EP3325380A1 - Conveying and separating pieces of raw material - Google Patents

Conveying and separating pieces of raw material

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Publication number
EP3325380A1
EP3325380A1 EP16753254.8A EP16753254A EP3325380A1 EP 3325380 A1 EP3325380 A1 EP 3325380A1 EP 16753254 A EP16753254 A EP 16753254A EP 3325380 A1 EP3325380 A1 EP 3325380A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
raw material
pieces
conveyor
conveyor belt
conveying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16753254.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Bernd Pillkahn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proassort GmbH
Original Assignee
Proassort GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Proassort GmbH filed Critical Proassort GmbH
Publication of EP3325380A1 publication Critical patent/EP3325380A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G27/00Jigging conveyors
    • B65G27/04Load carriers other than helical or spiral channels or conduits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07CPOSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/02Measures preceding sorting, e.g. arranging articles in a stream orientating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07CPOSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2203/00Indexing code relating to control or detection of the articles or the load carriers during conveying
    • B65G2203/04Detection means
    • B65G2203/042Sensors
    • B65G2203/044Optical

Definitions

  • the invention relates to a method for conveying and separating recyclable pieces of raw materials, which are subjected to a spectroscopic analysis of the composition, wherein the raw material pieces are first applied to a vibratory conveyor and separated there and then go on a conveyor belt.
  • the recycling of secondary raw materials is of considerable economic importance. This is all the more so since large parts of the raw materials used come from third countries, which can not always guarantee security of supply.
  • the recycling of secondary raw materials is also environmentally desirable.
  • the secondary raw materials are usually present as fractions, which consist of a large number of individual pieces of raw materials.
  • the individual fractions usually originate from individual disposal points (places of origin), scrap are composed of raw materials of different and undefined origin. Even the elimination of Neuschrotten from a certain point of disposal may in turn have different chemical compositions in the individual pieces.
  • the individual fractions are usually pre-sorted only in terms of belonging to a base material, but often differ significantly in their chemical composition in the alloy spectrum. For example, metal scrap is composed of individual parts of different alloy contents.
  • LIBS For analyzes of alloying elements with similar atomic masses as the base material itself, LIBS is currently the method of choice.
  • alloy systems are, for example, manganese, chromium and nickel in iron or magnesium and silicon in aluminum.
  • a defined time is available, which also depends on the demand for the accuracy of the analysis and on the state of the secondary raw material surface.
  • the distance of the individual pieces of raw material from each other must therefore follow a defined time balance, which is described by the sensor system, the condition of the measuring objects and the measuring task itself.
  • a defined time balance which is described by the sensor system, the condition of the measuring objects and the measuring task itself.
  • the sorting of pieces of raw material before the actual spectroscopic analysis usually also time for the detection of the shape and position of the piece of raw material and the determination of suitable measurement points on the piece of raw material, an upstream ablation of the surface to expose appropriate measurement points and finally after the spectroscopic analysis needed for the computational analysis of the analysis and the supply of raw material pieces to individual sorting fractions. All these steps necessitate a precise and, according to operational experience, preselectable separation or separation of the pieces of raw material.
  • Vibratory conveyors are understood to mean, according to the invention, vibrating troughs and vibrating chutes, which differ from one another in that, in contrast to a vibrating chute, a vibrating trough also comprises a vertical component of motion.
  • the lateral deflection should be max. +/- 150 mm, since with larger scan widths an excessive scattering of the emitted light can be observed.
  • the inventive method thus combines the advantages of a vibratory conveyor (reliable separation of raw material pieces) with those of a conveyor belt (high conveying speed).
  • the design of the vibratory conveyor in the form of curved, a slope having ramps has proved to be particularly advantageous insofar as the induced by the vibratory conveyor separation of raw material pieces on the conveyor is not only preserved, but due to the usually between vibratory conveyor and Conveyor belt present difference of conveyor speeds further pronounced.
  • the curved formation of the ramps ensures that the pieces of raw material are applied to the conveyor belt within a narrow conveyor track required by the sensor system, it also being possible for several conveyor tracks to run parallel to one another in the conveying direction.
  • the pieces of raw material within a conveyor track are arranged one behind the other in such a way that a problem-free analysis of the composition with the aid of a laser beam is possible and the laser beam does not have to undergo too large deflections.
  • the transfer of the pieces of raw material from the vibrating conveyor onto the conveyor takes place automatically, i. The pieces of raw material slip on the conveyor due to the gradient of the ramps.
  • the baffles in the direction Conveyor belt have a slope.
  • the baffles may also be curved in cross-section viewed, wherein the raw material pieces pass over the concave sides of the baffles on the conveyor belt. The speed of the pieces of raw material can be further increased at the transition by appropriate inclination of the baffles.
  • baffles vertically arranged elements can be arranged on the baffles, which provide for a lateral limitation of the flow of the raw material pieces and hold the pieces of raw material in the trained conveyor tracks.
  • baffles according to the invention any elements understood over which the pieces of raw material can slide on the conveyor belt, regardless of the material of the baffles.
  • a guide plate can thus also be made of a non-metallic material.
  • the pieces of raw material are generally accelerated significantly.
  • Typical conveying speeds of conventional vibratory conveyors are on the order of 300 mm / s, of conveyor belts, however, at 3,000 mm / s; By this speed difference by a factor of 10, a strong impulse is caused in the transition of the piece of raw material from the vibrating trough on the conveyor belt, through which the piece of raw material comes into self-motion, which has a long conveying path.
  • the piece must be very quiet on the conveyor belt.
  • the raw material pieces on the ramps are preferably accelerated by a factor of 2, more preferably by a factor of 5 and even more preferably by a factor of 10.
  • the increase in speed allows a smooth transition from the vibratory conveyor to the conveyor belt. This in turn allows the use of short conveyor belts, even at high conveying speeds, which has a positive effect on the length and capital expenditure of the system.
  • the acceleration in the vibrating channel contributes significantly to the singling, because the gaps between the individual pieces of raw material increase.
  • Vibratory conveyors are mechanical conveyors for bulk materials of different types, in which the medium to be transported is moved by means of vibrations.
  • a typical vibratory conveyor in the form of a vibrating trough has a conveyor trough, which moves obliquely upwards in the conveying direction and back for transport, ie the movement comprises a vertical component and a horizontal component in the conveying direction. In this way, the conveyed is thrown upwards and, after the conveyor trough itself has moved back, in a lying in the conveying direction closer to the outlet end of the conveyor trough area again.
  • the lateral variance of the centers of the pieces of raw material should be max. 600 mm, preferably max. 400 mm, more preferably max. 300 mm.
  • the focal points of the laser on the pieces of raw material on which the analysis of the composition is made within a relatively narrow, running in the conveying direction on the conveyor belt of max. 600, 400 or 300 mm width.
  • the piece of raw material may also laterally protrude beyond the conveyor tracks, in particular if they are larger than approximately 30 cm.
  • the sites where the analysis of the composition is carried out should be located within a comparatively narrow conveyor lane.
  • the slope increases in the direction of the conveyor belt. In this way, the speed of the pieces of raw material from the vibratory conveyor to the conveyor belt can be specifically increased. If a plurality of ramps are arranged one behind the other, it may be sufficient if only the ramp closest to the conveyor belt is arched in order to bring about a transition to the conveyor belt in certain conveyor tracks; however, this may also apply to the other ramps.
  • the pieces of raw material are accelerated in this way to a speed which corresponds to the conveying speed of the conveyor belt or at least comes close to it. In this way it is prevented that the raw material pieces by a sudden acceleration in the transition to the conveyor belt in an uncontrolled movement occur, which completely or partially repeals the ordered, previously performed separation. It is advantageous if the pieces of raw material on the ramp or ramps and possibly the baffles are accelerated to a speed that max. 50%, more preferably max. 40%, max. 30%, max. 20% or max. 10% below the conveying speed of the conveyor belt.
  • the speed of the pieces of raw material during the transition to the conveyor significantly, z. B. can be increased by a factor of 2 without this having a negative impact on the stable position of the piece of raw materials.
  • the speed difference ensures a certain movement of the pieces of raw material, but after a short time they are again stable within their conveyor track on the conveyor belt.
  • the acceleration in the transition to the conveyor belt leads to an amplification of the separation and to greater distances between the individual pieces of raw material.
  • the acceleration can also be used to use conveyor belts with a particularly high speed, for example, with a conveying speed which are above the usual 3 m / s in the prior art.
  • the described conveying and separating method is preferably carried out in combination with laser spectroscopy, in particular laser-induced plasma spectroscopy (LIBS).
  • LIBS laser-induced plasma spectroscopy
  • a very short, high-energy laser pulse is focused on the surface to be examined.
  • the local strong heating of the material taking place there leads to the formation of a light-emitting plasma, the emission being characteristic of the respective material.
  • This method is particularly suitable for analyzing the composition of secondary raw material pieces.
  • the separation and accurate recording of the individual pieces of raw material when using LIBS is particularly important because every single piece of raw material in the beam path of the laser must be introduced in order to obtain a reliable statement about the composition.
  • a scan of the laser can be made, d. H.
  • the laser beam scans different areas of the piece of raw material to be analyzed.
  • the deflection of the laser beam from the main direction must not become too large and should not be more than 150 mm. For even greater distractions there is a risk that the emitted light scatters too much and therefore incorrect measurements occur.
  • the spectrometer analyzes the atomic composition of the pieces of raw material.
  • the analysis of the composition is followed by an automated sorting of the pieces of raw material.
  • the system has a data processing device (control unit), which ensures that, depending on the composition, a piece of raw material is classified into a specific category and fed to certain fractions depending on it.
  • control unit For each target fraction, certain requirements can be made with respect to upper and lower limits of individual components, so that the control unit of the system can each make a decision as to whether a piece of raw material has to be assigned to a certain target fraction or to another target fraction.
  • an analysis of the composition of at least a majority of the pieces of raw material and ideally each individual piece should be carried out, so that accurate sorting can be carried out even when mixing fractions of different origin.
  • the individual fractions can be supplied, for example, individual containers or separate conveyors, the Feed raw material pieces in turn to different uses.
  • the sorting can be done in different, basically known from the prior art, for example pneumatically with the help of targeted air blasts, which direct the pieces of raw material in certain directions, as described in DE 100 29 951 A1.
  • purely mechanical solutions for deflecting the pieces of raw material are conceivable, for example flaps, gripping devices or the like.
  • the raw material pieces can be applied to the conveyor belt in such a way that they form a plurality of conveyor tracks in the conveying direction, which run parallel to one another in the conveying direction.
  • an analysis of the composition of the pieces of raw material is carried out in each conveyor lane.
  • several spectroscopic devices, in particular several LIBS units must be used as a rule.
  • each track remains stable in their orientation and in particular do not cross the conveyor tracks, d. H. a piece of raw material once assigned to a certain conveyor lane remains in this conveyor lane until final sorting.
