DK158528B - Fremgangsmaade og smelteovn til at genvinde metal af et skrotmateriale under udnyttelse af braendbare stoffer i dette - Google Patents

Description

r DK 158528B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til smeltning af metal og mere specielt til smeltning af aluminiumskrot, samt en smelteovn til udøvelse af fremgangsmåden.

Ved rensning af metaller forsynes en brændstoffyret ovn med det metal i fast form, som skal smeltes. Det er med 5 henblik på økonomien ønskeligt at føde ovnen med skrotmetal for at genvinde metallet fra skrotmaterialerne. Imidlertid har brugen af metalskrot visse ulemper ved, at skrottet normalt er forurenet med brændbare stoffer, især kulbrinter, såsom olie, maling, fedt og lignende, og dis-10 se forureningsmaterialer vil fordampe, når metallet ophedes, og skilles fra metallet som en uønsket atmosfærisk urenhed.

Det er vigtigt, at ethvert system, som er udtænkt til at 15 skulle have med afgivelse af flygtige luftarter at gøre, mest muligt bør undgå iltning af metallet, som vil formindske genvindingsudbyttet. Metal, der går tabt ved iltning, bidrager betydeligt til de omkostninger, der medgår til at omdanne metallet fra fast til smeltet form. Ved 20 den fremgangsmåde, der er beskrevet i US patentskrift nr.

3 933 343, tilvejebringes en smelteovn af smelterumstype, delt op i to indbyrdes forbundne smelterum: et modtagelsessmelterum for skrotmateriale og et hovedsmelterum for det smeltede metal. Et fordampningskammer over skrotmod- 25 tagerummet opsamler brændbare gasarter fra skrottet og forvarmet luft for antænding ved en brænder i forbrændingskammeret oven over hovedsmelterummet. En stor forsyning af luft tilvejebringes til smelteovnen gennem en åbning i toppen af fordampningskammeret. Særlige styre-

Qft midler kræves i smelteovnen ifølge US patentskrift nr.

3 933 343 for at kompensere for de overskudskvanta af luft, som ellers ville kunne udvikles deri, og for at opretholde det korrekte brændstof/luftforhold, der er nødvendigt til den fuldstændige forbrænding af skrotgasarter

QC

og brændgasarter.

2 US patentskrift nr, 4 055 334 beskriver en flammeovn med en udvendig gennemgang til returkredsløb for varme afgas-ser fra det smeltede metal i ovnkammeret tilbage til en hovedbrænderindgang. Endvidere tvinges en forbrændings-5 blæser luft gennem en udtømningskanal aksialt ind i et forsnævringsrør i den udvendige gennemgang for at trække fødeurenheder fra ovnkammeret, som rettes til en anden brænderindgang for at tilvejebringe ekstra brændstof til forbrænding.

10 US patentskrift nr. 2 264 740 beskriver en smelte- og holdeovn, hvor der ved ovnens bageste ende er udformet et påsætningskammer, som er adskilt fra ovnens forbrændings-og opvarmningskammer af en væg, der strækker sig nedefter 15 fra ovnens top og ender over det smeltede metals niveau i ovnen således, at der dannes en åbning, som tillader kommunikation mellem påsætningskammeret og forbrændingskammeret. Et par vertikalt bevægelige slæder er indrettet til selektivt at regulere størrelsen af denne åbning mel-20 lem kamrene over det smeltede metals niveau i ovnen, samt til uafhængigt heraf at reducere eller endog afskære strømmen af smeltemetal gennem åbningen mellem påsætningskammeret og forbrændingskammeret. I forbrændingskammeret er der over det smeltede metals niveau indrettet en 25 brænderåbning. Påsætningskammeret er normalt ventileret ud til det frie, men kan lukkes af med et spjæld, når der smeltes især olieret skrotmateriale, for at lede de forgassede stoffer og forbrændingsgasserne gennem et kanalsystem, som omfatter en udenfor ovnen anbragt blæser, 30 til forbrændingskammeret ved et punkt i nærheden af brændeåbningen, hvorved det af forbrændingsgasserne forgassede oliemateriale antændes af flammen, som via forbrænderåbningen ledes hen over det smeltede metal i ovnen. Det bemærkes, at slæderne, der adskiller påsætningskammeret 35 og forbrændingskammeret, indreguleres helt eller delvist, når der arbejdes med skrotmetal, således at varme gasser kan strømme fra forbrændingskammeret gennem åbningen over

DK 158528B

3 det smeltede metals niveau for at opvarme og smelte skrottet i påsætningskammeret. Der findes ingen indikation for, at denne reference har noget som helst at gøre med problemet med at styre indtrængningen af overskuds-5 luft til ovnen eller det resulterende problem med smelte-tab som følge af oxidation af det smeltede skrot.

Tilsvarende beskriver US 3 869 112 en skrotsmelteovn, der har midler til at forhindre eller minimere unødig afkast-10 ning til atmosfæren af forureninger, som udvikles under skrottets smeltning. Til dette formål er der rundt om ovnens påsætningskammer indrettet en lukket konstruktion med midler til at opsamle emissioner, som afgives af det smeltende skrot. I denne lukkede konstruktion er der ud-15 formet to åbninger, som hver kan lukkes med et lufttæppe til at forhindre udslip af forureninger. Der er kun i meget lille omfang taget egentlige hensyn til styringen af den luft, som tilgår ovnen. I betragtning af størrelsen af lufttæppeåbningerne - en af disse er så stor, at 20 den kan optage en gaffeltruck - er det i virkeligheden klart, at denne reference tydeligvis ikke tager højde for det problem, som ansøgeren søger at løse i den foreliggende opfindelse, ligesom konstruktionen ifølge det nævnte kendte US patent ikke er i stand til at forhindre 25 et betydeligt smeltetab som følge af ukontrollerede luftmængder, som ville være til stede i ovnen under forbrændingen.

