EP2984191A1 - Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von beimengungen freiem, reinem eisenschrott aus einem gemenge von zerkleinertem metallschrott - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von beimengungen freiem, reinem eisenschrott aus einem gemenge von zerkleinertem metallschrott

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EP2984191A1
EP2984191A1 EP13730792.2A EP13730792A EP2984191A1 EP 2984191 A1 EP2984191 A1 EP 2984191A1 EP 13730792 A EP13730792 A EP 13730792A EP 2984191 A1 EP2984191 A1 EP 2984191A1
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EP
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copper
scrap
magnet
iron
machine
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Alexander Koslow
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Akai & Co KG GmbH
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22B1/005—Preliminary treatment of scrap
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • scrap iron may only contain admixtures of non-ferrous metals, which account for less than 0.01 to a maximum of 0.1%. Special attention is paid to the copper content as an admixture.
  • the invention has now taken on the task of developing a method and an apparatus which are able to win from crushed metal scrap pure scrap iron.
  • the foreign substance content, z. B. the copper admixtures with pure scrap iron under 0.01 to max. 0.1% actually lie. Compliance with these limits (0.01 to a maximum of 0.1%) of admixtures with scrap iron must be strictly adhered to. If, during the visual inspection at the end of the separation process, it is found that copper or copper-containing material is still in the scrap iron, then this material is removed by hand. Should this be difficult, then the corresponding separation runs can be repeated until the desired degree of purity is reached.
  • crushed metal scrap is subjected to a separation of iron and admixtures, in particular copper.
  • a screening device is charged with crushed metal scrap.
  • This screening device separates large metal parts from finer metal parts. The latter are spent via a feed device to a sensor-controlled Ausschiess issued.
  • copper-containing material is shot out, so that on the one hand from copper admixtures liberated iron is obtained.
  • no knockout device is technically able to 100% shoot out all copper-containing parts.
  • the unexposed material does not yet have the desired degree of purity of 0.01 to a maximum of 0.1% copper content. Therefore, this material becomes one
  • Overband magnet passed, which has a very specific construction. That to
  • Overband magnet transported material is set by this in a permanent, intense shaking and shaking.
  • all loosely adhering to the iron non-magnetic admixtures are shaken off, so that iron is obtained at the end of the overband magnet, the desired degree of purity of 0.01 to max. 0.1% copper equivalent.
  • the overband magnet is designed so that in the space between the upper and lower strand of an amagnetic conveyor belt, near the lower strand in a continuous row in the conveying direction Magnets are arranged such that their near pole faces each have the same polarity. Ie. the south pole of a preceding magnet is followed by a south pole of the next following magnet. The north pole of this magnet interacts with the north pole of the immediately following magnet and so forth. The smallest number in the magnet sequence are two magnets of this pole configuration. To achieve the intense shaking and
  • the material separated from the iron (for example, containing copper) is also a species-appropriate
  • FIG. 1 A first figure.
  • the material (1) delivered by a crusher (eg shredder, hammer mill, and the like) is delivered to a screening device (2) which separates large and small pieces of material to protect the broke machine from oversized metal parts ,
  • the screened material is delivered via a transport device to the reject machine (3).
  • the large scrap material retained in the screening device, the so-called oversize grain, is in turn returned to the size reduction machine for further comminution.
  • Uncoated material in the reject machine (3) Fe, Cu-containing, largely freed from Fe-Cu composites
  • Scrap mixture is fed via a transport device (6) to an overband magnet (7), which consists of at least 2 arranged in series in the conveying direction magnets that connect directly with their pole faces close together, each with a south pole of a preceding magnet the south pole of the next following magnet is assigned and whose north pole is the north pole of this immediately following magnet, etc. ..
  • the material (Fe, Cu and / or other material composites) shot after passing through the reject machine (3) is subject to manual sorting in which Fe-Cu composites and other Fe-metal composites (anchors, electrical conductor assemblies etc.) are discarded.
  • the remaining copper-containing iron mixture is in turn fed to an overband magnet (13) via a transport device (12).
  • This overband magnet (13) also has the same design as the overband magnet described above under (7), so that an intensive shaking and shaking movement of the transported copper-containing material takes place again. All non-magnetic constituents in the mixture are shaken off again and pure iron (0.01 to a maximum of 0.1% Cu) is obtained at the end of the overband magnet (13). At the end of the entire process, a visual check ensures that no more Cu is contained in the scrap iron. The shaken out non-ferrous material is fed to a further species-appropriate processing.