  • the length of the conveyor belt until the spectroscopic detection is usually max. 5 to 7 m. It has been found that with the aid of the method according to the invention raw material pieces of different sizes can be conveyed and separated; the edge length of the pieces of raw material may be up to 2 m, preferably up to 1, 5 m, more preferably up to 1 m. The simultaneous sorting of pieces of raw material of an edge length of 1 m with such an edge length of only 20 cm is readily possible. However, it is also possible to increase the throughput rate downstream of the first conveyor belt to which the pieces of raw material are applied via the ramp, to arrange one or more further conveyor belts, the successively increase the conveying speed.
  • the conveying speed can therefore be brought to a final conveying speed of 3 to 7 m / s, preferably 4 to 6 m / s, more preferably 5 to 6 m / s via further conveyor belts.
  • a successive increase in the conveying speed further reduces the risk that an excessive acceleration of the pieces of raw material when hitting the ramp on the conveyor belt leads to uncontrolled movements of the pieces of raw material and thus to a cancellation of the separation.
  • the vibratory conveyor can have significant differences between individual sorting processes, it makes sense to make the vibratory conveyor adjustable in terms of various parameters.
  • these can also be adjustable during operation, so that the user can optimize the parameters when applying the method to a newly sorted fraction of pieces of raw material directly so that a good separation in the conveying direction and a sorting occurs in conveyor tracks.
  • Parameters to be set are, in particular, the oscillation amplitude, the oscillation frequency, the throw angle and the inclination of the ramps of the vibratory conveyor.
  • the adjustability of these parameters has proven to be very advantageous because different pieces of raw materials achieve optimum delivery and separation at different delivery conditions in the vibratory conveyor. An experienced operator of the plant can immediately recognize whether the separation is proceeding in the desired manner or whether adjustments of the mentioned parameters are necessary. It is therefore advantageous if the parameters can be varied during operation, for example, from a control panel.
  • Typical vibration frequencies of the vibratory conveyor are in a range between 300 and 1, 200 per minute, preferably 500 to 1, 000 per minute.
  • the throw angle with respect to the horizontal can be for example 10 to 60 °.
  • the gradient of the ramps should preferably be in a range between 5 and 70 °, preferably in a range between 10 and 45 °
  • parameters of the conveyor belt in particular the conveying speed and possibly the shape of the conveyor belt.
  • the shape can be tapered downwards from open at the top and flat up to an acute angle.
  • the setting of the parameters can z. B. therefore become necessary because heavily soiled scrap more time for processing, in particular for the removal of surface layers require by ablation than Neuschrotte.
  • ramps and / or baffles In order to adapt to the conveyed it may also be useful to provide interchangeable ramps and / or baffles. Depending on the pieces of raw material to be sorted, therefore, different ramps can be used, which differ in terms of length, gradient and / or curvature. When changing from a certain type of raw material pieces, for example, relatively small pieces of raw material with an average edge length of about 20 cm to larger pieces of raw material with an average edge length of about 80 cm can in this way the application of the raw material pieces on the conveyor belt while maintaining the Vibratory conveyor induced singling be optimized. In this context, the ramps / baffles can also be adjusted in terms of their width to the conveyed.
  • the ramps and / or the baffles may also be designed such that their incline can be adjusted without having to exchange the ramps / baffles.
  • the slope can be adjusted during operation. In this way, as well as in the setting of appropriate parameters for the vibratory conveyor or the conveyor belt, an adaptation to the concrete conveyed possible to achieve optimal separation and maintaining the separation up to the spectroscopic analysis.
  • the method can be applied to any piece of raw material, but as a rule it will be secondary pieces of raw material that are recycled. However, if necessary, only or predominantly primary raw material pieces may be added, in particular to produce a particular target composition. As a rule, these are meltable raw materials; ideally, they only have to are melted to obtain a target melt of the desired composition, so that an admixture of other substances or a removal of substances from the melt is no longer or at most still necessary to a very small extent to produce a new material. Secondary raw materials also distinguish between new scraps and old scraps. Scrap are those that have already been used, possibly over long periods of time, for example, car bodies to be worked up or the corresponding scissors or shredder scrap.
  • Neuschrotte are those that arise in the manufacture of components, such as the remains of a sheet from which a certain shape was punched out.
  • metal scrap especially steel scrap, including particularly galvanized steel scrap
  • the method according to the invention can also be used for other metal scrap, in particular aluminum, copper, zinc and titanium scrap.
  • plastic parts or glass are also conceivable.
  • the method according to the invention can be used within the scope of a scrap processing, as described in DE 10 2012 015 812 A1, or within the scope of an assorting method (DE 10 2012 024 816 A1), in which target fractions of recyclable raw materials with certain desired compositions are produced.
  • an assorting method DE 10 2012 024 816 A1
  • the minimum size of the individual pieces of raw material should not be less than 2 mm, below size, the dimensions in the two dimensions of the support surface, for example a conveyor belt, to be understood, ie The piece of raw material should be at least 2 mm long and wide.
  • the size applies to all dimensions including the height.
  • the individual pieces of raw material are larger, for example, have a size of at least 50 mm, preferably at least 100 mm.
  • the handling of large-scale, thinner pieces of raw material is difficult even in the promotion, which is why the pieces of raw material after a possible crushing step max. should have a size of 2,000 mm.
  • the comminution step can also be carried out after the step of cleaning or detaching surface coverings.
  • the pieces of raw material are at least roughly presorted with regard to their basic composition, for example with regard to the base material or the layer system, or else with regard to their size.
  • a known basic composition it can be decided whether a treatment of the pieces of raw material with one or more liquids for cleaning the surface and / or for detachment of surface coatings, ie a stripping is necessary before the actual method according to the invention is carried out.
  • different approaches may be useful, depending on whether it is z.
  • organic solvents such as aliphatic or aromatic hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons, alcohols, glycol ethers, dicarboxylic acid esters, acetone, etc. can be used as paint strippers for removing organic coatings.
  • Methylene chloride is used most frequently.
  • acids or bases can be used.
  • the pieces of raw material to be treated can expediently be mechanically pretreated before being brought into contact with the liquid, in particular comminuted, shredded, roughened and / or otherwise deformed in order to increase the contact surfaces to the liquid. Possibly.
  • Drying of the pieces treated with the liquid may be carried out prior to the analysis in order to remove adhering liquid residues. Since the measurement result in the spectroscopic analysis by surface coatings, enrichment or depletion of alloying elements on the surface, impurities on the surface, adhering oil layers, etc., can be distorted, it may also be useful before the actual analysis of the composition by a laser Cleaning pulses for ablation on the pieces of raw material act. With the help of the cleaning pulses coatings and impurities of the surface can be removed, so that subsequently a genuine analysis of the composition is possible.
  • a determination of the positions of the pieces of raw material as well as a determination of spatial information regarding the pieces of raw material can be carried out.
  • the partial or complete determination of the shape of the pieces of raw material is understood as the determination of spatial information. This serves to prepare the analysis, in particular with regard to the determination of suitable measuring points.
  • the position is in particular the position of the raw material piece on the transport device.
  • the shape, position and topography of the individual pieces of raw material can be determined by means of a laser-cutting camera / light-section sensor preceding the actual spectroscopic analysis.
  • the shape and orientation requires reliable singulation technology as described herein.
  • the extraction of spatial information on the pieces of raw material is also possible via a (pulsed) laser, which parallel to the transport direction a contour line of each piece of raw material over the light transit time determined. This serves to prepare the subsequent analysis process in the case of pieces of raw materials which have a considerable height difference in or from piece to piece, so that a light-optical method can focus sufficiently precisely for the actual measurement.
  • the spatial information obtained is used to determine the places where compositional analysis takes place in the subsequent step. By determining the contour line, the cycle time of the measuring processes is increased and the measuring accuracy is increased. In addition, the influence of any relative movements of the pieces of raw material relative to the transport device is largely eliminated by measurement.
  • the determination of the position of the pieces of raw material is also possible with the help of a 3D scanning step, which can also serve to gain spatial information on the pieces of raw material. It is thus possible to detect the shape of the pieces of raw material.
  • the spatial information on the pieces of raw material, in particular the shape is automatically evaluated at which positions a spectroscopic analysis is easily possible. In this way, the analysis can be significantly accelerated, since the number of unsuccessful analysis steps is minimized.
  • 3D scanning technologies which are generally carried out with the aid of a laser, are well known to the person skilled in the art and are used in a variety of ways, for example for determining the shape of dental arches, for rapid prototyping etc. The WR Scott, G. Roth, ACM Computing Surveys, Vol. 35, 2003, pp. 64-96, "View Planning for Automated Three-Dimensional Object Reconstruction and Inspection".
  • the position of the piece of raw material in the case of metals can be determined by electromagnetic induction.
  • coils may be provided, for example below the transport device, which together with a capacitor form a resonant circuit, so that the position of a metallic piece of raw material is detected electronically.
  • Devices in which with the help of electromagnetic induction, the presence of a metallic object can be detected, are known in the art in principle.
  • the formation of the conveyor tracks can also take place by curved guide plates, which are arranged between the vibratory conveyor and the conveyor belt, instead of curved ramps of the vibratory conveyor.
  • the invention also relates to a method for conveying and separating pieces of raw material, which are subjected to a spectroscopic analysis of the composition, comprising the following steps: - applying and conveying the raw material pieces on a vibrating conveyor
  • baffles are arranged, the baffles in the When viewed in cross-section, they are arched and the pieces of raw material slide over the concave sides of the guide plates onto the conveyor belt and form one or more conveying tracks running in the conveying direction.
  • the previously said to the baffles applies.
  • the invention also relates to a device or system for carrying out a corresponding method. Accordingly, the invention relates to a device for conveying and separating pieces of raw material with a vibrating conveyor, one or more conveyor belts and means for spectroscopic analysis of the composition of the pieces of raw material, wherein on the vibratory conveyor one or more ramps are arranged, which from the vibratory conveyor to the conveyor belt have a slope and are formed curved in cross-section.
  • the invention also relates to a device for conveying and separating pieces of raw material with a vibrating conveyor, one or more conveyor belts and means for spectroscopic analysis of the composition of the pieces of raw material, wherein on the vibratory conveyor one or more ramps are arranged, which from the vibratory conveyor to the conveyor belt a gradient have guide plates are arranged between the conveyor belt closest to the ramp and the conveyor belt itself, which are considered curved in cross-section
  • Fig. 1 shows a system for carrying out the method according to the invention in a side view
  • Fig. 2 shows a plant for carrying out the method according to the invention in the front view
  • Fig. 3 shows a plant for carrying out the method according to the invention in plan view.
  • FIG. 1 shows a side view of a plant for carrying out the process according to the invention.
  • the raw material pieces are first filled into a bunker 7 serving as a storage container, from which they pass over to the vibrating conveyor 1.
  • the bottom of the bunker 7 itself may be formed as a vibratory conveyor 1.
  • the vibratory conveyor 1 has at least one ramp 4 with a slope, whereby the raw material pieces are significantly accelerated during the promotion.
  • the oscillating drive 2 is mounted, whose parameters (frequency, throw angle and throw amplitude) are adjustable. By not visible in this illustration curvature of the ramps 4 ensures that the raw material pieces form conveyor tracks 5.
  • the conveyor tracks are maintained.
  • FIG. 2 shows a system for carrying out the method according to the invention in a frontal view, wherein in particular the ramps 4 are shown in cross-section.