Der findes derfor stort behov for at finde en bedre frem-30 gangsmåde til smeltning af skrotmetal under anvendelse af en smelteovn, der har en enkel og effektiv konstruktion, og som ikke kræver komplekse indretninger til at styre forbrændingen, og som desuden ikke kræver tilførsel af overskudsluft, således at oxidationen af skrotmetallet 35 holdes på et minimum.

DK 158528B

4

Det er formålet med opfindelsen at undgå disse ulemper ved at anvise en fremgangsmåde og en ovn, som tjener til at smelte især skrotmetaller, og som kan producere metaller med højere renhed og væsentligt mindre iltningsgrad 5 end tidligere kendt.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved hjælp af en smelteovn til af et med brændbare stoffer forurenet metallisk skrotmateriale at genvinde metal, og som omfatter et før-10 s te kammer med et nedre parti, som danner et smelterum til at rumme skrotmaterialet og smeltet metal, mindst en oven over det smeltede metals niveau liggende udgang til afgasser fra skrotmaterialet, et andet kammer med et nedre parti, som danner et smelterum til at rumme smeltet 15 metal, en aftræksåbning, der kommunikerer med det andet kammer, mindst en første brænderåbning og hertil hørende brændeorganer (ikke vist) til at lade en flamme brede sig ud gennem brænderåbningen og ud over det smeltede metal i det andet kammer, midler, som tjener til at adskille det 20 første og andet kammer, og som under det smeltede metals niveau i disse kamre har mindst en således i en gennem et bundparti i midlerne indrettet åbning, at kamrenes nedre smelterum kan kommunikere indbyrdes således, at der ved hjælp af konvektion gennem det smeltede metal kan overfø-25 res varme fra det andet kammmer til det første kammer med henblik på at forgasse de brændbare stoffer i dette. Det smeltede metal kan flyde fra det ene kammer til det andet, uden at de varme gasser herunder samtidigt kan passere fra det andet kammer til det første kammer, og 30 til det første kammers udgang hørende cirkulationsmidler, som befinder sig uden for det første og andet kammmer og tjener til at cirkulere afgasserne fra det første kammers udgang til det andet kammer med henblik på ved hjælp af brænderorganerne at forbrænde afgasserne, før disse ledes 35 ud gennem en aftræksåbning, hvorved det første og andet kammer hver er udformet som et lukket kammer. Cirkulationsmidlerne omfatter en lukket cirkulationspassage for

DK 158528B

5 at minimere smeltetabet af metal i ovnen som følge af oxidation, og cirkulationspassagen har fremdrivningsorga-ner til at drive afgasserne gennem cirkulationspassagen til det andet kammer, og midlerne, som adskiller det 5 første og andet kammer består af en fast fælles væg, som til stadighed forhindrer de varme gassers passage mellem kamrene. Fremdrivningsorganerne omfatter én i cirkulationspassagen indrettet fremdrivningsbrænderåbning og et til denne hørende fremdrivningsbrænderorgan til via frem-10 drivningsbrænderåbningen at danne en flammevej gennem cirkulationspassagen til forbrænding af afgasserne og til at drive disse gennem passagen til det andet kammer.

Opfindelsen angår også en fremgangsmåde til af et med 15 brændbare stoffer forurenet metallisk skrotmateriale at genvinde metal, og som omfatter, at skrotmaterialet påsættes et første lukket kammer, hvis nedre parti udgør et smelterum til at rumme skrotmaterialet og smeltet metal, og som har mindst en oven over det smeltede metals niveau 20 liggende udgang til afgasser fra skrotmaterialet, at det andet lukkede kammer opvarmes til en temperatur, som er tilstrækkelig høj til at smelte skrotmaterialet og danne et smeltebad af smeltet metal i det andet kammers nedre parti, at det første og andet kammer er således forbundet 25 med hinanden, at smeltet metal kan flyde fra det ene til det andet kammer med henblik på at forgasse det brændbare skrotmateriales brændbare stoffer til dannelse af afgasserne i det første kammer, medens enhver passage til det første kammer af de i det andet kammer udviklede var-30 me gasser samtidigt forhindres, at afgasserne cirkuleres fra det første kammers udgang til det andet kammer via en lukket cirkulationspassage, og at afgasserne fra det første kammer forbrændes i det andet kammer ved hjælp af mindst et brænderorgan (ikke vist), hvorved afgasserne 35 cirkuleres mellem det første og andet kammer via en lukket cirkulationspassage, der strækker sig fra det første kammers udgang til det andet kammer. Denne frem-

DK 158528B

6 gangsmåde er ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at det første og andet kammer er forbundet således med hinanden, at passagen af varme gasser mellem disse kamre alene finder sted gennem cirkulationspassagen, og at afgasserne 5 drives gennem cirkulationpassagen til det andet kammer af en i cirkulationspassagen dannet flamme.

I en foretrukket udførelsesform er det sidesmelterum, det lukkede hovedsmelterum og cirkulationsgennemgangen mellem 10 de to kamre på fordelagtig måde konstrueret således, at de former et totalt lukket apparat til at smelte skrotmetal og til at behandle de forurenede afgivelser derfra forud for deres udledning i atmosfæren. Den enestående udformning af smelteovnen ifølge opfindelsen gør det mu-15 ligt at holde luft- eller iltadgangen dertil på den mindste mængde, som behøves for smeltning af metallet og forbrænding af udstødsgasserne og således i bemærkelsesværdig grad reducere de smeltetab som hidrører fra iltning af metallet.

