EP0267394B1 - Verfahren zum Absaugen der Abluft bei Metallschmelzen - Google Patents

Verfahren zum Absaugen der Abluft bei Metallschmelzen Download PDF

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EP0267394B1
EP0267394B1 EP87113901A EP87113901A EP0267394B1 EP 0267394 B1 EP0267394 B1 EP 0267394B1 EP 87113901 A EP87113901 A EP 87113901A EP 87113901 A EP87113901 A EP 87113901A EP 0267394 B1 EP0267394 B1 EP 0267394B1
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metal
door
melting
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Herbert Schnapp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/001—Extraction of waste gases, collection of fumes and hoods used therefor

Definitions

  • the present invention relates to a method for extracting the exhaust air which occurs when base metals with a low melting point are melted.
  • the base metal in particular lead, is located in melting vessels into which the metal to be melted is introduced at intervals that can be determined in time; these melting vessels correspond to a suction device for the exhaust air.
  • the suction device is arranged above the crucible at a distance of 0.5 to 1.0 m and is directly connected to it.
  • this arrangement enables effective extraction of all the exhaust air above the molten metal and easy introduction of the metal to be melted into the crucible, without lead-containing exhaust air from the melting chamber into the working space in which the melting apparatus is located.
  • It has the following disadvantages: There must be a strong airflow to the suction device above the melt. The suction device must therefore have a correspondingly high performance. Due to this strong air flow, the metal particles above the melt are sucked off together with the exhaust air from the suction device during the melting process and must then be separated so that they do not get into the open. Furthermore, when metal blocks are thrown into the melt, the oxide layer on the melt is torn open and whirled up. The material whirled up is also entrained in the suction device by the strong air flow and has to be separated there again.
  • the separation of the metal and metal oxide particles entrained by the suction device must be carried out in complex filter systems in order to keep the metal content in the exhaust air which is released to the outside as low as possible. In the known systems described above, this value cannot be kept below 100 mg lead / m3 exhaust air.
  • the procedure according to the invention makes it possible that the metal and metal oxide dusts whirled up when the metal is thrown into the melting material are not removed, but instead are deposited again on the melt after a short time.
  • the amount of metal entrained in the suction device is so small that a filter system can be dispensed with.
  • the procedure according to the invention prevents the exhaust gases from penetrating into the work rooms from the area above the melt.
  • the method of operation according to the invention also allows the metal oxide layer to be skimmed from time to time when the double doors are open, without impermissible amounts of emissions being released into the exhaust air.
  • the melting space is understood to mean the space in which the metal is melted, including the free space above the melt.
  • This The free space above the melt is completely closed except for the closures mentioned, for example in the form of a hood.
  • the exhaust air is extracted via a closure in the wall of the space above the melt.
  • This closure is preferably in the form of a door; however, it can also be designed as a double door, lock or throttle.
  • the metal to be melted is also introduced via this closure.
  • the closure through which the exhaust air is sucked off, does not close tightly, so that there is always a slight suction in the direction of the suction device.
  • the metal to be melted is preferably also introduced via this closure.
  • this closure is designed as a door, preferably within a connecting piece.
  • Such a door is preferably designed as a swing door which is suspended horizontally at its upper edge.
  • the space which remains closed in front of the door and faces away from the melting space can be designed as a lock; it is connected to the suction device via a suction line. It also has another outer door facing away from the melting chamber for the introduction of the metal. This door can be designed both tightly and non-tightly. It is preferably arranged so that a metal block inserted through this door either directly or via suitable devices, e.g. B. rolls to which the closure can reach the melting chamber.
  • the metal to be melted is introduced into the lock via the outer door, then the outer door is closed and then the inner door is opened and the metal is thrown into the melt by a suitable device.
  • the inner door closes before the material falls into the melt.
  • the closure to the melting space can also be designed as a double door, in the space between which the suction line leads to the suction direction.
  • both door leaves are not tightly closed in the closed state, so that the negative pressure generated by the suction device both the exhaust air from the melting chamber and the air from the working space in which the melting furnace is located, via cracks and leaks in the door via the Suction line sucks. This also ensures that the working area is free of emissions that emerge from the surface of the molten metal during operation of the furnace.
  • the suction power When using a double door, the suction power must be such that when the double door is open, the vapors escaping from the opening are largely removed in the area of the door opening. The same applies in the event that the closure is in the form of a throttle.
  • the metal chunks must be thrown into or dropped into the melt at a point in time at which the closure through which the metal is introduced is already closed again.
  • Corresponding devices such as the swing door mentioned above, are known to the person skilled in the art.