  • two ramps 4 are arranged parallel to one another. Both ramps 4 have a curvature, so that two conveyor tracks 5 form.
  • FIG. 3 shows the plant in a plan view.
  • the raw material pieces are transferred from the bunker 7 to the vibrating conveyor 1, wherein the vibrating conveyor 1 in this case has two ramps 4, which provide for the formation of two conveyor tracks 5.
  • the transition to the conveyor belt 3 via itself to the vibratory conveyor 1 subsequent baffles 6, which have a greater slope than the ramps 4 of the vibratory conveyor, wherein on the baffles 6 additional lateral plates 8 are arranged, which ensure that the raw material pieces in the Transition to the conveyor belt 3 in their conveyor lane 5 remain.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sorting Of Articles (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for conveying and separating pieces of raw material which are subjected to spectroscopic composition analysis, wherein the pieces of raw material are moved onto a vibratory conveyor (1), transfer to a conveying belt (3) and are subjected to spectroscopic composition analysis, wherein the pieces of raw material are conveyed, on the vibratory conveyor (1), on one or more ramps (4) which have a gradient from the vibratory conveyor (1) to the conveying belt (3), wherein the ramps (4) are of curved design, as seen in cross section, and the pieces of raw material are conveyed over the concave sides of the ramps (4) and form one or more conveying tracks running in the conveying direction. In addition, the invention also relates to an apparatus or an installation for implementing the method according to the invention.

Description

Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Förderung und Vereinzelung von wiederverwertbaren Rohstoffstücken, welche einer spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung unterzogen werden, wobei die Rohstoff stücke zunächst auf einen Schwingförderer aufgebracht und dort vereinzelt werden und anschließend auf ein Förderband übergehen. In Zeiten knapper und teurer werdender Ressourcen ist die Wiederverwertung von Sekundärrohstoffen, beispielsweise in Form des Schrottrecyclings, von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung. Dies gilt umso mehr, als große Teile der verwendeten Rohstoffe aus Drittländern stammen, die die Versorgungssicherheit nicht immer gewährleisten können. Schließlich ist die Wiederverwertung von Sekundärrohstoffen auch in ökologischer Hinsicht wünschenswert.  The invention relates to a method for conveying and separating recyclable pieces of raw materials, which are subjected to a spectroscopic analysis of the composition, wherein the raw material pieces are first applied to a vibratory conveyor and separated there and then go on a conveyor belt. In times of scarce and more expensive resources, the recycling of secondary raw materials, for example in the form of scrap recycling, is of considerable economic importance. This is all the more so since large parts of the raw materials used come from third countries, which can not always guarantee security of supply. Finally, the recycling of secondary raw materials is also environmentally desirable.
Die Sekundärrohstoffe liegen in der Regel als Fraktionen vor, die aus einer Vielzahl an einzelnen Rohstoffstücken bestehen. Bei Neuschrotten aus der Verarbeitung entstammen die einzelnen Fraktionen in der Regel einzelnen Entfallstellen (Entstehungsorte), Altschrotte setzen sich aus Rohstoffen unterschiedlicher und Undefinierter Herkunft zusammen. Selbst der Entfall von Neuschrotten aus einer bestimmten Entfallstelle kann wiederum unterschiedliche chemische Zusammensetzungen bei den Einzelstücken aufweisen. Insgesamt sind somit die einzelnen Fraktionen meist nur hinsichtlich der Zugehörigkeit zu einem Basiswerkstoff vorsortiert, unterscheiden sich aber in ihrer chemischen Zusammensetzung im Legierungsspektrum oft beträchtlich. Beispielsweise setzen sich Metallschrotte aus einzelnen Teilen unterschiedlicher Legierungsgehalte zusammen. The secondary raw materials are usually present as fractions, which consist of a large number of individual pieces of raw materials. In the case of new rotations from processing, the individual fractions usually originate from individual disposal points (places of origin), scrap are composed of raw materials of different and undefined origin. Even the elimination of Neuschrotten from a certain point of disposal may in turn have different chemical compositions in the individual pieces. Overall, therefore, the individual fractions are usually pre-sorted only in terms of belonging to a base material, but often differ significantly in their chemical composition in the alloy spectrum. For example, metal scrap is composed of individual parts of different alloy contents.
Für die Erzeugung von Hochleistungswerkstoffen ist die exakte chemische Zusammensetzung der Zielschmelze im Falle von metallischen Werkstoffen von höchster Bedeutung. Dabei ist das wirtschaftliche und ökologische Bestreben, einen möglichst hohen Anteil an Sekundärrohstoffen an der Gattierung, d. h. dem Schmelzofenbesatz, zu erhalten. Eine bloße Vorsortierung nach einzelnen Schrottgruppen ist selbst für einfachere Commodity-Werkstoffe kaum noch hinreichend. Für die Herstellung von Hochleistungswerkstoffen (High Performance Alloys = HPA), die besondere physikalische Eigenschaften im Hinblick auf Festigkeit, Verschleiß- und Korrosionsverhalten, Hitzebeständigkeit, Leitfähigkeit etc. aufweisen, wird der Einsatz von Sekundärrohstoffen zunehmend schwieriger oder scheidet per se aus. Darüber hinaus werden bislang störende Legierungselemente noch in großem Umfang verschlackt und damit letztlich vernichtet, was langfristig weder ökonomisch noch ökologisch hinnehmbar ist. For the production of high-performance materials, the exact chemical composition of the target melt in the case of metallic materials is of paramount importance. Here, the economic and ecological endeavor, the highest possible proportion of secondary raw materials to the Gattierung, d. H. the Schmelzofenbesatz to obtain. A mere presorting for individual scrap groups is hardly sufficient, even for simpler commodity materials. For the production of high performance alloys (HPA), which have particular physical properties in terms of strength, wear and corrosion behavior, heat resistance, conductivity, etc., the use of secondary raw materials becomes increasingly difficult or precipitates per se. In addition, so far disturbing alloying elements are still slagged and ultimately destroyed, which in the long term is neither economically nor ecologically acceptable.
Da die Anforderungen an Werkstoffe, die durch Makro- und Mikrolegieren eingestellt werden, immer höher werden, werden ständig neue Legierungen mit immer feiner aufeinander abgestimmten Legierungsanteilen erzeugt. Diese Legierungsbestandteile können sich jedoch bei der späteren Wiederverwertung störend bemerkbar machen, insbesondere wenn die Wiederverwertung durch Einschmelzen in Induktionsöfen erfolgt, die keine metallurgische Aufarbeitung ermöglichen. So stören beispielsweise Mikrolegierungselemente, die hochfeste Stahlblechwerkstoffe ausmachen, die Einformung von kugeligem Graphit in ferritischem Grundgefüge bei Hochleistungseisenguss. As the requirements for materials that are adjusted by macro and micro alloying are getting higher and higher, new alloys with ever finer co-ordinated alloying parts are constantly being produced. However, these alloying constituents may interfere with subsequent recycling, especially if the recycling takes place by melting in induction furnaces that do not allow metallurgical workup. For example, micro-alloying elements, which make up high-strength steel sheet materials, interfere with the indentation of spherical graphite in ferritic basic structure during high-performance iron casting.
Es werden deshalb meist nur Anteile an vorsortierten Sekundärrohstoffen aus dem Beschaffungsmarkt für die Zielschmelze eingesetzt. Diese werden mit Primärrohstoffen bekannter Zusammensetzung dann so verschnitten, dass maximal zugelassene Legierungsgehalte eingestellt und insbesondere störende Legierungsbestandteile unter eine vorgegebene Spezifikationsgrenze gedrückt werden. Im Sinne einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft wäre aber die Erhöhung des Sekundärrohstoffanteils wünschenswert. Um Rohstoffstücke, insbesondere Sekundärrohstoffstücke nach ihrer Zusammensetzung sortieren zu können, muss zunächst möglichst genau die chemische Zusammensetzung der einzelnen Rohstoffstücke bekannt sein. Die Analyse der stückbezogenen Zusammensetzung kann insbesondere spektroskopisch, beispielsweise mit Hilfe der laserinduzierten Atomemissionsspektroskopie (laserinduzierte Plasmaspektroskopie, LIBS = Laser-induced breakdown spectroscopy) erreicht werden. Für Analysen von Legierungselementen mit ähnlichen Atommassen wie der Grundwerkstoff selbst ist LIBS zurzeit das Verfahren der Wahl. Solche Legierungssysteme sind beispielsweise Mangan, Chrom und Nickel in Eisen oder Magnesium und Silizium in Aluminium. Für die Anwendung dieses Verfahrens ist es aber von entscheidender Bedeutung, dem Sensorsystem die Rohstoffstücke in Transportrichtung sowie orthogonal zur Transportrichtung (lateral) so vereinzelt zuzuführen, dass im Rahmen der Analyse eine genaue Zuordnung der ermittelten Zusammensetzung an einer möglichst hohen Zahl einzelner Rohstoffstücke pro Zeiteinheit möglich ist. Für die spektroskopische Analyse eines einzelnen Rohstoffstücks steht eine definierte Zeit zur Verfügung, die auch vom Anspruch an die Genauigkeit der Analyse und vom Zustand der Sekundärrohstoffoberfläche abhängt. Der Abstand der einzelnen Rohstoffstücke voneinander muss daher einer definierten Zeitbilanz folgen, die vom Sensorsystem, vom Zustand der Messobjekte und von der Messaufgabe selbst beschrieben wird. Daneben wird bei der Sortierung von Rohstoffstücken vor der eigentlichen spektroskopischen Analyse in der Regel auch Zeit für die Erfassung der Form und Lage des Rohstoffstücks und die Festlegung geeigneter Messpunkte auf dem Rohstoffstück, eine vorgeschaltete Ablation der Oberfläche zur Freilegung geeigneter Messpunkte und schließlich nach erfolgter spektroskopischer Analyse für die rechentechnische Auswertung der Analyse und die Zuführung der Rohstoffstücke zu einzelnen Sortierfraktionen benötigt. All diese Schritte machen eine präzise und nach betrieblicher Erfahrung vorwählbare Separation bzw. Vereinzelung der Rohstoffstücke erforderlich. Therefore, only portions of presorted secondary raw materials from the procurement market for the target melt are usually used. These are then blended with primary raw materials of known composition so that maximum permitted alloy contents are adjusted and, in particular, interfering alloy constituents are pressed below a specified specification limit. In terms of a functioning circular economy but the increase in the secondary raw material content would be desirable. In order to sort pieces of raw material, in particular secondary raw material pieces according to their composition, the chemical composition of the individual pieces of raw material must first be known as accurately as possible. The analysis of the piece-specific composition can in particular be achieved spectroscopically, for example with the aid of laser-induced atomic emission spectroscopy (laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS = laser-induced breakdown spectroscopy). For analyzes of alloying elements with similar atomic masses as the base material itself, LIBS is currently the method of choice. Such alloy systems are, for example, manganese, chromium and nickel in iron or magnesium and silicon in aluminum. For the application of this method, it is of crucial importance to supply the sensor system the pieces of material in the transport direction and orthogonal to the transport direction (lateral) so isolated that in the context of the analysis, an exact assignment of the determined composition of the highest possible number of individual pieces of raw material per unit time possible is. For the spectroscopic analysis of a single piece of raw material, a defined time is available, which also depends on the demand for the accuracy of the analysis and on the state of the secondary raw material surface. The distance of the individual pieces of raw material from each other must therefore follow a defined time balance, which is described by the sensor system, the condition of the measuring objects and the measuring task itself. In addition, in the sorting of pieces of raw material before the actual spectroscopic analysis usually also time for the detection of the shape and position of the piece of raw material and the determination of suitable measurement points on the piece of raw material, an upstream ablation of the surface to expose appropriate measurement points and finally after the spectroscopic analysis needed for the computational analysis of the analysis and the supply of raw material pieces to individual sorting fractions. All these steps necessitate a precise and, according to operational experience, preselectable separation or separation of the pieces of raw material.