20

Smelteovnen ifølge opfindelsen gør det muligt i et hidtil ukendt omfang at styre hastigheden af gasartsfrembringelse i sidesmelterummet. Sidesmelterummet er fuldstændigt lukket, og under drift kræves kun en begrænset og styret 25 adgang til dets indre gennem sidesmelterumsdøre, der er tilvejebragt for føde- og omrøringformål. Undtagen under fødning og omrøring holdes dørene lukket, og en høj grad af styring opnås således med hensyn til den mængde af luft, som gives adgang til sidesmelterummet. På denne 30 måde kan hastigheden af gasartdannelsen i sidesmelterum-met styres, og forbrænding i sidesmelterummet kan holdes på et minimum.

Andre træk og fordele ved opfindelsen vil fremgå af den 35 efterfølgende, detaljerede beskrivelse af en foretrukken udførelsesform for opfindelsen i forbindelse med tegningen, på hvilken:

DK 158528B

7 fig. 1 er et perspektivisk billede af en flammesmelteovn ifølge opfindelsen, fig. 2 viser flammesmelteovnen, set fra siden langs lini-5 en 2-2 i fig. 3, fig. 3 er et plansnit, taget langs linien 3-3 i fig. 2, fig. 4 er et vertikalt tværsnit langs linien 4-4 i fig.

10 6, fig. 5 er et vertikalt tværsnit langs linien 5-5 i fig.

6, og 15 fig. 6 er et vertikalt længdesnit, taget lang linien 6-6 i fig. 2.

På tegningen viser fig. 1 et perspektivisk billede af en flammeovn 10 ifølge opfindelsen med for- og bagender 11 20 og 12 og sider 13 og 14. Ovnen er forsynet med et udvendigt metalhus 15 og en foring 16 af ildfast materiale (fig. 3). Varmeisolerende materiale - ikke vist - af passende karakter kan med fordel være anbragt imellem huset og foringen. Konventionelle gasbrændere- ikke vist på 25 tegningen - er monteret ved brænder åbningerne 17, 18 og 19 på bagenden 12 (fig. 2). Ovnen 10 er opdelt i to kamre, en hovedovnherd eller et opsamlingssmelterum 20 og et lukket sidesmelterum 21 som tydelig vist i fig. 3 og 6.

Der kan opnås adgang til det indre af hovedherden 20 for 30 ovnrensning og -skrabning gennem en åbning i ovnsiden 11 ved at løfte hovedherdsdøren 22 ved hjælp af et elektrisk betjent bloktrissearrangement vist i fig. 1. Ovnsiden 13 er også forsynet med en åbning til sidesmelterummet 21 og er udrustet med en dør 23, som ved åbning giver adgang 35 gennem nævnte åbning til sidesmelterummets indre for skrabning og oprensning. En anden dør 24 - vist delvis åben i fig. 1 - er beliggende således, at den lukker en

DK 158528 B

8 åbning i ovnforenden 11 og ved åbning giver adgang til sidesmelteruromet for fødning, rensning osv. Ligesom døren 22 løftes og sænkes ovndørene 23 og 24 ved hjælp af elektrisk betjente bloktrissearrangementer. Hver af dørene 22 5 til 24 hviler på et støbej ernsdørtrin i sin helt sænkede position. Hver af dørkanterne er passende indkapslet i støbejern, og dørene har fortrinsvis en indvendig ildfast foring.

10 Under henvisning til fig. 3 til 6 vises her mere detaljeret ovnens konstruktion og arrangementet af den ildfaste foring omkring smelterumssektionerne samt smelteovnens cirkulationsgennemgang. Smelteovnen 10 har en ildfast bundvæg eller et ildfast gulv 25. Strækkende sig over et 15 væsentligt parti af gulvet er der en hovedovnherd eller et opsamlingssmelterum 20, som har en ildfast endevæg 26, der strækker sig opad fra den ene endekant af gulvet 25, en ildfast sidevæg 27, der strækker sig opad fra den ene sidekant af gulvet 25, og en indvendig ildfast væg 28, 20 der ligger modsat i en til hovedovnherden 20' s længde svarende afstand fra endevæggen 26. Den vertikale sidevæg 27 strækker sig i længden langs den respektive sidekant af gulvet 25 og støder mod væggen 26 i den ene ende og væggen 28 i den anden ende. Væggene 26 til 28 er af samme 25 højde og ender et godt stykke over det smeltede metals niveau i ovnen, hvilket niveau er vist med den stiplede linie M som tydeligt vist i fig. 4 og 6.

Strækkende sig opad fra den resterende sidekant af gulvet 30 25 inden i hovedovnherden 20 er der en ildfast sidevæg 29 (fig. 4). Fra sin øverste kant hælder sidevæggen 29 nedad og indad i spidse vinkler a og b, som vist i fig. 4. Eksempelvis kan de spidse vinkler a og b være vinkler på henholdsvis 3° og 30°. Støtte for den hældende, ildfaste 35 væg 29 tilvejebringes ved hjælp af en eller anden passende konstruktionsstøtte 30. Sidevæggens 29 topkant ligger på en højde, som er en brøkdel af højden af de andre

DK 158528B

9 hovedovnindesluttende vægge 26 til 28, og ligger på sin inderside an mod den indvendige overflade af ovndøren 22's laveste ende, når denne dør er i sin lukkeposition.

Døren 22's foring 31 er fortrinsvis lavet af ildfast ma-5 teriale. Den hældende sidevæg 29 strækker sig i længden langs den respektive sidekant af gulvet 25 og ligger an mod væggen 26 i den ene ende og mod væggen 28 i den anden ende.