  • the procedure according to the invention is suitable for removing the exhaust air in all metal melting processes in which low-melting base metals are used.
  • Low-melting metals are to be understood as such metals whose melting point is between 300 and 450 ° C, such as lead.
  • the described procedure makes it possible to reduce the content of metal oxide and metal particles in the exhaust air to values below 20 mg metal / m3 exhaust air.
  • exhaust air values were obtained which were only 3 mg lead / m 3 exhaust air. These values were achieved without a filter system.
  • Figure 1 shows a section through a melting furnace 1 with cover 2 and attached locking device in the design as a double door 3.
  • the exhaust air is discharged via the exhaust line 4 and regulated with the throttle 5.
  • FIG 2 shows the detail of the closure device of Figure 1 on an enlarged scale.
  • the exhaust air duct 4 is connected to the frame 7 of the double door.
  • the double door is suspended on its upper edge and can be moved via the hinge 6.
  • Figure 3 shows an embodiment with a lock in section, which is designed as a passage lock with a motor-driven roller conveyor 8.
  • the material to be loaded 11 automatically opens the individual lock gates 9 and 10 by driving via the roller conveyor 8.
  • the suction line 4 is located on the frame 7 of the lock chamber. It is ensured that the material to be thrown 11 can only fall into the melt 12 after passage and closing of the lock gate 10.

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Description

  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Absaugen der Abluft, die beim Aufschmelzen unedler Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt auftritt. Das unedle Metall, insbesondere Blei, befindet sich dabei in Schmelzgefäßen, in die in zeitlich bestimmbaren Abständen das aufzuschmelzende Metall eingebracht wird; diese Schmelzgefäße korrespondieren mit einer Absaugvorrichtung für die Abluft.
  • Bei dem bisher bekannten Aufschmelzverfahren ist die Absaugvorrichtung oberhalb des Schmelztiegels im Abstand von 0,5 bis 1,0 m angeordnet und mit diesem direkt verbunden. Diese Anordnung ermöglicht zwar ein wirkungsvolles Absaugen der gesamten Abluft über der Metallschmelze und ein leichtes Einbringen des aufzuschmelzenden Metalls in den Schmelztiegel, ohne daß bleihaltige Abluft aus dem Schmelzraum in den Arbeitsraum, in dem die Schmelzapparatur sich befindet, gelangt. Sie hat aber folgende Nachteile:
    Über der Schmelze muß ein starker Luftstrom zur Absaugvorrichtung vorhanden sein. Die Absaugvorrichtung muß demzufolge eine entsprechend hohe Leistung aufweisen. Aufgrund dieses starken Luftstroms werden während des Schmelzvorgangs die über der Schmelze befindliche Metallpartikel zusammen mit der Abluft von der Absaugvorrichtung abgesaugt und müssen anschließend abgeschieden werden, damit sie nicht ins Freie gelangen. Weiterhin wird beim Einwerfen von Metallblöcken in die Schmelze die auf der Schmelze befindliche Oxidschicht aufgerissen und aufgewirbelt. Das dabei aufgewirbelte Gut wird durch den starken Luftstrom ebenfalls in die Absaugvorrichtung mitgerissen und muß dort wieder abgeschieden werden.
  • Das Abscheiden der von der Absaugvorrichtung mitgerissenen Metall- und Metalloxid-Partikel muß in aufwendigen Filteranlagen durchgeführt werden, um den Gehalt an Metall in der ins Freie gelangenden Abluft auf einen möglichst geringen Wert zu halten. Bei den oben geschilderten bekannten Anlagen kann dieser Wert nicht unter 100 mg Blei/m³ Abluft gehalten werden.
  • Es bestand deshalb die Aufgabe, beim Aufschmelzen von Blei oder anderen leicht schmelzbaren unedlen Metallen den Metallgehalt in der Abluft auf Werte unter 20 mg Blei/m³ Abluft herabzusetzen und dieses Ergebnis zu erreichen, ohne daß die Filtriereinrichtungen in oder hinter der Absaugvorrichtung höher oder größer dimensioniert zu werden brauchen.
  • In Erfüllung dieser Aufgabe wurde nun ein Verfahren zum Absaugen der Abluft beim Aufschmelzen unedler Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt in Schmelzgefäßen, in die in zeitlich bestimmbaren Abständen das aufzuschmelzende Gut eingebracht wird, und die mit einer Absaugvorrichtung korrespondieren, gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Abluft über eine Vorrichtung abgesaugt wird, die außerhalb des abgeschlossenen Schmelzraumes hinter einem nicht festschließenden Verschluß oberhalb des geschmolzenen Metalls angeordnet ist und der Verschluß, über den das Metall in den Schmelzraum eingebracht wird, vor dem Einfallen des Metalls in das Schmelzgut geschlossen wird.