Auf der anderen Seite ist für einen hohen Durchsatz jedoch auch eine hohe Fördergeschwindigkeit der zu analysierenden Rohstoffstücke notwendig. Eine hinreichend hohe Fördergeschwindigkeit lässt sich mit Hilfe von Förderbändern erreichen, die gemäß Stand der Technik häufig mit einer Geschwindigkeit in einer Größenordnung von 3 m/s arbeiten, Förderbänder sind aber nicht dazu in der Lage, eine Vereinzelung der aufgebrachten Stücke vorzunehmen. Eine Vereinzelung in Förderrichtung und lateral dazu kann grundsätzlich mit Hilfe eines Schwingförderers vorgenommen werden. Die Fördergeschwindigkeit eines konventionellen Schwingförderers ist jedoch für den gewünschten hohen Durchsatz bei gleichzeitiger Forderung nach monoschichtiger Belegung des Förderbodens mit Sekundärrohstoffen und entsprechender Vereinzelung nicht ausreichend. Unter Schwingförderern werden erfindungsgemäß Schwingrinnen und Schüttelrutschen verstanden, welche sich dadurch voneinander unterscheiden, dass eine Schwingrinne im Gegensatz zu einer Schüttelrutsche auch eine vertikale Bewegungskomponente umfasst. On the other hand, however, a high throughput of the pieces of raw material to be analyzed is necessary for a high throughput. A sufficiently high conveying speed can be achieved with the aid of conveyor belts, which according to the state of the art often travel at a speed in An order of 3 m / s work, but conveyor belts are not able to make a separation of the applied pieces. A separation in the conveying direction and laterally thereto can in principle be carried out with the aid of a vibrating conveyor. However, the conveying speed of a conventional vibratory conveyor is not sufficient for the desired high throughput with simultaneous demand for monolayer occupancy of the conveyor floor with secondary raw materials and appropriate separation. Vibratory conveyors are understood to mean, according to the invention, vibrating troughs and vibrating chutes, which differ from one another in that, in contrast to a vibrating chute, a vibrating trough also comprises a vertical component of motion.
Gerade bei einer Analyse mit Hilfe von LIBS ist entscheidend, dass die Rohstoffstücke in den Strahlengang des Lasers eingebracht werden müssen, wobei aus messphysikalischen Gründen nur eine geringfügige laterale Auslenkung des Laserstrahls möglich ist. Die laterale Auslenkung sollte max. +/- 150 mm betragen, da bei größeren Scanbreiten eine zu starke Streuung des emittierten Lichts zu beobachten ist. Especially with an analysis with the help of LIBS is crucial that the pieces of raw materials must be introduced into the beam path of the laser, for measuring physical reasons, only a slight lateral deflection of the laser beam is possible. The lateral deflection should be max. +/- 150 mm, since with larger scan widths an excessive scattering of the emitted light can be observed.
Für eine effiziente und auch in wirtschaftlicher Hinsicht sinnvolle Analyse und Sortierung von Sekundärrohstoffstücken ist somit eine zuverlässige Vereinzelung der Rohstoffstücke in Monoschicht bei gleichzeitig hoher Fördergeschwindigkeit notwendig, verbunden mit einer Vermeidung zu starker seitlicher Abweichungen (in Förderrichtung betrachtet) der einzelnen Rohstoffstücke. For an efficient and also economically sensible analysis and sorting of Sekundärrohstoffstücken thus reliable separation of the raw material pieces in monolayer at the same time high conveying speed is necessary, combined with an avoidance of strong lateral deviations (considered in the conveying direction) of the individual pieces of raw materials.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken, welche einer spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung unterzogen werden, mit folgenden Schritten: This object is achieved according to the invention by a method for conveying and separating pieces of raw materials, which are subjected to a spectroscopic analysis of the composition, with the following steps:
- Aufbringen und Fördern der Rohstoffstücke auf einem Schwingförderer - Applying and conveying the pieces of raw material on a vibrating conveyor
- Übergang der Rohstoffstücke auf ein Förderband spektroskopische Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke, wobei die Förderung der Rohstoffstücke auf dem Schwingförderer auf einer oder mehreren Rampen erfolgt, die vom Schwingförderer zum Förderband ein Gefälle aufweisen, wodurch die Rohstoff stücke beschleunigt werden, wobei die Rampen im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind und die Rohstoffstücke über die konkaven Seiten der Rampen gefördert werden und ein oder mehrere in Förderrichtung verlaufende Förderspuren ausbilden. - Transfer of raw material pieces onto a conveyor belt spectroscopic analysis of the composition of the pieces of raw material, wherein the promotion of the pieces of raw material on the vibratory conveyor on one or more ramps, which have a slope from the vibratory conveyor to the conveyor belt, whereby the raw material pieces are accelerated, the ramps are considered arched in cross-section and the pieces of raw materials are conveyed over the concave sides of the ramps and form one or more conveying tracks running in the conveying direction.
Das erfindungsgemäße Verfahren kombiniert somit die Vorteile eines Schwingförderers (zuverlässige Separierung der Rohstoffstücke) mit denen eines Förderbandes (hohe Fördergeschwindigkeit). Die Ausgestaltung des Schwingförderers in Form von gewölbten, ein Gefälle aufweisenden Rampen, hat sich dabei insofern als besonders vorteilhaft herausgestellt, als die durch den Schwingförderer herbeigeführte Vereinzelung der Rohstoffstücke auf dem Förderband nicht nur erhalten bleibt, sondern sich aufgrund des in der Regel zwischen Schwingförderer und Förderband vorliegenden Unterschieds der Fördergeschwindigkeiten weiter ausprägt. Zusätzlich sorgt die gewölbte Ausbildung der Rampen dafür, dass die Rohstoffstücke innerhalb einer vom Sensorsystem geforderten schmalen Förderspur auf das Förderband aufgebracht werden, wobei ggf. auch mehrere Förderspuren parallel zueinander in Förderrichtung verlaufen können. Mit anderen Worten sind die Rohstoffstücke innerhalb einer Förderspur so hintereinander angeordnet, dass eine problemlose Analyse der Zusammensetzung mit Hilfe eines Laserstrahls möglich ist und der Laserstrahl keine zu großen Auslenkungen erfahren muss. Der Übergang der Rohstoffstücke vom Schwingförderer auf das Förderband erfolgt automatisch, d.h. die Rohstoffstücke rutschen aufgrund des Gefälles der Rampen auf das Förderband. The inventive method thus combines the advantages of a vibratory conveyor (reliable separation of raw material pieces) with those of a conveyor belt (high conveying speed). The design of the vibratory conveyor in the form of curved, a slope having ramps, has proved to be particularly advantageous insofar as the induced by the vibratory conveyor separation of raw material pieces on the conveyor is not only preserved, but due to the usually between vibratory conveyor and Conveyor belt present difference of conveyor speeds further pronounced. In addition, the curved formation of the ramps ensures that the pieces of raw material are applied to the conveyor belt within a narrow conveyor track required by the sensor system, it also being possible for several conveyor tracks to run parallel to one another in the conveying direction. In other words, the pieces of raw material within a conveyor track are arranged one behind the other in such a way that a problem-free analysis of the composition with the aid of a laser beam is possible and the laser beam does not have to undergo too large deflections. The transfer of the pieces of raw material from the vibrating conveyor onto the conveyor takes place automatically, i. The pieces of raw material slip on the conveyor due to the gradient of the ramps.
Ggf. können zwischen den dem Förderband nächstkommenden Rampen und dem Förderband selbst noch geeignet geformte Leitbleche angeordnet sein, über die die Rohstoff stücke auf das Förderband übergehen, insbesondere auf das Förderband rutschen, um die Rohstoffstücke vom Schwingimpuls des Schwingförderers zu entkoppeln und so eine ruhige Übergabe auf das Förderband sicherzustellen. Hierzu sollten die Leitbleche in Richtung Förderband ein Gefälle aufweisen. Die Leitbleche können ebenfalls im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sein, wobei die Rohstoffstücke über die konkaven Seiten der Leitbleche auf das Förderband übergehen. Die Geschwindigkeit der Rohstoffstücke kann am Übergang durch entsprechende Neigung der Leitbleche weiter erhöht werden. Zusätzlich können auf den Leitblechen weitere, vertikal angeordnete Elemente angeordnet sein, die für eine seitliche Begrenzung des Förderstroms der Rohstoffstücke sorgen und die Rohstoffstücke in den ausgebildeten Förderspuren halten. Unter Leitblechen werden erfindungsgemäß beliebige Elemente verstanden, über die die Rohstoffstücke auf das Förderband rutschen können, unabhängig vom Material der Leitbleche. Ein Leitblech kann somit auch aus einem nichtmetallischen Material gefertigt sein. Possibly. can be arranged between the conveyor belt closest to the ramps and the conveyor belt even more suitably shaped baffles on the raw material pieces on the conveyor belt, in particular slip on the conveyor belt to decouple the raw material pieces from the vibration pulse of the vibratory conveyor and so a quiet transfer to the Ensure conveyor belt. For this purpose, the baffles in the direction Conveyor belt have a slope. The baffles may also be curved in cross-section viewed, wherein the raw material pieces pass over the concave sides of the baffles on the conveyor belt. The speed of the pieces of raw material can be further increased at the transition by appropriate inclination of the baffles. In addition, further, vertically arranged elements can be arranged on the baffles, which provide for a lateral limitation of the flow of the raw material pieces and hold the pieces of raw material in the trained conveyor tracks. Under baffles according to the invention any elements understood over which the pieces of raw material can slide on the conveyor belt, regardless of the material of the baffles. A guide plate can thus also be made of a non-metallic material.