10 Tillukningen af hovedovnherden 20 fuldføres ved hjælp af en øverste, i almindelighed rektangulær, ildfast væg eller et ildfast tag 32, som er fastgjort på tre sider over topkanterne på væggene 26 til 28. Den resterende sidekant på hovedovnens tag 32 ligger an mod overfladen af den 15 øverste ende af døren 22, når døren er lukket. Den lukkede dør 22 lukkes hermetisk tæt på sine sider ved kontakt af de indvendige overflader af dens modsatte sideender med de respektive sidekanter på væggene 26 og 28, og den bliver, som ovenfor nævnt, hermetisk tæt tillukket for-20 oven og forneden ved kontakt med henholdsvis taget 32 og sidevæggen 29. I sin lukkede position aflukker døren 23 en i hovedsagen rektangulær åbning i ovnsiden 13, der strækker sig vertikalt fra topkanten af siden 29 til den overliggende sidekant af taget 32, og horisontalt fra 25 endevæggen 26 til den indvendige væg 28. Væggen 28 har en bueformet åbning 33 (fig. 4) ved bunden for at tilvejebringe forbindelse mellem hovedherden 20 og sidesmelte-rummet 21. Alternativt kan der være tilvejebragt et antal forbindelsesåbninger ved underkanten af væggen 28 i 30 stedet for en enkelt åbning 33.

Sidesmélterummet 21 afgrænses af den ildfaste væg 28, to modsatte ildfaste sidevægge 34 og 35 (fig.5) og den ildfaste endevæg 36. Sidevæggen 34 strækker sig vertikalt 35 nedad fra sin øverste kant, og i en højde lidt over det smeltede metals overflade i sidevæggen 21 hælder den indad og nedad for at afslutte den respektive sidekant af

DK 158528B

10 gulvet 25. Det nederste, hældende parti 37 af sidevæggen 34 hælder fra det horisontale plan i en spids vinkel c, som, f.eks. kan være en vinkel på 45°. Støtte for det hældende, ildfaste vægparti tilvejebringes ved hjælp af 5 en passende konstruktionsstøtte 38. Sidevæggen 34 af sidesmelterummet strækker sig i længden langs gulvets 25 respektive sidekant og ligger an mod væggen 28 i den ene ende og ovnendevæggen 36 i den anden ende.

10 Endevæggen 36 strækker sig vertikalt nedad fra sin øverste kant og i en højde lidt oven over smeltemassens overflade i sidesmelterummet 21 hælder den indad og nedad over en kort sektion 39 endende i en lavere vertikal sektion 40 (fig. 6). Adgang til sidesmelterumsafdelingen for 15 påsætning af metalskrot kan opnås gennem en åbning 41 i endevæggen 36. Åbning og lukning af åbningen 41 styres ved løftning eller sænkning af sidesmelterummets føderør 24, som er monteret op til endevæggen 36. Inder foringen 42 i føderøret 24 er fortrinsvis lavet af et ildfast ma-20 teriale. Døren 24 er hermetisk tæt i sin lukkede position ved kontakt af de inderste overflader af den øverste ende og modsatte sideender med de respektive udvendige overflader af væggen 36 og af dørens nederste kant med den øverste kant af endevægsektionen 39. Endevæggen 36 stræk-25 ker sig til siden langs forendekanten af gulvet 25 og ligger an mod sidevæggen 34 i den ene ende og sidevæggen 35 i den anden ende. Sidevæggen 34 og endevæggen 36 er af samme højde og ender et godt stykke over niveauet af det smeltede metal i sidesmelterummet som klart angiver i 30 figurerne 5 og 6 på tegningen. Væggene 34 og 36 er også noget højere end væggene 36 til 38 i ovnen. Strækkende sig opad fra endekanten af taget 32, som ligger over den indvendige væg 28 er der en forholdsvis kort, ildfast vægsektion 43 (fig.6). Væggen 43 strækker sig fra side 35 til side tværs over ovnen og har samme højde som væggene 34 og 36.

DK 158528B

11

Strækkende sig opad fra den resterende sidekant af gulvet 25 i sidesmelterummet 21 findes en ildfast sidevæg 35 (fig. 5). Fra sin øverste kant hælder sidevæggen 35 nedad og indad i spidse vinkler a og b som vist i fig. 5. Eks-5 empelvis kan de spidse vinkler a og b være vinkler, på 3° og 30° henholdsvis. Støtte for den hældende, ildfaste væg 35 tilvejebringes ved hjælp af en passende konstruktionsstøtte 44. Den øverste kant af sidevæggen 35 har en højde, som er en brøkdel af højden af de andre sidesmel-10 terumsvægge 28, 34 og 36, og den ligger an på sin side mod den indvendige overflade af den nederste ende af ovndøren 23, når denne dør er i sin lukkede position. Ovndøren 23 har en indvendig foring 45, som fortrinsvis er lavet af ildfast materiale. Den hældende sidevæg 35 stræk-15 ker sig i længden langs gulvet 25's respektive sidekanter og ligger an mod væggen 36 i den ene ende og væggen 28 i den anden ende.

Tillukningen af sidesmelterummet 21 fuldføres ved hjælp 20 af en øverste, i hovedsagen rektangulær, ildfast væg eller et ildfast tag 46, som er fastgjort på tre sider over de øverste kanter af væggene 43, 34 og 36. Den resterende sidekant 47 af sidesmelterummets tag 46 ligger an mod den indvendige overflade af døren 23's øverste ende, når 25 denne dør er lukket. Den lukkede dør 23 lukkes hermetisk tæt på sine sider ved kontakt af de indvendige overflader af dens modsatte sideender med den respektive sidekant af endevæggen 36 på den ene side og de respektive sidekanter af væggen 28 og 43 på den anden side, og som nævnt 30 ovenfor bliver den hermetisk tæt lukket ved dens øverste og nederste kanter ved kontakt med henholdsvis taget 46 og sidevæggen 35. I sin lukkede position tillukker døren 23 en i hovedsagen rektangulær åbning i ovnsiden 13, hvilken åbning strækker sig vertikalt fra den øverste 35 kant af sidevæggen 35 til den overliggende sidekant 47 af taget og horisontalt fra endevæggen 36 til væggene 28 og 43.