  • shredding machine eg shredder, hammer mill, etc.
  • Non-shot material Fe, Cu-containing material largely freed from Fe-Cu bonds

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Abstract

Diese Erfindung behandelt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von Beimengung freiem, reinem Eisenschrott aus einem Gemenge von zerkleinertem Metallschrott. Vorrichtung und Verfahren zeichnen sich dadurch aus, dass einzelne Schritte unternommen werden, um Eisen von anhaftenden Beimengungen zu entfernen. Hierbei ist ein besonderes Augenmerk auf Kupfer und kupferhaltige Beimengungen gerichtet. Zerkleinerter Metallschrott wird mittels einer Siebeinrichtung in kleine und große Schrottteile getrennt. Die kleinen Schrottteile werden zu einer Ausschiessmaschine transportiert, die großen Materialteile zurück zur Zerkleinerungsmaschine. In der Ausschiesseinrichtung wird kupferhaltiges Material ausgeschossen und noch kupferhaltiges Eisen über eine Vibrationsrinne zu einem speziellen Überbandmagneten geleitet, der auf Grund seiner technischen Bauart das kupferhaltige Material in eine permanente, intensive Schüttel- und Rüttelbewegung über die gesamte Bandstrecke versetzt, sodass alle amagnetischen Beimengungen vom Eisen abfallen und Eisen mit nur noch 0,01 bis max. 0,1 % Kupferanteil erhalten wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Beimengungen
freiem, reinem Eisenschrott aus einem Gemenge von zerkleinertem Metallschrott
Die stahlverarbeitende Industrie, insbes. Automobilindustrie stellt immer höhere Anforderungen an den aus Metallschrott gewonnenen Eisenschrott. Dieser Eisenschrott darf nur noch Beimengungen von NE-Metallen beinhalten, die weniger als 0,01 bis maximal 0,1 % ausmachen. Ein besonderes Augenmerk ist auf den Kupferanteil als Beimengung gerichtet.
Es sind bereits Einrichtungen und Verfahren bekannt, die sich mit diesem Problem befassen (US- Patentschrift 2009/0236268 AI und US Patentschrift 2010/0017020 AI). Die Verfahren und
Vorrichtungen dieser Patentschriften streben zwar gleichfalls an aus Metallschrott reinen
Eisenschrott herzustellen, dessen Kupferanteil unter Grenzwerten von 0,03 bis 0,2 % liegt. Indes sind die vorgeschlagenen Maßnahmen nicht ausreichend, um diese Werte zu erreichen. Sie bleiben daher nur ein anzustrebendes Ziel. Auch sind nach jedem Verfahrensschritt Kontrollen vorgesehen, die jedoch dazu dienen Abweichungen vom angestrebten Ziel festzustellen, wobei bereits
Messabweichungen bei den für die Kontrollen verwendeten Geräte die Kontrollen wenig
aussagekräftig erscheinen lassen.
Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, die in der Lage sind, aus zerkleinertem Metallschrott reinen Eisenschrott zu gewinnen. Bei dem so gewonnen reinen Materialen soll der Fremdstoffanteil, z. B. die Kupferbeimengungen bei reinem Eisenschrott unter 0,01 bis max. 0,1 % tatsächlich liegen. Die Einhaltung dieser Grenzwerte (0,01 bis maximal 0,1%) an Beimengungen zum Eisenschrott ist exakt einzuhalten. Wird bei der Sichtkontrolle am Ende des Trennverfahrens festgestellt, dass sich noch Kupfer oder kupferhaltiges Material im Eisenschrott befindet, dann wird dieses Material händisch entfernt. Sollte dies Schwierigkeiten machen, dann können die entsprechenden Trennläufe solange wiederholt werden bis der gewünschte Reinheitsgrad erreicht ist.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zerkleinerter Metallschrott einer Trennung von Eisen und Beimengungen, insbes. Kupfer unterworfen. Mittels eines Zubringerförderbandes wird eine Siebeinrichtung mit zerkleinertem Metallschrott beschickt. Diese Siebeinrichtung sondert große Metallteile von feineren Metallteilen ab. Letztere werden über eine Beschickungseinrichtung zu einer sensorgesteuerten Ausschiesseinrichtung verbracht. In der Ausschiesseinrichtung wird kupferhaltiges Material ausgeschossen, sodass einerseits von Kupferbeimengungen befreites Eisen erhalten wird. Andererseits ist keine Ausschiesseinrichtung technisch in der Lage alle kupferhaltigen Teile zu 100 % auszuschießen. Das nicht ausgeschossene Material weist noch nicht den gewünschten Reinheitsgrad von 0,01 bis maximal 0,1 % Kupferanteil auf. Daher wird dieses Material zu einem
Überbandmagneten geleitet, der eine ganz spezifische Konstruktion aufweist. Das zum
Überbandmagneten transportierte Material wird durch diesen in eine permanente, intensive Schüttel- und Rüttelbewegung versetzt. Hierdurch werden alle lose dem Eisen noch anhaftenden amagnetischen Beimengungen abgeschüttelt, sodass am Ende des Überbandmagneten Eisen erhalten wird, das dem gewünschten Reinheitsgrad von 0,01 bis max. 0,1 % Kupferanteil entspricht. Hierzu ist der Überbandmagnet so gestaltet, dass im Zwischenraum zwischen Ober- und Untertrum eines amagnetischen Förderbandes, nahe dem Untertrum in fortlaufender Reihe in Förderrichtung Magnete derart angeordnet sind, das deren nahe zueinander liegenden Polflächen jeweils gleiche Polung aufweisen. D. h. der Südpol eines vorausgehenden Magneten ist gefolgt von einem Südpol des nächst folgenden Magneten. Der Nordpol dieses Magneten wirkt mit dem Nordpol des unmittelbar diesem folgenden Magneten zusammen und so fort. Die kleinste Zahl in der Magnetfolge sind zwei Magnete diese Polkonfiguration. Zur Erzielung der intensiven Schüttel- und
Rüttelbewegung, über die gesamte Förderstrecke des Überbandmagneten, des transportierten Gemenges ist die Polzuordnung und deren Polabstand zueinander maßgeblich. Die Polzuordnung Südpol zu Südpol und Nordpol zu Nordpol und die Einhaltung eines Minimalabstandes, der gegen 0 gehen sollte, der Polflächen zueinander ist entscheidend um die notwendige Schüttel- und
Rüttelbewegung für das Abschütteln von Beimengungen aus dem Eisenmaterial zu bewirken.
Parallel zu den vorstehend beschriebenen Verfahrensschritten trennt sich das Trennverfahren nach Durchlaufen der Ausschussmaschine. Schrottmaterial, das sich aus Materialverbunden
zusammensetzt, das Eisen und Kupfer noch verbindet, z. B. dadurch das unter den zwei Materialien eine formschlüssige oder andere mechanische Verbindung besteht, werden in einer parallel verlaufenden Verfahrenslinie diese voneinander händisch getrennt. Nach dieser Trennung von kupferhaltigen Verbundstoffen wird das derart erhaltene Kupfer-Eisenmaterial wiederum zu einem Überbandmagneten der gleichen Konfiguration, wie oben näher beschrieben, geleitet und durch eine permanente, intensive Schüttel- und Rüttelbewegung über die gesamte Förderstrecke des
Überbandmagneten von unerwünschten Beimengungen getrennt. Das derart erhaltene Eisen entspricht dann den gewünschten Vorgaben von 0,01 bis maximal 0,1 % Kupferbeimengungen.
Am Ende jeder Überbandmagnetstrecke ist eine Kontrolle vorgesehen, die verantwortlich ist für die Einhaltung der angestrebten Beimengungen von Kupfer zum Eisen.
Das vom Eisen getrennte Material (z. Tl. kupferhaltig) wird ebenfalls einer artgerechten
Weiterverarbeitung zugeführt.