Durch die Rampen und ihr Gefälle werden die Rohstoffstücke in der Regel deutlich beschleunigt. Typische Fördergeschwindigkeiten von gängigen Schwingförderern liegen in einer Größenordnung von 300 mm/s, von Förderbändern hingegen bei 3.000 mm/s; durch diese Geschwindigkeitsdifferenz um den Faktor 10 wird beim Übergang des Rohstoffstücks von der Schwingrinne auf das Förderband ein starker Impuls herbeigeführt, durch den das Rohstoffstück in Eigenbewegung gerät, die sich über eine lange Förderstrecke auswirkt. Insbesondere bei LIBS mit Vorablation muss das Stück aber sehr ruhig auf dem Förderband liegen. Erfindungsgemäß werden die Rohstoffstücke auf den Rampen bevorzugt um den Faktor 2, weiter bevorzugt um den Faktor 5 und noch weiter bevorzugt um den Faktor 10 beschleunigt. Die Erhöhung der Geschwindigkeit ermöglicht einen problemlosen Übergang vom Schwingförderer zum Förderband. Dies wiederum ermöglicht den Einsatz von kurzen Förderbändern, selbst bei hohen Fördergeschwindigkeiten, was sich positiv hinsichtlich der Baulänge und des Investitionsaufwands für die Anlage auswirkt. Zudem trägt die Beschleunigung in der Schwingrinne wesentlich mit zur Vereinzelung bei, weil sich die Lücken zwischen den einzelnen Rohstoffstücken vergrößern. Due to the ramps and their gradient, the pieces of raw material are generally accelerated significantly. Typical conveying speeds of conventional vibratory conveyors are on the order of 300 mm / s, of conveyor belts, however, at 3,000 mm / s; By this speed difference by a factor of 10, a strong impulse is caused in the transition of the piece of raw material from the vibrating trough on the conveyor belt, through which the piece of raw material comes into self-motion, which has a long conveying path. Especially with LIBS with pre-ablation, the piece must be very quiet on the conveyor belt. According to the invention, the raw material pieces on the ramps are preferably accelerated by a factor of 2, more preferably by a factor of 5 and even more preferably by a factor of 10. The increase in speed allows a smooth transition from the vibratory conveyor to the conveyor belt. This in turn allows the use of short conveyor belts, even at high conveying speeds, which has a positive effect on the length and capital expenditure of the system. In addition, the acceleration in the vibrating channel contributes significantly to the singling, because the gaps between the individual pieces of raw material increase.
Ohne die Beschleunigung auf den Rampen ist das Auseinanderziehen der Rohstoffstücke nicht oder nur beschränkt möglich. Gerade bei Sekundärrohstoffen treten z. B. bei Stanzschrotten erhebliche Unterschiede in der Größe der Stücke auf. Dieser kann leicht einen Faktor 8 und mehr ausmachen. Bei zwingend erforderlicher Monolagigkeit der Rohstoffstücke zur Analyse ist ein Auseinanderziehen in ausreichendem Umfang nur über entsprechende Geschwindigkeitsdifferenzen möglich. Im erfindungsgemäßen Förder- und Vereinzelungssystem besteht zwischen Aufgabe der Rohstoffstücke auf den Schwingförderer und der Geschwindigkeit während des spektroskopischen Analysevorgangs ein einstellbarer Faktor von typischerweise 10 bis 20. Without the acceleration on the ramps, the pulling apart of the pieces of raw material is not possible or only to a limited extent. Especially with secondary raw materials z. B. in stamped scrap significant differences in the size of the pieces. This can easily make up a factor of 8 and more. In the case of mandatory monolayering of the pieces of raw material for analysis, it is only possible to pull them apart to a sufficient extent via appropriate speed differences. In the conveying and separating system according to the invention, an adjustable factor of typically 10 to 20 exists between the application of the pieces of raw material to the vibrating conveyor and the speed during the spectroscopic analysis process.
Bei Schwingförderern handelt es sich um mechanische Fördereinrichtungen für Schüttgüter unterschiedlicher Art, bei denen das zu transportierende Medium mittels Schwingungen bewegt wird. Ein typischer Schwingförderer in Form einer Schwingrinne weist eine Förderrinne auf, die sich zum Transport schräg nach oben in Förderrichtung und zurück bewegt, d. h. die Bewegung umfasst eine vertikale Komponente sowie eine horizontale Komponente in Förderrichtung. Auf diese Weise wird das Fördergut nach oben geworfen und trifft, nachdem sich die Förderrinne selbst zurückbewegt hat, in einem in Förderrichtung näher zum Austrittsende der Förderrinne liegenden Bereich wieder auf. Das am Eintrittsende auf die Förderrinne gebrachte Fördergut„ruckelt" somit nach und nach in Richtung Austrittsende, indem es durch die Schwingungen stets etwas nach oben und in Richtung Austrittsende geworfen wird. Eine weitere Form des Schwingförderers ist die Schüttelrutsche, bei der sich im Gegensatz zur oben beschriebenen Schwingrinne die Förderrinne lediglich hin- und her bewegt, d. h. nur in der Horizontalen, aber ohne Vertikalkomponente. Es findet somit kein „Wurf" des Förderguts statt, vielmehr rutscht dieses mit jeder Schwingung ein Stück weiter in Förderrichtung. Bei jeder Schwingung bewegt sich die Förderrinne zunächst in Förderrichtung, bevor sie am Ende dieser Bewegung ruckartig in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt wird. Aufgrund der Trägheit der Rohstoffstücke rutschen diese jeweils noch ein Stück weiter in Förderrichtung. Der Einsatz von Schwingförderern, bei denen ein Wurfwinkel auftritt, welcher vorteilhafterweise einstellbar ist, zu Beginn der Vereinzelung ist auch insofern hilfreich, als miteinander lose verbundene, z. B. leicht verhakte Rohstoffstücke auf diese Weise voneinander getrennt werden können. Dieser Effekt wird durch die Neigung der Rampen verstärkt. Neigungswinkel und Wurfwinkel addieren sich derart, dass die Wurfhöhe des Rohstoff Stücks steigt. Ggf. kann es ausreichend sein, die Vereinzelung lediglich so weit durchzuführen, dass jeweils nur wenige Rohstoffstücke zusammen vorliegen, d. h. es ist nicht in jedem Fall erforderlich, eine Vereinzelung in dem Sinne vorzunehmen, dass sämtliche Rohstoffstücke vollkommen separiert sind, auch wenn dies bevorzugt ist. Vibratory conveyors are mechanical conveyors for bulk materials of different types, in which the medium to be transported is moved by means of vibrations. A typical vibratory conveyor in the form of a vibrating trough has a conveyor trough, which moves obliquely upwards in the conveying direction and back for transport, ie the movement comprises a vertical component and a horizontal component in the conveying direction. In this way, the conveyed is thrown upwards and, after the conveyor trough itself has moved back, in a lying in the conveying direction closer to the outlet end of the conveyor trough area again. The conveyed material placed on the conveyor trough at the entrance end thus gradually "jerks" towards the outlet end, always being thrown upwards somewhat by the vibrations and thrown towards the outlet end.Another form of vibrating conveyor is the shaking chute, in which, in contrast to The vibrating trough described above moves the conveyor trough only back and forth, ie only in the horizontal, but without vertical component.There is thus no "throw" of the conveyed instead, this slips with each vibration a little further in the conveying direction. At each oscillation, the conveyor trough initially moves in the conveying direction before it is accelerated in the opposite direction at the end of this movement jerky. Due to the sluggishness of the pieces of raw material, these each slide a little further in the conveying direction. The use of vibrating conveyors in which a throwing angle occurs, which is advantageously adjustable, at the beginning of the singling is also helpful insofar as loosely connected, z. B. easily hooked pieces of raw material can be separated from each other in this way. This effect is going through reinforced the inclination of the ramps. Inclination angle and throw angle add up so that the throw height of the raw material piece increases. Possibly. For example, it may be sufficient to carry out the singling only so far that only a few pieces of raw material are present together, ie it is not always necessary to make a singling in the sense that all pieces of raw material are completely separated, even if this is preferred.
Idealerweise sollte in jeder Förderspur die laterale Varianz der Zentren der Rohstoffstücke max. 600 mm, bevorzugt max. 400 mm, weiter bevorzugt max. 300 mm betragen. Mit anderen Worten befinden sich die Brennpunkte des Lasers auf den Rohstoffstücken, an denen die Analyse der Zusammensetzung vorgenommen wird, innerhalb einer relativ engen, in Förderrichtung auf dem Förderband verlaufenden Bahn von max. 600, 400 oder 300 mm Breite. Dabei kann, je nach Größe der Rohstoffstücke, das Rohstoffstück auch seitlich über die Förderbahnen hinaus stehen, insbesondere wenn diese größer sind als ca. 30 cm. Die Stellen, an denen die Analyse der Zusammensetzung durchgeführt wird, sollten sich aber innerhalb einer vergleichsweise engen Förderspur befinden. Ideally, in each conveyor lane, the lateral variance of the centers of the pieces of raw material should be max. 600 mm, preferably max. 400 mm, more preferably max. 300 mm. In other words, the focal points of the laser on the pieces of raw material on which the analysis of the composition is made, within a relatively narrow, running in the conveying direction on the conveyor belt of max. 600, 400 or 300 mm width. Depending on the size of the pieces of raw material, the piece of raw material may also laterally protrude beyond the conveyor tracks, in particular if they are larger than approximately 30 cm. However, the sites where the analysis of the composition is carried out should be located within a comparatively narrow conveyor lane.
Darüber hinaus kann es sinnvoll sein, auf dem Schwingförderer mehrere Rampen hintereinander anzuordnen, wobei das Gefälle in Richtung Förderband zunimmt. Auf diese Weise kann die Geschwindigkeit der Rohstoffstücke vom Schwingförderer zum Förderband gezielt erhöht werden. Sofern mehrere Rampen hintereinander angeordnet sind, kann es ausreichend sein, wenn lediglich die dem Förderband nächstkommende Rampe gewölbt ausgebildet ist, um einen Übergang auf das Förderband in bestimmten Förderspuren herbeizuführen; dies kann jedoch auch für die weiteren Rampen zutreffen. In addition, it may be useful to arrange several ramps on the vibratory conveyor one behind the other, the slope increases in the direction of the conveyor belt. In this way, the speed of the pieces of raw material from the vibratory conveyor to the conveyor belt can be specifically increased. If a plurality of ramps are arranged one behind the other, it may be sufficient if only the ramp closest to the conveyor belt is arched in order to bring about a transition to the conveyor belt in certain conveyor tracks; however, this may also apply to the other ramps.
Idealerweise werden die Rohstoffstücke auf diese Weise auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die der Fördergeschwindigkeit des Förderbandes entspricht oder dieser zumindest nahekommt. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Rohstoff stücke durch eine plötzliche Beschleunigung beim Übergang auf das Förderband in eine unkontrollierte Bewegung eintreten, die die geordnete, zuvor durchgeführte Vereinzelung ganz oder teilweise wieder aufhebt. Von Vorteil ist, wenn die Rohstoffstücke auf der oder den Rampen sowie ggf. den Leitblechen auf eine Geschwindigkeit beschleunigt werden, die max. 50 %, weiter bevorzugt max. 40 %, max. 30 %, max. 20 % oder max. 10 % unterhalb der Fördergeschwindigkeit des Förderbandes liegt. Ideally, the pieces of raw material are accelerated in this way to a speed which corresponds to the conveying speed of the conveyor belt or at least comes close to it. In this way it is prevented that the raw material pieces by a sudden acceleration in the transition to the conveyor belt in an uncontrolled movement occur, which completely or partially repeals the ordered, previously performed separation. It is advantageous if the pieces of raw material on the ramp or ramps and possibly the baffles are accelerated to a speed that max. 50%, more preferably max. 40%, max. 30%, max. 20% or max. 10% below the conveying speed of the conveyor belt.