DK 158528B

12

Det modtagende sidesmelterum 21, som påsættes det metal, der skal smeltes, står i forbindelse med hovedherden 20 gennem den bueformede åbning 33, i væggen 28. Hele det nederste parti af ovnen 10, som ligger op til gulvet 25, 5 og som rummer det smeltede metal, udgør et enhedssmeltekammer, som indbefatter hovedsmelterummet 20 og sidesmel-terummet 21. Væggen 28 tillukker herden tæt fra sidesmel-terummet, undtagen ved dens bundåbning 33 under det smeltede metals niveau. Denne adskillelse af hovedherden fra 10 sidesmelterummet forhindrer varme gasarter i at komme over fra hovedherden til sidesmelterummet og forårsage tænding i sidesmelterummet.

Smelteovnen ifølge opfindelsen indbefatter en hul, cirku-15 lationsgennemgang 48 (fig. 6) for afgasserne fra skrotmetallet, der er leveret til sidesmelterummet. Gennemgangen 48 strækker sig fra sidesmelterummet 21 til ovnens bagende 12 og tilvejebringer således en cirkulationsvej for udstødsgasserne fra ovnens sidesmelterum til dens hoved-20 herd. Gennemgangen 48 er indesluttet af en omringende konstruktion 49, som indbefatter en udstrømningsbrænderboks 50, en mellemsektion 51 og et endekammer 52. Brænderboksen 50 er en kasselignende konstruktion monteret på sidesmelterumstaget 46. Mellemsektionen 51 strækker sig 25 horisontalt fra rundt om en åbning 53 i den ene sidevæg 54 af brænderboksen og fører til og åbner sig i et kasselignende kammer 52, hvis nederste koniske parti 55 ligger på linie med en åbning gennem ovnbagenden direkte oven over brænderåbningerne 17, 18. Cirkulationsgennemgangens 30 indkapsling 49 er forsynet med en ydre, metallisk beklædning 56 og en foring 57 af ildfast materiale. Varmeisolerende materiale - ikke vist - af passende art kan med fordel indføres mellem beklædningen og foringen.

35 Gennemgangen 48 indbefatter en udgangsåbning 58, som står i forbindelse med sidesmelterummet 21 oven over smeltebadets niveau. Om ønsket kunne ovnen 10 forsynes med mere

DK 158528 B

13 end én cirkulationsgennemgang. Udgangen 58 gennem side-smelterummets tag 46 er beliggende i nærheden af det hjørne, der dannes af sidesmelterumsvægsektionen 43 og fødedøren 23, som det kan ses af fig. 5 og 6. Gennem-5 gangen 48 strækker sig dog opad fra sidesmelterummet 21 og gør derefter en drejning på 90° til venstre, som vist i fig. 6. Ved det punkt, hvor cirkulationsgennemgangen 48 gør den 90° bøjning oven over sidesmel terummet 21, indsnævr es gennemgangens diameter til at danne en venturi-10 indsats 59. Udstrømningsbrænderboksen 50 indbefatter både det opadrettede parti af gennemgangen 48 og dets indsnævrede sideforlængelse 60, der fører gennem boksåbningen 53 til venturiindsatsen 59. Beliggende lige over for åbningen 53 af brænderboksen findes brænderåbningen 61 i bræn-15 derboksens sidevæg 62. En konventionel gasbrænder - ikke vist på tegningen - er monteret i brænderåbningen 61, således at dens flamme rettes mod venturisektionen 59's ak-siale længde. Brænderen tjener til at trække udstødsgasserne fra sidesmelterummet og bevirke en hurtig dampbevæ-20 gelse gennem cirkulationsgennemgangen 48.

Selv om det foretrækkes at anvende udstrømningsbrænderboksen 50 til at drive udstødsgasserne i cirkulationsgennemgangen mod hovedbrænderåbningen/erne, kan andre midler 25 også anvendes til dette formål. For eksempel kunne en -ikke vist - udstrømningsdyse monteres således, at den gik gennem sidevæggen 62 og blev rettet nedad langs venturi-indsatsens aksiale længde som vist i det i ovennævnte US patentskrift nr. 4 055 334. I dette arrangement, som er 30 mindre effektivt end brænderboksen 50, tvinges luft gennem udstrømningsdysen ved hjælp af en forbrændingsblæser - ikke vist - og udstødes med strømmen gennem venturiindsatsen.

35 Cirkulationsgennemgangen 48 strækker sig inden i den omgivende sektion 51 fra udstrømningsbrænderboksen 50 til kammeret 52, idet den passerer over hovedherdens tag 32.

DK 158528B

14

Gennemgangen 48's tværsnitsområde tiltager gradvis fra venturisektionen 59 til kammeret 52. Cirkulationsgennemgangen kan inspiceres gennem en observationsåbning 63 (fig.4) i den ene af brænderboksens sidevægge, og en 5 anden observationsåbning 64 (fig.6) i den ene af sidevæggene i kammeret 52. Aftagelige låg 65 og 66 er tilvejebragt oven på udstrømningsbrænderboksen 50 og kammeret 52 henholdsvis for at give adgang til sidstnævnte to kamre.

