet. Nach der Erfindung wird der Schrott ohne vorhergehende Aufbereitung oder Trennung innerhalb eines senkrechten Schachtofens absatzweise dem Ausschmelzherd zugeführt und aus dem jeweils auf dem Herd lagernden Teil der Charge das Blei, Eisen und andere Beimengungen in schmelzflüssiger, breiiger oder fester Form abgeschieden und getrennt. In den verschiedenen Phasen des Vorwärmens, Entbleiens, Enteisens und der Aluminiumgewinnung wird zweckmässig jeweils nur soviel Wärme zugeführt, als für die thermische Trennarbeit nötig ist.

Der zur Durchführung des Verfahren vorgesehene Schachtofen ist erfindungsgemäss so ausgebildet, dass die Entnahme der ausgeschmolzenen Metalle einerseits und der stückigen und staubigen Beimengungen andererseits den kontinuierlichen Ablauf des Ausschmelzens nicht beeinträchtigt. Zu diesem Zweck sind in dem Schacht oberhalb der Beheizungszone ausrückbare Vorrichtungen, z.B. waagerecht verschiebbare Roststäbe zum zeitweiligen Auffangen eines Teiles der im Schacht befindlichen Charge angeordnet und unter diesen Vorrichtungen sind neben dem Abschmelzherd seitliche Oeffnungen im Ofen- schacht für das Abziehen sperriger Rückstände vom Herd vorgesehen.

Der Abschmelzherd ist vorzugsweise mit rippenförmigen Aufsätzen versehen, und besteht aus keramischem Werkstoff. Er ist unmittelbar über der Metallsammelrinne bzw. dem Ablaufherd angeordnet. Zwischen den Herdrippen münden seitliche Oeffnungen für das Abziehen der auf dem Herd verbleibenden Rückstände. Durch diese Oeffnungen gelangen die erwähnten Rückstände unmittelbar in eine Aufbereitungskammer, die für die nochmalige thermische Behandlung dieser Rückstände eingerichtet ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch den Schachtofen.

Fig. 2 zeigt einen anderen Längsschnitt gemäss Linie A-B.

Fig. 3 ist ein Querschnitt durch den Ofen in der horizontalen Ebene C-D.

Der Ofen besteht in der Hauptsache aus dem schachtförmigen gemauerten Ofenkörper 1 und dem Abschmelzherd 2 mit rippenförmigen Aufsätzen 3 und Metallablaufrinnen 8. Unter dem Herd befinden sich die beheizte Metallsammelrinne bzw. der Ablaufherd 4 mit der tiefer gelegenen Bleiablaufrinne 5 und dem Metallabstich 6. Die Bleiablaufrinne 5 führt in die syphonartige Bleiabzugswanne mit Ueberlauf 7.

Durch die seitlichen Oeffnungen 9 in der Schachtwand werden die Kleinrückstände vom Herd 2 abgezogen und gelangen in die Räumtaschen 10. In einem gewissen Abstand über dem Abschmelzherd 2 sind bewegliche Roststäbe 11 angeordnet, die durch geeignete maschinelle Vorrichtungen 12 in waagerechter Richtung vor und zurückgeschoben werden können. Für die Unterbeheizung sind Brenner 13 und für die Oberbeheizung Brenner 14 in der Schachtwand angeordnet. Die Ofentemperatur kann an jeder Stelle des Schmelz-, Ausschmelz- und Vorwärmerau- mes je nach den Erfordernissen und mit hoher Genauigkeit eingestellt werden.

Neben dem Herd 2 sind Oeffnungen 15 zur Entnahme sperriger Rückstände vorgesehen. Im oberen Teil des Schachtes befinden sich eine Reihe von Arbeitstüren 16, die von Arbeitsbühnen 22 zugänglich sind. Im unteren Teil sind Brenner 17 neben der Aufbereitungskammer 18 für die Kleinrückstände vorgesehen. In dieser Kammer sind ein Rost 19, Austrittsöffnungen 20 für Kleineisenteile und Oeffnungen 21 zur getrennten Krätze- und Metallentnahme vorhanden. An den oberen Rand des Schachtofens 1 schliessen sich Arbeitsbühnen 25 an und über der Schachtöffnung ist eine Beschickungsvorrichtung 23 an der Schiene 24 fahrbar.

Der Betrieb des Ofens geschieht in der Weisen, dass grosstückiger Leichtmetallschrott, z.B. Teile von Flugzeugwracks mit Hilfe der Beschickungsvorrichtung 23 in den aufgeheizten Schachtofen 1 eingesetzt werden. Sie gelangen auf den Abschmelzherd 2 mit den rippenförmigen Aufsätzen 3. Durch die Unterbeheizung 13 bzw. die Oberbeheizung 14 wird die zum Abschmelzen erforderliche Temperatur auf dem Schmelzherd erzeugt. Das abgeschmolzene Metall fliesst, indem es der Ofenatmosphäre eine möglichst kleine Oberfläche bietet, durch die Ablaufrinnen 8 in die Metallsammelrinne 4. Die Neigung des Herdes und der Ablaufrinnen sind so gehalten, dass die sich auf dem abfliessenden Metall bildende Schutzhaut erhalten bleibt.