  • Die erfindungsgemäße Verfahrensweise ermöglicht es, daß die beim Einwurf des Metalls in das Schmelzgut aufgewirbelten Metall- und Metalloxidstäube nicht abgeführt werden, sondern sich nach kurzer Zeit wieder auf der Schmelze ablagern. Die in die Absaugvorrichtung mitgerissenen Menge an Metall ist so gering, daß auf eine Filteranlage verzichtet werden kann.
  • Weiterhin verhindert die erfindungsgemäße Verfahrensweise ein Eindringen der Abgase aus dem Bereich über der Schmelze in die Arbeitsräume.
  • Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise ist nur ein geringer Luftstrom in Richtung der Absaugvorrichtung notwendig. Er kann erheblich geringer sein als derjenige Luftstrom, der bei den Verfahren des Standes der Technik zum direkten Absaugen der Abluft über dem Schmelzraum notwendig ist.
  • Die erfindungsgemäße Arbeitsweise erlaubt auch ein von Zeit zu Zeit erforderliches Abschöpfen der Metalloxidschicht bei geöffneten Doppeltüren, ohne daß unzulässige Mengen an Emissionen in die Abluft gelangen.
  • Erfindungsgemäß wird unter dem Schmelzraum der Raum verstanden, in dem das Metall aufgeschmolzen wird einschließlich des über der Schmelze befindlichen freien Raum. Dieser über der Schmelze befindliche freie Raum ist vollständig bis auf die genannten Verschlüsse abgeschlossen, zum Beispiel in Form einer Haube.
  • Das Absaugen der Abluft erfolgt über einen Verschluß in der Wandung des über der Schmelze befindlichen Raums. Dieser Verschluß liegt vorzugsweise in Form einer Tür vor; er kann jedoch auch als Doppeltür, Schleuse oder auch als Drossel ausgebildet sein. Im allgemeinen wird über diesen Verschluß auch das aufzuschmelzende Metall eingebracht. Es ist jedoch auch möglich, das aufzuschmelzende Metall über eine weitere Tür einzubringen, die gegebenenfalls auch dicht schließend sein kann.
  • Der Verschluß, über den die Abluft abgesaugt wird, ist nicht dicht schließend, so daß immer ein geringer Sog in Richtung der Absaugvorrichtung besteht. Vorzugsweise wird über diesen Verschluß auch das aufzuschmelzende Metall eingebracht. In diesem Fall ist dieser Verschluß als Tür, vorzugsweise innerhalb eines Stutzens, ausgebildet. Vorzugsweise ist eine solche Tür als Pendeltür ausgebildet, die horizontal an ihrem oberen Rand aufgehängt ist.
  • Der vor der Tür verbleibende, dem Schmelzraum abgewandte allseitig verschlossene Raum kann als Schleuse ausgebildet sein; er ist über eine Absaugleitung mit der Absaugvorrichtung verbunden. Er weist zudem noch eine weitere, vom Schmelzraum abgewandte äußere Tür zur Einführung des Metalles auf. Diese Tür kann sowohl dicht als auch nicht dicht verschließend ausgeführt sein. Sie ist vorzugsweise so angeordnet, daß ein durch diese Tür eingeführter Metallblock entweder direkt oder über geeignete Vorrichtungen, z. B. Rollen, zu dem Verschluß zum Schmelzraum gelangen kann.
  • Beim Vorliegen einer solchen Schleuse wird das aufzuschmelzende Metall über die äußere Tür in die Schleuse eingeführt, darauf hin wird die äußere Tür geschlossen und anschließend die innere Tür geöffnet und das Metall über eine geeignete Vorrichtung in die Schmelze eingeworfen. Die innere Tür schließt sich vor Einfallen des Gutes in die Schmelze.
  • Der Verschluß zum Schmelzraum kann auch als eine Doppeltür ausgebildet sein, in deren Zwischenraum die Absaugleitung zur Absaugrichtung führt. In diesem Fall sind vorzugsweise beide Türflügel im geschlossenen Zustand nicht dicht schließend, so daß der durch die Absaugvorrichtung erzeugte Unterdruck sowohl die Abluft aus dem Schmelzraum als auch die Luft aus dem Arbeitsraum, in dem der Schmelzofen steht, über Ritze und Undichtigkeiten der Tür über die Absaugleitung absaugt. Damit wird auch gewährleistet, daß während des Betriebs des Ofens der Arbeitsraum frei von Emissionen ist, die aus der Oberfläche der Metallschmelze austreten.