10 Efter at have passeret mellemsektionen 51 gør cirkulationsgennemgangen 48 en 90° drejning og strækker sig nedad inden i kammeret 52, hvorefter det forløber skråt over mod hovedherdens bagvæg 26 i det koniske kammerparti 55. Gennemgangen ender i et stubparti 67, der er beliggende 15 uden for væggen 26 og inden i brænderåbningerne 17 og 18. Udstødsgassernes vej inden i gennemgangen 48 er vist med pile i fig. 6. Stubpartiet 67 står i forbindelse med det indvendige af ovnhovedherden 20 gennem side om side liggende sekundære brænderåbninger 68 og 69 gennem bagvæggen 20 2 6. Hver af åbningerne 68 og 69 har et cirkulært tvær snit, som strækker sig fra det udvendige til det indvendige af væggen 26 først gradvis formindskes i areal over et kort stykke og derefter gradvis forøges i areal over det resterende større stykke-til“ herdens indre, som vist 25 i fig. 3 og 6. Stubpartiet 67 står også i forbindelse med hovedbrænderåbningerne 17 og 18, som er beliggende ved stubpartiets yderside og lige under det koniske kammerparti 55. Ved det punkt, hvor udstødsgasserne passerer nedad og indad fra kammeret 52 til stubpartiet 67, deles 30 de i to strømme af brostrukturen 70, som strækker sig fra den tilstødende nederste ende af kammersektionen 55’s ydervæg til hovedherdens bagvæg 26 og deler den øverste del af stubpartiet 67 i to dele. Hver af hovedbrænderåbningerne ligger lige over for dens respektive sekundær-35 brænderåbning over stubpartiet 67, således at flammerne fra hovedbrænderne udstødes over stubpartiet 67 til de sekundære brænderåbninger. Idet det brændende brændstof

DK 158528B

15 strømmer gennem stubpartiet 67, forener det sig med de varme udstødsgasser fra cirkulationsgennemgangen 48 og tvinges derefter ud gennem de sekundære brænderåbninger 68 og 69 ind i hovedherdkammeret. Det vil være åbenlyst, 5 at en enkelt hovedbrænder eller et antal hovedbrændere større end to, om ønsket, kunne anvendes sammen med de tilsvarende brænderåbninger. Udstødsgasserne udstødes fra hovedherden 20 ved hjælp af en konventionel udstødningsskakt 71.

10

En hjælpebrænder 19 af konventionel udformning er monteret inden i en åbning i hovedherdbagvæggen 26, således at dens flammer rettes over det smeltede metal i ovnen. Brænderen 19 forsynes med naturgas eller andet brændstof 15 på konventionel måde. Den antændes automatisk som reaktion på et signal, der frembringes af et føleorgan, der er anbragt til at styre temperaturen i hovedherden 20. Hvis temperaturen i hovedherden falder ned under et forudbestemt niveau, som er tilstrækkeligt til at smelte metal-20 let, vil brænderen 19 tænde, indtil den egnede temperatur igen er nået.

Behandlingen af det forurenede skrot begynder med, at der allerførst anbringes en forudbestemt mængde af metal en-25 ten i smeltet eller fast tilstand i ovnen og opvarmning af materialet til dets smeltetemperatur sker ved operation af brænderne 17 og 18 på konventionel måde med naturgas eller lignende brændstof. Et metalsmeltebad dannes således i hovedherden 20 og sidesmelterummet 21 idet det 30 smeltede metal flyder mellem de to kamre via åbningen 33. Følgelig fødes det forurenede skrotmateriale først ind i sidesmelterummet 21. Samtidigt hæves temperaturen i hovedherden 20 til et forudbestemt niveau, tilstrækkeligt til at smelte skrottets metalbestanddele, og til ligele-35 des at antænde et hvilket som helst brændbart stof eller forekommende kulbrintebestanddele.

DK 158528B

16 Før skrottet smeltes, må det imidlertid først hvile i sidesmel terummet 21, hvis temperatur i almindelighed er lavere end temperaturen i hovedherden 20, idet denne temperatur tilvejebringes gennem overføring ved strømning af 5 det opvarmede materiale i herden 20 gennem åbningen 33.

Selv om temperaturen er for lav for antænding af brændstofferne, er den på tilstrækkelig højt niveau til at fordampe brændstofferne eller kulbrintebestanddelene i skrottet. Brænderen i cirkulationsgennemgangen 48 opret-10 ter et sug derigennem med det resultat, at udstødsgasserne drives mod hovedbrænderindgangene.

Smeltningen af metalbestanddelene i sidesmelterummet 21 kan fremmes ved nu og da at blande massen i dette rum 21.

15 Efterhånden som smeltningen skrider frem smelter det skrot, som oprindelig blev placeret i sidesmelterummet 21 og finder til sidst vej ind i hovedherden 20 gennem åbningen 33. I mellemtiden bliver de gasarter, som er uddrevet fra skrottet til den øverste del af sidesmelte-20 rummet, tvunget ind i cirkulationsgennemgangen 48 af det negative tryk, der er skabt af cirkulationsgennemgangens brænder. Denne brænder tvinger så gasarterne gennem cirkulationsgennemgangen og til hovedbrænderåbningerne, hvor de blandes med det brændende brændstof fra brænderne og 25 antændes.

Under smelteoperationen styres de motordrevne døre til sidesmelterummet omhyggeligt, så at den mængde luft, som kan komme ind dér, begrænses. F.eks. i tilfælde, hvor 30 meget forurenet skrot oparbejdes, må åbningen af disse døre holdes på et minimum. Med dørene lukket udgør sidesmelterummet ifølge opfindelsen et meget tæt lukket rum, som indskrænker den mængde luft, som kan komme ind i sidesmelterummet og bidrage til forbrændingen, til det 35 mindst mulige.