Durch den Metallablauf 6 wird die gewonnene Umschmelzlegierung in einem in der Zeichnung nicht dargestellten, von dem Ofen unabhängigen Sammler- und Wartevorherd abgezogen. Auf dem Wege zu dem Metallablauf 6 passiert das flüssige Metall die Bleiabsatzrinne 5, in der sich das Blei sammelt. Dabei ist dafür gesorgt, dass eine möglichst geringe Berührungsfläche zwischen der Bleischmelze und der übrigen Metallschmelze besteht. Das Blei wird über die beheizte syphonartige

Bleiabzugswanne mit dme Ueberlauf 7 abgezogen. Diese Einrichtung dient als Abdichtung des Aluminiumsammelherdes nach aussen.

In gewissen Zeitabständen müssen die fremden Metallrückstände, z.B. das in dem Leichtmetallschrott enthaltene Eisen, entfernt werden. Zu diesem Zweck werden die beweglichen Fingerroste 11 mit Hilfe der Rostantriebe 12 in den Ofenraum eingefahren. Dadurch wird der oberhalb dieses Rostes befindliche Teil der Charge abgefangen. Der unterhalb des Rostes befindliche Teil der Charge wird abgeschmolzen, wobei Fremdmetalle als Rückstände in der zwischen dem Rost 11 und dem Herd 2 gebildeten Kammer verbleiben. Die sperrigen Rückstände werden durch die seitlichen Schachtöffnungen 15 entfernt, während die Kleinrückstände, die sich auf dem Abschmelzherd gesammelt haben, durch die seitlichen Oeffnungen 9 in die Räumtaschen 10 abgezogen werden. Hierbei kann man einen Kratzer benutzen, der sich zwischen den rippenförmigen Aufsätzen 3 des Abschmelzherdes bewegt. Die Bauart des nach der Erfindung ausgebildeten Ofens gestattet, dass das Ofengut ständig dem unmittelbaren Einfluss der Ofenbedienung ausgesetzt ist und dass die Entfernung zwischen dem Beobachter und der Ofencharge nicht mehr als 700 mm beträgt.

Ist der Herd gesäubert, so wird der bewegliche Hilfsrost 11 wieder ausgefahren, sodass die oberhalb des Rostes abgefangene Charge nach unten bis auf den Schmelzherd 2 sackt. Diesem Vorgang kann mit Stangen o.dgl. nachgeholfen werden, die durch seitliche Arbeitsöffnugnen 16 eingeführt werden können.

Die vom Abschmelzherd durch die Oeffnungen 9 abgezogenen Kleinrückstände, die in der Hauptsache aus Kleineisenteilen und aus Resten von dem Metall durchsetzter Krätze bestehen, gelangen in die Aufbereitungskammer 18. Dort wird auf dem Rost 19 eine weitere Scheidung durchgeführt. Die Kleineisenteile werden durch die Oeffnungen 20 herausgefördert, während Krätze und Metalle nach dem Trennen mit Hilfe eines Krat- zers durch die Oeffnungen 21 getrennt abgezogen werden. Zur Aufrechterhaltung der für diesen Arbeitsgang erforderlichen Temperatur sind Brenner 17 angeordnet.

Claims (6)

1.) Verfahren zum Ausschmelzen von Leichtmetallschrott, insbesondere von grossen, sperrigen Teilen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schrott ohne vorhergehende mechanische Aufbereitung oder Trennung innerhalb eines senkrechten Schachtofens absatzweise dem Ausschmelzherd zugeführt und aus dem jeweils auf dem Herd lagernden Teil der Charge das Blei, Eisen und andere Beimengungen in schmelzflüssiger, breiiger oder fester Form abgeschieden und getrennt werden.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den verschiedenen Phasen des Vorwärmens, Enteisens, Entbleiens und der Aluminiumgewinnung jeweils nur die für die thermische Trennarbeit notwendige Wärme zugeführt wird.

3.) Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schacht oberhalb der Beheizungszone ausrückbare Vorrichtungen, z.B. waagerecht verschiebbare Roststäbe zum zeitweiligen Abfangen eines Teiles der im Schacht befindlichen Charge angeordnet und unter diesen Vorrichtungen neben dem Abschmelzherd seitliche Oeffnungen im Ofenschacht für das Abziehen sperriger Rückstände vom Herd vorgesehen sind.

4.) Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschmelzherd mit rippenförmigen Aufsätzen aus keramischem Werkstoff besteht und unmittelbar über der Metallsammelrinne bzw. dem Ablaufherd angeordnet ist.

5.) Ofen nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Herdrippen seitliche Oeffnungen für das Abziehen der auf dem Herd verbleibenden Rückstände liegen, durch welche die Rückstände in eine Aufbereitungskammer zur nochmaligen thermischen Behandlung gelangen.

6.) Ofen nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ueberlauf der Bleiabzugswanne als Abdichtung des Aluminiumsammelherdes nach aussen dient.