In manchen Fällen hat sich aber auch herausgestellt, dass die Geschwindigkeit der Rohstoffstücke beim Übergang auf das Förderband deutlich, z. B. um den Faktor 2 erhöht werden kann, ohne dass dies negative Auswirkungen auf die stabile Position des Rohstoffstücks hat. Zum Teil sorgt der Geschwindigkeitsunterschied für eine gewisse Bewegung der Rohstoffstücke, die jedoch nach kurzer Zeit wieder stabil innerhalb ihrer Förderspur auf dem Förderband liegen. Die Beschleunigung beim Übergang auf das Förderband führt zu einer Verstärkung der Vereinzelung und zu größeren Abständen zwischen den einzelnen Rohstoffstücken. Die Beschleunigung kann auch dazu genutzt werden, Förderbänder mit besonders hoher Geschwindigkeit zu verwenden, beispielsweise mit einer Fördergeschwindigkeit, die über den bislang im Stand der Technik üblichen 3 m/s liegen. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass eine Analyse der Zusammensetzung auch bei deutlich über derzeit im Stand der Technik üblichen Fördergeschwindigkeiten von 3 m/s möglich ist; auch Fördergeschwindigkeiten bis zu 7 m/s erlauben noch immer eine genaue Analyse der Zusammensetzung und eine anschließende Sortierung. Die Fördergeschwindigkeit des Förderbandes kann somit 3 bis 7, bevorzugt 4 bis 6, weiter bevorzugt 5 bis 6 m/s betragen. Von großem Vorteil für das erfindungsgemäße Verfahren ist aber ein ruhiger Lauf des Förderbandes mit geringen Bandlaufschwankungen. In some cases, however, it has also been found that the speed of the pieces of raw material during the transition to the conveyor significantly, z. B. can be increased by a factor of 2 without this having a negative impact on the stable position of the piece of raw materials. In part, the speed difference ensures a certain movement of the pieces of raw material, but after a short time they are again stable within their conveyor track on the conveyor belt. The acceleration in the transition to the conveyor belt leads to an amplification of the separation and to greater distances between the individual pieces of raw material. The acceleration can also be used to use conveyor belts with a particularly high speed, for example, with a conveying speed which are above the usual 3 m / s in the prior art. It has in fact been found that an analysis of the composition is also possible at conveying speeds of 3 m / s which are currently well above the state of the art; also conveyor speeds up to 7 m / s still allow a precise analysis of the composition and a subsequent sorting. The conveying speed of the conveyor belt can thus be 3 to 7, preferably 4 to 6, more preferably 5 to 6 m / s. However, a great advantage for the method according to the invention is a smooth running of the conveyor belt with low strip fluctuations.
Das beschriebene Förderungs- und Vereinzelungsverfahren wird bevorzugt in Kombination mit Laserspektroskopie, insbesondere der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIBS) durchgeführt. Hierbei wird ein sehr kurzer, energiereicher Laserpuls auf die zu untersuchende Oberfläche fokussiert. Die dort stattfindende lokale starke Erhitzung des Materials führt zur Ausbildung eines lichtemittierenden Plasmas, wobei die Emission charakteristisch für das jeweilige Material ist. Dieses Verfahren eignet sich in besonderem Maße zur Analyse der Zusammensetzung von Sekundärrohstoffstücken. Gleichzeitig ist die Vereinzelung und genaue Erfassung der einzelnen Rohstoffstücke bei Anwendung von LIBS besonders wichtig, weil jedes einzelne Rohstoffstück in den Strahlengang des Lasers eingebracht werden muss, um eine belastbare Aussage über die Zusammensetzung zu erhalten. Im Gegensatz dazu ist die für die Messung notwendige Präzision bei anderen spektroskopischen Verfahren wie der Röntgenspektroskopie deutlich geringer, weil das zu bestrahlende Material großflächiger bestrahlt und die emittierte Strahlung großflächiger detektiert werden kann. The described conveying and separating method is preferably carried out in combination with laser spectroscopy, in particular laser-induced plasma spectroscopy (LIBS). Here, a very short, high-energy laser pulse is focused on the surface to be examined. The local strong heating of the material taking place there leads to the formation of a light-emitting plasma, the emission being characteristic of the respective material. This method is particularly suitable for analyzing the composition of secondary raw material pieces. At the same time, the separation and accurate recording of the individual pieces of raw material when using LIBS is particularly important because every single piece of raw material in the beam path of the laser must be introduced in order to obtain a reliable statement about the composition. In contrast, the precision necessary for the measurement in other spectroscopic methods such as X-ray spectroscopy is significantly lower, because the material to be irradiated irradiated a larger area and the emitted radiation can be detected over a larger area.
Zur sicheren Erfassung der einzelnen Rohstoffstücke kann ein Scanvorgang des Lasers vorgenommen werden, d. h. der Laserstrahl tastet verschiedene Bereiche des zu analysierenden Rohstoffstücks ab. Um eine hinreichend hohe Messgenauigkeit zu erreichen und auch kleine Legierungswerkstoffmengen < 500 ppm ermitteln zu können bzw. zur Limitierung des Fehlers auf diese Größenordnung darf dabei jedoch die Auslenkung des Laserstrahls aus der Hauptrichtung nicht zu groß werden und sollte nicht mehr als 150 mm betragen. Bei noch größeren Ablenkungen besteht die Gefahr, dass das emittierte Licht zu sehr streut und daher Fehlmessungen auftreten. For safe detection of the individual pieces of raw material, a scan of the laser can be made, d. H. The laser beam scans different areas of the piece of raw material to be analyzed. In order to achieve a sufficiently high measurement accuracy and also to be able to determine small amounts of alloy material <500 ppm or to limit the error to this order, however, the deflection of the laser beam from the main direction must not become too large and should not be more than 150 mm. For even greater distractions there is a risk that the emitted light scatters too much and therefore incorrect measurements occur.
Durch das Spektrometer erfolgt eine Auswertung der atomaren Zusammensetzung der Rohstoffstücke. Zweckmäßigerweise schließt sich an die Analyse der Zusammensetzung eine automatisierte Sortierung der Rohstoffstücke an. Das System verfügt hierzu über eine Einrichtung zur Datenverarbeitung (Steuereinheit), die dafür sorgt, dass je nach Zusammensetzung ein Rohstoffstück in eine bestimmte Kategorie eingeordnet und in Abhängigkeit davon bestimmten Fraktionen zugeführt wird. Für jede Zielfraktion können bestimmte Vorgaben hinsichtlich Ober- und Untergrenzen einzelner Bestandteile gemacht werden, sodass die Steuereinheit des Systems jeweils eine Entscheidung darüber treffen kann, ob ein Rohstoffstück einer bestimmten Zielfraktion oder aber einer anderen Zielfraktion zugeordnet werden muss. Erfindungsgemäß sollte eine Analyse der Zusammensetzung zumindest eines Großteils der Rohstoffstücke und idealerweise jedes einzelnen Stücks durchgeführt werden, so dass selbst bei Vermischung von Fraktionen unterschiedlicher Herkunft eine genaue Sortierung erfolgen kann. The spectrometer analyzes the atomic composition of the pieces of raw material. Conveniently, the analysis of the composition is followed by an automated sorting of the pieces of raw material. For this purpose, the system has a data processing device (control unit), which ensures that, depending on the composition, a piece of raw material is classified into a specific category and fed to certain fractions depending on it. For each target fraction, certain requirements can be made with respect to upper and lower limits of individual components, so that the control unit of the system can each make a decision as to whether a piece of raw material has to be assigned to a certain target fraction or to another target fraction. According to the invention, an analysis of the composition of at least a majority of the pieces of raw material and ideally each individual piece should be carried out, so that accurate sorting can be carried out even when mixing fractions of different origin.
Die einzelnen Fraktionen können beispielsweise einzelnen Behältern oder auch voneinander getrennten Fördereinrichtungen zugeführt werden, die die Rohstoffstücke wiederum unterschiedlichen Verwendungen zuführen. Sinnvoll ist in diesem Zusammenhang typischerweise auch das Vorsehen einer Restfraktion, in welche solche Rohstoffstücke einsortiert werden, für die keine weitere sinnvolle Verwendung möglich ist oder die keine Analyse der Zusammensetzung zulassen. Die Sortierung kann auf unterschiedliche, grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannte Weise erfolgen, beispielsweise pneumatisch mit Hilfe gezielter Luftstöße, die die Rohstoffstücke in bestimmte Richtungen lenken, wie in der DE 100 29 951 A1 beschrieben. Ebenso sind aber rein mechanische Lösungen zur Ablenkung der Rohstoffstücke denkbar, beispielsweise Klappen, Greifvorrichtungen o. ä.. The individual fractions can be supplied, for example, individual containers or separate conveyors, the Feed raw material pieces in turn to different uses. In this connection, it is also sensible to provide a residual fraction into which such raw material pieces are sorted, for which no further meaningful use is possible or which do not permit analysis of the composition. The sorting can be done in different, basically known from the prior art, for example pneumatically with the help of targeted air blasts, which direct the pieces of raw material in certain directions, as described in DE 100 29 951 A1. Likewise, however, purely mechanical solutions for deflecting the pieces of raw material are conceivable, for example flaps, gripping devices or the like.
Um den Durchsatz der Anlage weiter zu steigern, können die Rohstoffstücke in der Weise auf das Förderband aufgebracht werden, dass sie in Förderrichtung mehrere Förderspuren ausbilden, die parallel zueinander in Förderrichtung verlaufen. In diesem Fall wird in jeder Förderspur eine Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke durchgeführt. Hierzu müssen in der Regel mehrere spektroskopische Geräte, insbesondere mehrere LIBS-Einheiten verwendet werden. Beim Vorsehen mehrerer Förderspuren ist von besonderer Bedeutung, dass jede einzelne Spur in ihrer Ausrichtung stabil bleibt und sich die Förderspuren insbesondere nicht kreuzen, d. h. ein einmal einer bestimmtem Förderspur zugeordnetes Rohstoffstück bis zur endgültigen Sortierung in dieser Förderspur verbleibt. In order to further increase the throughput of the plant, the raw material pieces can be applied to the conveyor belt in such a way that they form a plurality of conveyor tracks in the conveying direction, which run parallel to one another in the conveying direction. In this case, an analysis of the composition of the pieces of raw material is carried out in each conveyor lane. For this purpose, several spectroscopic devices, in particular several LIBS units must be used as a rule. When providing a plurality of conveyor tracks is of particular importance that each track remains stable in their orientation and in particular do not cross the conveyor tracks, d. H. a piece of raw material once assigned to a certain conveyor lane remains in this conveyor lane until final sorting.