DK 158528B

17

Den type skrotmateriale, der smeltes, vil naturligvis påvirke den mængde, der skal tilføres på en given tid, og tilførselshyppigheden. Der må drages omsorg for, at der ikke tilføres så meget skrot i sidesmelterummet, at det 5 forårsager alt for kraftige gasser og røg i sidesmelte-rummet og således overbelaster ovnen. For påfyldning af ovnen åbnes sidesmelterumsdørene 24. Skrottet tippes ind, tipladet trækkes tilbage, og døren lukkes. Derefter åbnes sidesmelterumsdøren 23 for inspektion. Hvis der er til-10 strækkelig udvikling af røg i sidesmelterummet, lukkes døren, og operationen tillades at fortsætte. Hvis der kun er meget lille røgudvikling, anvendes kortvarigt et røre-redskab for at røre op i sidesmelterummets indhold, og derpå fjernes redskabet, og døren 23 lukkes.

15 Døren 22 giver god adgang til hovedherden for indtipning af store stykker af aluminium i fast form, såsom støbeblokke og støbesøer, og for omrøring i hovedherden for at udvirke god varmeoverførsel mellem hovedherden og side-20 smelterummet. Varmeoverførsien gennem det smeltede metal udvirket ved denne omrøring og omrøringen i sidesmelte-rummet bidrager til opnåelse af ovnens meget effektive smeltehastighed.

25 En tap 72 er tilvejebragt i bagvæggen 26 af ovnen til udladning af smeltet metal til en beholderherd, når smeltning og blanding er fuldført. Bagvæggen 26 er også forsynet med et afløb 73 til brug, når alt det smeltede metal skal fjernes fra ovnen, som f.eks. ved rensning.

30

Ovnen ifølge opfindelsen har et antal fordelagtige træk. Ligesom genbrugsovnen ifølge US patentskrift nr.

4 055 334 udnytter den varmeindholdet i udstødsgasserne fra skrotmetallet i smelteprocessen ved at forene ud-35 stødsgasserne med brænderbrændstoffet fra hovedbrænderåb-ningen/erne. Ligeledes trækkes påsætningsforureningerne fra ovnens sidesmelterum gennem cirkulationsgennemgangen

DK 158528B

18 48 og de sekundære brænderåbninger 68 og 69 og forbruges som ovnbrændstof, hvorved man undgår nødvendigheden af en kostbar efterbrænder og ekstra brændstof for foraskning. Imidlertid, i modsætning til genbrugssystemet ifølge US 5 patentskrift nr. 4 055 334 opnår ovnen ifølge den foreliggende opfindelse en effektiv udnyttelse af varmeenergien i udstødsgasserne uden at tilbagesende disse gasser i cirkulation over ladningen, førend de udstødes fra ovnen.

10

Den foreliggende opfindelse tilvejebringer en på enestående måde udformet flammesmelteovn til aluminiumskrot, hvilken ovn har et lukket sidesmelterum, med passende adgangsdøre i sidesmelterummet for påsætning af skrot og 15 behandling af metallet. Aluminiumskrot kan ikke smeltes i et åbent sidesmelterum uden nogen forureningsstyreudrustning, som konventionelt er et dyrt sækkehus-opsamlings-system. Det lukkede sidesmelterum ifølge opfindelsen undgår behovet for et sådant dyrt arrangement. Det udgør et 20 enkelt men effektivt opsamlingsrum for røg og gasarter, som er resultat af skrotsmelteprocessen. Røgen og gasarterne strømmer fra sidesmelterummet til ovnens lukkede hovedherd via den lukkede cirkulationsgennemgang. Da den er fuldstændig tillukket, kan ovnen betjenes uden for 25 megen luftinfiltration ved på passende måde at regulere tilgangen af luft gennem sidesmelterumsdørene og luften eller ilten, der leveres af ovnens brænder/e eller af andre organer som f.eks. en udstrømningsdyse, ventilator osv. Ved den omhyggelige styring af den mængde luft eller 30 ilt, der kommer ind i ovnen, undgås ifølge opfindelsen i stor udstrækning forbrænding eller iltning af metallet.

35

Claims (11)

1. Smelteovn (10) til af et med brændbare stoffer for-5 urenet metallisk skrotmateriale at genvinde metal, og som omfatter et første kammer (21) med et nedre parti, som danner et smelterum til at rumme skrotmaterialet og smeltet metal, mindst en oven over dette smeltede metals niveau liggende udgang (58) til afgasser fra skrotmateri-10 alet, et andet kammer (20) med et nedre parti, som danner et smelterum til at rumme smeltet metal, en aftræksåbning (71), der kommunikerer med det andet kammer (20), mindst en første brænderåbning (17, 18) og hertil hørende første brænderorganer (ikke vist) til at lade en flamme brede 15 sig ud gennem brænderåbningen og ud over det smeltede metal i det andet kammer (20), midler (28), som tjener til at adskille det første og andet kammer (21, 20), og som under det smeltede metals niveau i disse kamre har mindst én således i en gennem et bundparti i midlerne indrettet 20 åbning (33), at kamrenes (21, 20) nedre smelterum kan kommunikere indbyrdes således, at der ved hjælp af konvektion gennem det smeltede metal kan overføres varme fra det andet kammer (20) til det første kammer (21) med henblik på at forgasse de brændbare stoffer i dette, og det 25 smeltede metal kan flyde fra det ene kammer til det andet, uden at de varme gasser samtidigt kan passere fra det andet kammer (20) til det første kammer (21), og til det første kammers udgang (58) hørende cirkulationsmidler (48, 50), som befinder sig uden for det første og det an-30 det kammer (21, 20) og tjener til at cirkulere afgasserne fra det første kammers udgang (58) til det andet kammer med henblik på ved hjælp af brænderorganerne at forbrænde afgasserne, før disse ledes ud gennem en aftræksåbning (71), hvorved det første og andet kammer (21, 20) hver er 35 udformet som et lukket kammer og cirkulationsmidlerne omfatter en lukket cirkulationspassage (48) for at minimere smeltetabet af metal i ovnen (10) som følge af oxidation, DK 158528B 20 og cirkulationspassagen (48) har fremdrivningsorganer (50) til at drive afgasserne gennem cirkulationspassagen til det andet kammer (20), kendetegnet ved, at midlerne (28), som adskiller det første og andet kammer 5 (21, 20), består af en fast fælles væg (28), som til sta dighed forhindrer de varme gassers passage mellem kamrene (21, 20), og fremdrivningsorganerne (50) omfatter én i cirkulationspassagen (48) indrettet fremdrivningsbrænder-åbning (61) og et til denne hørende fremdrivningsbrænder- 10 organ til via fremdrivningsbrænderåbningen (61) at danne en flammevej gennem cirkulationspassagen (48) til forbrænding af afgasserne og til at drive disse gennem passagen (48) til det andet kammer (20).