Das nun reine Eisen geht in die Verhüttung zu hochwertigem Stahl. Beschreibung der Figuren
Figur 1
Das von einer Zerkleinerungsmaschine (z. B. Shredder, Hammermühle u. ä. Gerät) gelieferte Material (1) wird zu einer Siebeinrichtung (2) geliefert bei der eine Trennung von großen und kleineren Materialteilen erfolgt, um die Ausschussmaschine vor übergroßen Metallteilen zu schützen. Das ausgesiebte Material wird über eine Transporteinrichtung zur Ausschussmaschine (3) geliefert. Das in der Siebeinrichtung zurückgehaltene große Schrottmaterial, das sog. Überkorn, wird wiederum zur weiteren Zerkleinerung an die Zerkleinerungsmaschine zurückgeleitet. In der Ausschussmaschine (3) nicht geschossene Material (Fe-, Cu- haltige, weitgehend von Fe-Cu-Verbunden befreites
Schrottgemenge) wird über eine Transporteinrichtung (6) einem Überbandmagneten (7) zugeführt, der aus mindestens 2 in Reihe in Förderrichtung angeordneten Magneten besteht, die unmittelbar mit ihren Polflächen dicht aneinander anschließen, wobei jeweils ein Südpol eines vorausgehenden Magneten dem Südpol des nächst folgenden Magneten zugeordnet ist und dessen Nordpol dem Nordpol des diesem unmittelbar folgenden Magneten gegenüber liegt usw.. Durch diese
Konfiguration der Magnete und ihrer Pole wird das zugeführt Metallschrottgemenge in einer permanenten, intensiven Schüttel- und Rüttelbewegung am amagnetischen Transportband des Überbandmagneten gehalten. Durch diese Schüttel- und Rüttelbewegung werden alle nichtmagnetischen Bestandteile aus dem Schrottgemenge abgeschüttelt, sodass am Ende des Überbandmagneten reiner Eisenschrott (10) erhalten wird (0,01 bis max. 0,1% Beimengungen von Cu). Eine abschließende Sichtkontrolle (9) soll dies gewährleisten.
Das nach Durchlaufen der Ausschussmaschine (3) geschossene Material (Fe-, Cu und / oder andere Materialverbunde) unterliegt einer händischen Sortierung bei der Fe-Cu Verbünde und andere Fe-Metall Verbünde (Anker, elektrische Leiterverbunde etc.) ausgesondert werden. Das anschließend verbleibende kupferhaltige Eisengemenge wird wiederum einem Überbandmagneten (13) über eine Transporteinrichtung (12) zugeführt. Auch dieser Überbandmagnet (13) weist die gleiche Bauart auf wie der vorstehend unter (7) beschriebene Überbandmagnet, sodass wiederum eine intensive Schüttel- und Rüttelbewegung des transportierten kupferhaltigen Materials erfolgt. Alle nichtmagnetischen Bestandteile im Gemenge werden wiederum abgeschüttelt und am Ende des Überbandmagneten (13) erhält man reines Eisen (0,01 bis max. 0,1% Cu). Am Ende des gesamten Verfahrens sorgt eine Sichtkontrolle, dass kein Cu mehr im Eisenschrott enthalten ist. Das ausgeschüttelte NE-Material wird einer weiteren artgerechten Verarbeitung zugeführt.
Legende
1 Zerkleinertes Schrottgemenge von Zerkleinerungsmaschine (z. B. Shredder, Hammermühle etc.)
2 Siebeinrichtung
3 Ausschussmaschine
4 Nicht geschossenes Material (Fe-, Cu-haltiges weitgehend von Fe-Cu-Verbunden befreites Material)
5 Geschossenes Material (Fe-mit Cu- und/oder anderen Metallverbunden gebildetes Material)
6 Transporteinrichtung zum 1. Überbandmagneten (Vibrationsrinne)
7 1. Überbandmagnet
8 Transporteinrichtung zur Kontrollstation
9 Sichtkontrolle auf physisch vorhandenes Cu - und andere NE-Metalle
10 Fe-Schrott mit 0,01 bis max. 0,1 % Cu-Anteilen
11 Händisches Aussortieren von Fe-Cu-Verbunden und anderen Fe-NE-Metall Verbunden
12 Transporteinrichtung zum 2. Überbandmagneten
13 2. Überbandmagnet
14 Sichtkontrolle auf physisch vorhandenes Cu oder andere NE - Metalle
15 Fe-Schrott mit 0,01 - max. 0,1 % Cu
16 NE-Metalle (auch Cu)

Claims

Patentansprüche
Patentanspruch 1:
Verfahren zur Gewinnung von Beimengungen freiem, reinem Eisenschrott aus einem Gemenge von zerkleinertem eta llschrott, gekennzeichnet durch nachfolgende Verfahrensschritte:
• Zerkleinerung von Metallschrott mittels einer Zerkleinerungsmaschine
• Aussondern von übergroßen Bauteilen mittels einer Siebung
• Zuführen des Siebgutes zu einer Ausschussmaschine mit Erkennungssensoren und
Ausschießen von Cu-haltigem und verbundenem Material
• Zuführen des verbliebenen Schrottgemenges zu einem Überbandmagneten, intensives
Schütteln und Rütteln des kupferhaltigen Transportgutes über die gesamte Förderstrecke des Überbandmagneten infolge einer Zuordnung gleichgerichteter Pole (Nord-Nord; Süd-Süd) der in Reihe in Förderrichtung zwischen einem amagnetischen Unter- und Obertrum, nahe dem Untertrum dicht aneinander plazierter Magnete (mindestens 2)
• Sichtkontrolle des verbliebenen reinen Eisenschrotts auf physisch anhaftendes Kupfer
• Händisches Entfernen von optisch festgestelltem Kupfer oder kupferhaltigem Material
Patentanspruch 2:
• Verfahren nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch Rückführen des bei der Siebung ausgesonderten Überkorns (Schrottteile, die für die Ausschussmaschine zu groß sind) zu der Zerkleinerungsmaschine
Patentanspruch 3:
• Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Behandeln des in der Ausschussmaschine geschossenen Materials (Fe- mit Cu- oder anderen NE-Metallen verbundenes Materials) durch händisches Aussortieren von Fe-Cu-Verbunden und anderen Fe-NE-Verbunden)
• Zuführen des verbliebenen geschossenen Materials zu einem Überbandmagneten, intensives Schütteln- und Rütteln des kupferhaltigen Transportgutes über die gesamte Förderstrecke des Überbandmagneten infolge einer Zuordnung gleichgerichteter Pole (Nord-Nord; Süd- Süd) der in Reihe in Förderrichtung zwischen einem amagnetischen Unter- und Obertrum, nahe dem Untertrum dicht aneinander plazierten Magnete (mindestens 2)
• Sichtkontrolle des gewonnenen reinen Eisenschrott auf physisch anhaftendes Kupfers und gegebenenfalls händischem Entfernen desselben
• Zuführen der ausgesonderten weiteren NE-Metalle einer artgerechten weiteren
Verarbeitung
Patentanspruch 4:
• Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zuführung für ein zerkleinertes Metallschrottgemenge (1) zu einer Siebeinrichtung (2), die einerseits mit einer Ausschussmaschine (3) und andererseits mit einer Rückführung von sog. Überkorn mit einer Zerkleinerungseinrichtung in Verbindung steht • Einer sensorgesteuerten Ausschussmaschine (3) die über eine Vibrationsrinne mit einem Überbandmagneten zusammenwirkt, der Schüttel- und Rütte Ibewegungen im kupferhaltigen Transportgut hervorruft, dadurch, dass die Polzuordnung gleichgereichtet ist, sodass auf dem Nordpol eines vorausgehenden Magneten der Nordpol des in Förderrichtung unmittelbar anschließenden nachfolgenden Magneten zugeordnet ist und dem Südpol dieses Magneten der Südpol des Folgemagneten usw. zugewiesen ist (Nordpol zu Nordpol; Südpol zu Südpol), sowie der Anordnung der Magnete im Zwischenraum zwischen einem Untertrum und einem Obertrum, jedoch nahe dem Untertrum eines amagnetischen Förderbandes vorgesehen ist
• Kontrollstation im Anschluss an den Überbandmagneten
Patentanspruch 5:
• Vorrichtung nach Patentanspruch 3 gekennzeichnet durch eine Verbindung von in der Ausschussmaschine ausgeschossenem Material zu einer Sortierstation (11) zur händischen Trennung von Fe-Cu-Verbunden und Fe-NE-Verbunden
• Verbindung zum Transport von Fe mit Cu lose verbundenem Fe von der Sortierstation (11) zu einem Überbandmagneten (13) gleicher Konstruktion wie in Anspruch 4 beschrieben
• Verbindung des Überbandmagneten mit einer Kontrollstation (14)
• Weiterleitung aller NE-Metalle
EP13730792.2A 2013-04-10 2013-04-10 Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von beimengungen freiem, reinem eisenschrott aus einem gemenge von zerkleinertem metallschrott Withdrawn EP2984191A1 (de)

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