In den meisten Fällen ist es ausreichend, ein Förderband zu verwenden. Die Länge des Förderbandes bis zur spektroskopischen Erfassung beträgt in der Regel max. 5 bis 7 m. Es hat sich herausgestellt, dass mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens Rohstoffstücke unterschiedlicher Größe gefördert und vereinzelt werden können; die Kantenlänge der Rohstoffstücke kann bis zu 2 m, bevorzugt bis 1 ,5 m, weiter bevorzugt bis zu 1 m betragen. Die gleichzeitige Sortierung von Rohstoffstücken einer Kantenlänge von 1 m mit solchen einer Kantenlänge von lediglich 20 cm ist ohne Weiteres möglich. Es ist jedoch auch möglich, zur Steigerung der Durchsatzrate nachgelagert nach dem ersten Förderband, auf das die Rohstoffstücke über die Rampe aufgebracht werden, ein oder mehrere weitere Förderbänder anzuordnen, die sukzessive die Fördergeschwindigkeit erhöhen. Erfindungsgemäß kann daher über weitere Förderbänder die Fördergeschwindigkeit auf eine Endfördergeschwindigkeit von 3 - 7 m/s, vorzugsweise 4 - 6 m/s, weiter bevorzugt 5 - 6 m/s gebracht werden. Eine sukzessive Erhöhung der Fördergeschwindigkeit vermindert das Risiko weiter, dass eine zu große Beschleunigung der Rohstoffstücke beim Auftreffen von der Rampe auf das Förderband zu unkontrollierten Bewegungen der Rohstoffstücke und damit zu einer Aufhebung der Vereinzelung führt. In most cases it is sufficient to use a conveyor belt. The length of the conveyor belt until the spectroscopic detection is usually max. 5 to 7 m. It has been found that with the aid of the method according to the invention raw material pieces of different sizes can be conveyed and separated; the edge length of the pieces of raw material may be up to 2 m, preferably up to 1, 5 m, more preferably up to 1 m. The simultaneous sorting of pieces of raw material of an edge length of 1 m with such an edge length of only 20 cm is readily possible. However, it is also possible to increase the throughput rate downstream of the first conveyor belt to which the pieces of raw material are applied via the ramp, to arrange one or more further conveyor belts, the successively increase the conveying speed. According to the invention, the conveying speed can therefore be brought to a final conveying speed of 3 to 7 m / s, preferably 4 to 6 m / s, more preferably 5 to 6 m / s via further conveyor belts. A successive increase in the conveying speed further reduces the risk that an excessive acceleration of the pieces of raw material when hitting the ramp on the conveyor belt leads to uncontrolled movements of the pieces of raw material and thus to a cancellation of the separation.
Da die Rohstoff stücke zwischen einzelnen Sortiervorgängen erhebliche Unterschiede aufweisen können, ist es sinnvoll, den Schwingförderer hinsichtlich verschiedener Parameter einstellbar auszubilden. Insbesondere können diese auch während des laufenden Betriebs einstellbar sein, sodass der Benutzer bei Anwendung des Verfahrens auf eine neu zu sortierende Fraktion von Rohstoffstücken die Parameter unmittelbar so optimieren kann, dass eine gute Vereinzelung in Förderrichtung und ein Einsortieren in Förderspuren erfolgt. Einzustellende Parameter sind insbesondere die Schwingungsamplitude, die Schwingungsfrequenz, der Wurfwinkel sowie die Neigung der Rampen des Schwingförderers. Die Einstellbarkeit dieser Parameter hat sich als sehr vorteilhaft herausgestellt, weil unterschiedliche Rohstoffstücke bei unterschiedlichen Förderbedingungen im Schwingförderer eine optimale Förderung und Separierung erreichen. Ein erfahrener Bediener der Anlage kann unmittelbar erkennen, ob die Separierung in der gewünschten Weise verläuft oder ob Anpassungen der genannten Parameter notwendig sind. Von Vorteil ist es daher, wenn die Parameter beispielsweise von einem Steuerpult aus im laufenden Betrieb variiert werden können. Since the raw material pieces can have significant differences between individual sorting processes, it makes sense to make the vibratory conveyor adjustable in terms of various parameters. In particular, these can also be adjustable during operation, so that the user can optimize the parameters when applying the method to a newly sorted fraction of pieces of raw material directly so that a good separation in the conveying direction and a sorting occurs in conveyor tracks. Parameters to be set are, in particular, the oscillation amplitude, the oscillation frequency, the throw angle and the inclination of the ramps of the vibratory conveyor. The adjustability of these parameters has proven to be very advantageous because different pieces of raw materials achieve optimum delivery and separation at different delivery conditions in the vibratory conveyor. An experienced operator of the plant can immediately recognize whether the separation is proceeding in the desired manner or whether adjustments of the mentioned parameters are necessary. It is therefore advantageous if the parameters can be varied during operation, for example, from a control panel.
Typische Schwingungsfrequenzen des Schwingförderers liegen in einem Bereich zwischen 300 und 1 .200 pro Minute, bevorzugt 500 bis 1 .000 pro Minute. Der Wurfwinkel gegenüber der Horizontalen kann beispielsweise 10 bis 60° betragen. Das Gefälle der Rampen sollte vorzugsweise in einem Bereich zwischen 5 und 70°, bevorzugt in einem Bereich zwischen 10 und 45° liegen Typical vibration frequencies of the vibratory conveyor are in a range between 300 and 1, 200 per minute, preferably 500 to 1, 000 per minute. The throw angle with respect to the horizontal can be for example 10 to 60 °. The gradient of the ramps should preferably be in a range between 5 and 70 °, preferably in a range between 10 and 45 °
Weitere Parameter, die ggf. einstellbar, insbesondere auch während des laufenden Betriebs einstellbar sein können, sind Parameter des Förderbandes, insbesondere die Fördergeschwindigkeit und ggf. die Form des Förderbandes. Die Form kann dabei von nach oben offen und flach bis zu in spitzem Winkel nach unten zulaufend sein. Die Einstellung der Parameter kann z. B. deshalb notwendig werden, weil stark verschmutzte Altschrotte mehr Zeit zur Bearbeitung, insbesondere zur Entfernung von Oberflächenschichten durch Ablation benötigen als Neuschrotte. Other parameters that may be adjustable, in particular adjustable during operation, are parameters of the conveyor belt, in particular the conveying speed and possibly the shape of the conveyor belt. The shape can be tapered downwards from open at the top and flat up to an acute angle. The setting of the parameters can z. B. therefore become necessary because heavily soiled scrap more time for processing, in particular for the removal of surface layers require by ablation than Neuschrotte.
Zwecks Anpassung an das Fördergut kann es darüber hinaus sinnvoll sein, austauschbare Rampen und/oder Leitbleche vorzusehen. Je nach zu sortierenden Rohstoffstücken können daher unterschiedliche Rampen zum Einsatz kommen, die sich hinsichtlich Länge, Gefälle und/oder Wölbung unterscheiden. Beim Wechsel von einer bestimmten Art von Rohstoff stücken, beispielsweise relativ kleinen Rohstoffstücken mit einer Durchschnittskantenlänge von ca. 20 cm zu größeren Rohstoffstücken mit einer Kantenlänge von durchschnittlich ca. 80 cm kann auf diese Weise die Aufbringung der Rohstoffstücke auf das Förderband unter Beibehaltung der durch den Schwingförderer herbeigeführten Vereinzelung optimiert werden. In diesem Zusammenhang können die Rampen/Leitbleche auch hinsichtlich ihrer Breite an das Fördergut angepasst werden. In order to adapt to the conveyed it may also be useful to provide interchangeable ramps and / or baffles. Depending on the pieces of raw material to be sorted, therefore, different ramps can be used, which differ in terms of length, gradient and / or curvature. When changing from a certain type of raw material pieces, for example, relatively small pieces of raw material with an average edge length of about 20 cm to larger pieces of raw material with an average edge length of about 80 cm can in this way the application of the raw material pieces on the conveyor belt while maintaining the Vibratory conveyor induced singling be optimized. In this context, the ramps / baffles can also be adjusted in terms of their width to the conveyed.
Ggf. können die Rampen und/oder die Leitbleche auch so ausgebildet sein, dass ihr Gefälle einstellbar ist, ohne dass ein Austausch der Rampen/Leitbleche stattfinden muss. Idealerweise kann das Gefälle während des laufenden Betriebs eingestellt werden. Auf diese Weise ist, ebenso wie bei der Einstellung entsprechender Parameter für den Schwingförderer oder das Förderband, eine Anpassung an das konkrete Fördergut möglich, um eine optimale Vereinzelung und Beibehaltung der Vereinzelung bis hin zur spektroskopischen Analyse zu erreichen. Possibly. For example, the ramps and / or the baffles may also be designed such that their incline can be adjusted without having to exchange the ramps / baffles. Ideally, the slope can be adjusted during operation. In this way, as well as in the setting of appropriate parameters for the vibratory conveyor or the conveyor belt, an adaptation to the concrete conveyed possible to achieve optimal separation and maintaining the separation up to the spectroscopic analysis.
Das Verfahren lässt sich prinzipiell auf beliebige Rohstoffstücke anwenden, in der Regel wird es sich aber um Sekundärrohstoffstücke handeln, die einer Wiederverwertung zugeführt werden. Es können jedoch, insbesondere zur Herbeiführung einer bestimmten Zielzusammensetzung, im Bedarfsfall auch nur oder vorwiegend Primärrohstoffstücke hinzugefügt werden. In der Regel handelt es sich um einschmelzbare Rohstoffe; idealerweise müssen diese nur noch eingeschmolzen werden, um eine Zielschmelze der gewünschten Zusammensetzung zu erhalten, sodass eine Beimischung weiterer Stoffe oder eine Entfernung von Stoffen aus der Schmelze nicht mehr oder allenfalls noch in sehr geringem Umfang notwendig ist, um einen neuen Werkstoff zu erzeugen. Bei den Sekundärrohstoffen unterscheidet man darüber hinaus zwischen Neuschrotten und Altschrotten. Altschrotte sind solche, die bereits, unter Umständen über lange Zeiträume, verwendet wurden, beispielsweise aufzuarbeitende Autokarosserien bzw. der entsprechende Scheren- oder Schredderschrott. Neuschrotte sind solche, die bei der Herstellung von Bauteilen entstehen, beispielsweise die Reste eines Blechs, aus dem eine bestimmte Form ausgestanzt wurde. Besonders große Bedeutung hat die Wiederverwertung von Metallschrotten, insbesondere Stahlschrotten, darunter besonders verzinkten Stahlschrotten, da diese allein in der Automobilindustrie in erheblicher Menge anfallen und eine Wiederverwertung ohne vorherige Sortierung aufgrund der mittlerweile nahezu flächendeckenden Verwendung von verzinktem Stahl nicht ohne weiteres möglich wäre. Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren jedoch auch für andere Metallschrotte einsetzbar, zu nennen sind insbesondere Aluminium-, Kupfer-, Zink- und Titanschrotte. Denkbar ist auch der Einsatz beim Recycling von Kunststoffteilen oder Glas. Das erfindungsgemäße Verfahren kann im Rahmen einer Schrottaufarbeitung, wie in der DE 10 2012 015 812 A1 beschrieben, oder im Rahmen eines Assortierverfahrens (DE 10 2012 024 816 A1 ) verwendet werden, bei dem Zielfraktionen wiederverwertbarer Rohstoffe mit bestimmten gewünschten Zusammensetzungen erzeugt werden. Auf die genannten Dokumente wird insofern Bezug genommen. In principle, the method can be applied to any piece of raw material, but as a rule it will be secondary pieces of raw material that are recycled. However, if necessary, only or predominantly primary raw material pieces may be added, in particular to produce a particular target composition. As a rule, these are meltable raw materials; ideally, they only have to are melted to obtain a target melt of the desired composition, so that an admixture of other substances or a removal of substances from the melt is no longer or at most still necessary to a very small extent to produce a new material. Secondary raw materials also distinguish between new scraps and old scraps. Scrap are those that have already been used, possibly over long periods of time, for example, car bodies to be worked up or the corresponding scissors or shredder scrap. Neuschrotte are those that arise in the manufacture of components, such as the remains of a sheet from which a certain shape was punched out. Of particular importance is the recycling of metal scrap, especially steel scrap, including particularly galvanized steel scrap, as this incurred in the automotive industry alone in a significant amount and recycling without prior sorting due to the meanwhile almost widespread use of galvanized steel would not be readily possible. In principle, however, the method according to the invention can also be used for other metal scrap, in particular aluminum, copper, zinc and titanium scrap. Also conceivable is the use in the recycling of plastic parts or glass. The method according to the invention can be used within the scope of a scrap processing, as described in DE 10 2012 015 812 A1, or within the scope of an assorting method (DE 10 2012 024 816 A1), in which target fractions of recyclable raw materials with certain desired compositions are produced. In this regard, reference is made to the aforementioned documents.