2. Smelteovn ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den lukkede cirkulationspassage (48) forbinder det første kammers udgang (58) med et første brænderorgan (17, 18), og fremdrivningsbrænderorganerene driver afgasserne i passagen (48) hen mod dette brænderorgan (17, 18). 20

3. Smelteovn ifølge krav 2, kendetegnet ved, at cirkulationspassagen (48) omfatter et venturiparti (59), som er beliggende mellem det første brænderorgan (17, 18) og fremdrivningsorganerne (50) til at drive afgasserne i 25 cirkulationspassagen (48) hen mod brænderorganet (17, 18).

4. Smelteovn ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved, at det andet kammer (20) er udstyret med 30 mindst én hjælpebrænder (19), som er indrettet til automatisk at danne en flammevej hen over det smeltede metal i det andet kammer (20), når temperaturen i dette falder til under et forudbestemt niveau, der ligger tilstrækkeligt højt til at smelte metallet. 35

5. Smelteovn ifølge et eller flere af kravene 1-4, kendetegnet ved, at det andet kammer (20) DK 158528B 21 omfatter mindst ét andet brænderorgan (68, 69), og at cirkulationspassagens (48) ene ende kommunikerer med og er indskudt mellem det første brænderorgan (17, 18) og det andet brænderorgan (68, 69) således, at det brændende 5 brændstof fra det første brænderorgan (17, 18) blandes med de cirkulerede afgasser og dernæst føres ind i det andet kammer (20) via det sekundære brænderorgan (68, 69). 10

6· Smelteovn ifølge et eller flere af kravene 1-4, kendetegnet ved, at det første brænderorgan (17, 18) og cirkulationspassagen (48) er forbundet således med hinanden, at afgasserne ledes direkte ind i og gennem dette brænderorgan (17, 18) og dernæst videre ind 15 i det andet kammer (20).

7. Fremgangsmåde til af et med brændbare stoffer forurenet metallisk skrotmateriale at genvinde metal, og som omfatter, at skrotmaterialet påsættes et første lukket 20 kammer (21), hvis nedre parti udgør et smelterum til at rumme skrotmaterialet og smeltet metal, og som har mindst en oven over det smeltede metals niveau liggende udgang (58) til afgasser fra skrotmaterialet, at et andet lukket kammer (20) opvarmes til en temperatur, som er tilstræk-25 kelig høj til at smelte skrotmaterialet og danne et smeltebad af smeltet metal i det andet kammers nedre parti, at det første og andet kammer (21, 20) er således forbundet med hinanden, at smeltet metal kan flyde fra det ene til det andet kammer med henblik på at forgasse det 30 brændbare skrotmateriales brændbare stoffer til dannelse af afgasserne i det første kammmer (21), medens enhver passage til det første kammer (21) af de i det andet kammer (20) udviklede varme gasser samtidigt forhindres, at afgasserne cirkuleres fra det første kammers udgang (58) 35 til det andet kammer (20) via en lukket cirkulationspassage (48), og at af gasserne fra det første kammer (21) forbrændes i det andet kammer (20) ved hjælp af mindst et DK 158528B 22 brænderorgan (ikke vist), hvorved afgasserne cirkuleres mellem det første og andet kammer via en lukket cirkulationspassage (48), der strækker sig fra det første kammers udgang (58) til det andet kammer (20), kende -5 tegnet ved, at det første og andet kammer (21, 20) er forbundet således med hinanden, at passagen af varme gasser mellem disse kamre alene finder sted gennem cirkulationspassagen (48), og at afgasserne drives gennem denne cirkulationspasssage til det andet kammer (20) af en i 10 cirkulationspassagen (48) dannet flamme.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, at afgasserne cirkuleres mellem det første og andet kammer (21, 20) via den lukkede cirkulationspassage (48), 15 der strækker sig fra det første kammers udgang (58) til det første brænderorgan (17, 18), og at afgasserne drives gennem cirkulationspassagen hen mod dette brænderorgan ved hjælp af den i cirkulationspassagen (48) dannede flamme. 20

9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendetegnet ved, at afgasserne fra det første kammer drives fremad ved hjælp af flammen under medvirken af et i cirkulationspassagen indrettet venturiparti. 25

10. Fremgangsmåde ifølge krav 7, 8 eller 9, kendetegnet ved, at flammevejen automatisk dannes over det smeltede metal i det andet kammer (20), når temperaturen i dette falder ned til et forudbestemt niveau. 30

11. Fremgangsmåde ifølge et eller flere af kravene 7-10, hvor det andet kammer omfatter mindst ét andet brænderorgan (68, 69), og cirkulationspassagens (48) ene ende kommunikerer med og er indskudt mellem det første brænderor- 35 gan (17, 18) og det andet brænderorgan (68, 69), kendetegnet ved, at det brændende brændstof fra det første brænderorgan (17, 18) blandes med de cirkulerende DK 158528 B 23 afgasser og føres ind i det andet kammer (20) via det sekundære brænderorgan (68, 69). 5 10 15 20 25 30 35