  • Die Absaugleistung muß bei Verwendung einer Doppeltür so bemessen sein, daß bei geöffneter Doppeltür im Bereich der Türöffnung die aus der Öffnung austretenden Dämpfe weitgehend abgeführt werden. Gleiches gilt für den Fall, daß der Verschluß in Form einer Drossel vorliegt.
  • Das Einwerfen bzw. Einfallen der Metallbrocken in die Schmelze muß zu einem Zeitpunkt erfolgen, an dem der Verschluß, durch den das Metall eingebracht wird, bereits wieder geschlossen ist. Entsprechende Vorrichtungen, wie z.B. obengenannte Pendeltür, sind dem Fachmann bekannt. Die erfindungsgemäße Verfahrensweise eignet sich zur Abführung der Abluft bei allen Metallschmelzverfahren, bei denen niedrig schmelzende unedle Metalle eingesetzt sind. Unter niedrig schmelzenden Metallensollen solche Metalle verstanden werden, deren Schmelzpunkt zwischen 300 und 450°C liegt, wie z.B. Blei. Durch die geschilderte Verfahrensweise ist es möglich, den Gehalt an Metalloxid und Metall-Partikel in der Abluft auf Werte unter 20 mg Metall/m³ Abluft herabzusetzen. Im Falle des Aufschmelzens von Blei gemäß der erfindungsgemäßen Arbeitsweise wurden Abluftwerte erhalten, die bei nur 3 mg Blei/m³ Abluft lagen. Diese Werte wurden ohne Filteranlage erzielt.
  • Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 4 beispielhaft erläutert.
  • Figur 1 zeigt einen Schnitt durch einen Schmelzofen 1 mit Abdeckung 2 und angebauter Verschlußvorrichtung in der Ausführung als Doppeltür 3. Die Abluft wird über die Abluftleitung 4 abgeführt und mit Hilfe der Drossel 5 einreguliert.
  • Figur 2 zeigt die Einzelheit der Verschlußvorrichtung der Figur 1 in vergrößertem Maßstab. Die Abluftleitung 4 ist an den Rahmen 7 der Doppeltür angeschlossen. Die Doppeltür ist an ihrer oberen Kante aufgehängt und über das Scharnier 6 beweglich.
  • Figur 3 zeigt eine Ausführung mit Schleuse im Schnitt, die als Durchgangsschleuse mit motorisch angetriebener Rollenbahn 8 ausgeführt ist. Das Beschickungsgut 11 öffnet durch Antrieb über die Rollenbahn 8 selbsttätig die einzelnen Schleusentore 9 und 10. Wie bei der Doppeltür befindet sich die Absaugleitung 4 am Rahmen 7 der Schleusenkammer. Es ist sichergestellt, daß das nachzuwerfende Gut 11 erst nach Durchgang und Schließen des Schleusentors 10 in die Schmelze 12 nachfallen kann.
  • In der Figur 4 ist die Ausführung mit Einfachtür 13 im Schnitt dargestellt. Diese Tür ist ebenfalls an ihrer oberen Kante mit Hilfe eines Scharniers 6 aufgehängt. Bei dieser Ausführung befindet sich an beiden Seiten des Türrahmens 7 vor der Tür 13 auf der der Schmelze 12 abgewandten Seite eine Absaugdüse 14, die mit der Absaugleitung 4 verbunden ist.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Absaugen der Abluft beim Aufschmelzen unedler Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt in Schmelzöfen, in die in zeitlich bestimmbaren Abständen das aufzuschmelzende Metall eingebracht wird und die mit einer Absaugvorrichtung korrespondieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft über eine Vorrichtung abgesaugt wird, die außerhalb des abgeschlossenen Schmelzraums hinter einem nicht fest schließenden Verschluß oberhalb des geschmolzenen Metalls angeordnet ist und daß der Verschluß, über den das Metall in den Schmelzraum eingebracht wird, vor dem Einfallen des Metalls in die Schmelze geschlossen wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall über den gleichen Verschluß eingebracht wird, über den die Abluft abgesaugt wird.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß als Doppeltür ausgebildet ist, wobei eine Absaugleitung zur Absaugvorrichtung in den Zwischenraum zwischen den beiden Türflügeln mündet.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß als Schleuse ausgebildet ist, über deren Innenraum die Abluft abgesaugt wird und über deren äußere, dem Schmelzraum abgewandte Tür das aufzuschmelzende Metall bei geschlossener innerer, dem Schmelzraum zugewandter Tür, eingeführt wird.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß als Pendeltür ausgebildet ist.
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