Je nach Größe der Rohstoffstücke kann es sinnvoll sein, diese vor der Analyse der Zusammensetzung zu zerkleinern, um sie besser handhabbar zu machen. Damit eine sinnvolle Analyse der Zusammensetzung möglich ist, ist eine gewisse Mindestgröße erforderlich. Da die Analyse häufig mit Hilfe eines Lasers durchgeführt wird, der einen Brennfleck von ca. 50 bis 400 μηπ Durchmesser aufweist, sollte die Mindestgröße der einzelnen Rohstoffstücke nicht unter 2 mm liegen, wobei unter Größe die Maße in den zwei Dimensionen der Auflagefläche, beispielsweise auf einem Förderband, verstanden werden, d. h. das Rohstoffstück sollte mindestens 2 mm lang und breit sein. Vorteilhafterweise gilt die Größe für sämtliche Dimensionen einschließlich der Höhe. Zweckmäßig ist es, wenn die einzelnen Rohstoffstücke größer sind, beispielsweise eine Größe von mindestens 50 mm, bevorzugt mindestens 100 mm aufweisen. Auf der anderen Seite ist die Handhabung großflächiger, dünner Rohstoffstücke auch bei der Förderung schwierig, weshalb die Rohstoffstücke nach einem möglichen Zerkleinerungsschritt max. eine Größe von 2.000 mm aufweisen sollten. Bevorzugt ist eine max. Größe von einigen 100 mm. Der Zerkleinerungsschritt kann ggf. auch nach dem Schritt der Reinigung bzw. der Ablösung von Oberflächenbelägen durchgeführt werden. Depending on the size of the pieces of raw material, it may be useful to crush them before analysis of the composition in order to make them easier to handle. For a meaningful analysis of the composition is possible, a certain minimum size is required. Since the analysis is often carried out with the aid of a laser having a focal spot of about 50 to 400 μηπ diameter, the minimum size of the individual pieces of raw material should not be less than 2 mm, below size, the dimensions in the two dimensions of the support surface, for example a conveyor belt, to be understood, ie The piece of raw material should be at least 2 mm long and wide. Advantageously, the size applies to all dimensions including the height. It is expedient if the individual pieces of raw material are larger, for example, have a size of at least 50 mm, preferably at least 100 mm. On the other hand, the handling of large-scale, thinner pieces of raw material is difficult even in the promotion, which is why the pieces of raw material after a possible crushing step max. should have a size of 2,000 mm. Preferably, a max. Size of some 100 mm. If necessary, the comminution step can also be carried out after the step of cleaning or detaching surface coverings.
Hilfreich ist es, wenn die Rohstoffstücke hinsichtlich ihrer Grundzusammensetzung, beispielsweise hinsichtlich des Basismaterials oder des Schichtsystems, oder auch hinsichtlich der Größe zumindest grob vorsortiert sind. Bei bekannter Grundzusammensetzung kann entschieden werden, ob eine Behandlung der Rohstoffstücke mit einer oder mehreren Flüssigkeiten zur Reinigung der Oberfläche und/oder zur Ablösung von Oberflächenbeschichtungen, d. h. ein Abbeizen notwendig ist, bevor das eigentliche erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Hier können unterschiedliche Vorgehensweisen sinnvoll sein, je nachdem, ob es sich z. B. um verzinkten, emaillierten oder mit einer Kunststoffbeschichtung versehenen Schrott oder um Kunststoffreste handelt. Beispielsweise können als Abbeizmittel zur Entfernung von organischen Beschichtungen organische Lösungsmittel wie aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, Chlorkohlenwasserstoffe, Alkohole, Glykolether, Dicarbonsäureester, Aceton usw. verwendet werden. Besonders häufig verwendet wird Methylenchlorid. Zur Entfernung einer Zinkschicht können Säuren oder Basen eingesetzt werden. Entsprechende Verfahren sind dem Fachmann bekannt. Zur weiteren Erhöhung der Effizienz können die zu behandelnden Rohstoffstücke zweckmäßigerweise vor Inkontaktbringen mit der Flüssigkeit mechanisch vorbehandelt, insbesondere zerkleinert, zerschreddert, aufgeraut und/oder in anderer Weise deformiert werden, um die Kontaktflächen zur Flüssigkeit zu vergrößern. Ggf. kann vor der Analyse noch eine Trocknung der mit der Flüssigkeit behandelten Stücke durchgeführt werden, um anhaftende Flüssigkeitsreste zu entfernen. Da das Messergebnis bei der spektroskopischen Analyse durch Oberflächenbeschichtungen, An- bzw. Abreicherungen von Legierungselementen an der Oberfläche, Verunreinigungen auf der Oberfläche, anhaftende Ölschichten etc. verfälscht werden kann, kann es darüber hinaus sinnvoll sein, vor der eigentlichen Analyse der Zusammensetzung durch einen Laser Reinigungspulse zur Ablation auf die Rohstoffstücke einwirken zu lassen. Mit Hilfe der Reinigungspulse können Beschichtungen und Verunreinigungen der Oberfläche entfernt werden, sodass anschließend eine unverfälschte Analyse der Zusammensetzung möglich ist. Um die Aussagekraft der durchgeführten Analyse zu erhöhen, können auch pro Rohstoffstück mehrere Stellen auf ihre Zusammensetzung analysiert werden, d. h. es muss an mehreren Stellen zunächst eine Einwirkung von Reinigungspulsen und anschließend eine Einwirkung von Analysepulsen erfolgen, um die jeweilige Zusammensetzung bestimmen zu können. Die Ergebnisse werden statistisch ausgewertet, anschließend wird in Abhängigkeit von der statistisch ermittelten Zusammensetzung die Sortierung durchgeführt. It is helpful if the pieces of raw material are at least roughly presorted with regard to their basic composition, for example with regard to the base material or the layer system, or else with regard to their size. With a known basic composition it can be decided whether a treatment of the pieces of raw material with one or more liquids for cleaning the surface and / or for detachment of surface coatings, ie a stripping is necessary before the actual method according to the invention is carried out. Here, different approaches may be useful, depending on whether it is z. B. galvanized, enamelled or provided with a plastic coating scrap or plastic remnants. For example, organic solvents such as aliphatic or aromatic hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons, alcohols, glycol ethers, dicarboxylic acid esters, acetone, etc. can be used as paint strippers for removing organic coatings. Methylene chloride is used most frequently. To remove a zinc layer, acids or bases can be used. Corresponding methods are known to the person skilled in the art. To further increase the efficiency, the pieces of raw material to be treated can expediently be mechanically pretreated before being brought into contact with the liquid, in particular comminuted, shredded, roughened and / or otherwise deformed in order to increase the contact surfaces to the liquid. Possibly. Drying of the pieces treated with the liquid may be carried out prior to the analysis in order to remove adhering liquid residues. Since the measurement result in the spectroscopic analysis by surface coatings, enrichment or depletion of alloying elements on the surface, impurities on the surface, adhering oil layers, etc., can be distorted, it may also be useful before the actual analysis of the composition by a laser Cleaning pulses for ablation on the pieces of raw material act. With the help of the cleaning pulses coatings and impurities of the surface can be removed, so that subsequently a genuine analysis of the composition is possible. In order to increase the significance of the analysis carried out, it is also possible to analyze several locations per piece of raw material, ie, at first, an action of cleaning pulses and then an effect of analysis pulses must be performed in order to be able to determine the respective composition. The results are statistically evaluated, then sorting is performed depending on the statistically determined composition.
Um die Stellen zu ermitteln, an denen eine spektroskopische Analyse der Zusammensetzung möglich ist, kann eine Bestimmung der Positionen der Rohstoffstücke sowie eine Bestimmung von räumlichen Informationen bezüglich der Rohstoffstücke durchgeführt werden. Als Ermittlung von räumlichen Informationen wird insbesondere die teilweise oder vollständige Ermittlung der Form der Rohstoffstücke verstanden. Dies dient der Vorbereitung der Analyse, insbesondere im Hinblick auf die Ermittlung geeigneter Messpunkte. Die Position ist insbesondere die Position des Rohstoff Stücks auf der Transporteinrichtung. In order to determine the locations where a spectroscopic analysis of the composition is possible, a determination of the positions of the pieces of raw material as well as a determination of spatial information regarding the pieces of raw material can be carried out. In particular, the partial or complete determination of the shape of the pieces of raw material is understood as the determination of spatial information. This serves to prepare the analysis, in particular with regard to the determination of suitable measuring points. The position is in particular the position of the raw material piece on the transport device.
Die Form, die Lage und die Topographie der einzelnen Rohstoffstücke können mit Hilfe einer der eigentlichen spektroskopischen Analyse vorgeschalteten Laserschnittkamera/Lichtschnittsensors bestimmt werden. Die Form- und Lagebestimmung erfordert eine zuverlässige Vereinzelungstechnologie wie hier beschrieben. Die Gewinnung von räumlichen Informationen zu den Rohstoffstücken ist auch über einen (gepulsten) Laser möglich, der parallel zur Transportrichtung eine Höhenlinie jedes Rohstoffstücks über die Lichtlaufzeit ermittelt. Dies dient dazu, bei Rohstoffstücken, die in sich oder von Stück zu Stück eine starke Höhendifferenz aufweisen, den nachfolgenden Analysevorgang so vorzubereiten, dass ein lichtoptisches Verfahren sich zur eigentlichen Messung genügend präzise fokussieren kann. Die erhaltenen räumlichen Informationen werden dazu verwendet, die Stellen festzulegen, an denen eine Analyse der Zusammensetzung im Folgeschritt stattfindet. Durch die Ermittlung der Höhenlinie wird die Taktzeit der Messvorgänge erhöht und die Messgenauigkeit gesteigert. Zudem wird so der Einfluss etwaiger Relativbewegungen der Rohstoffstücke relativ zur Transporteinrichtung messtechnisch weitgehend eliminiert. The shape, position and topography of the individual pieces of raw material can be determined by means of a laser-cutting camera / light-section sensor preceding the actual spectroscopic analysis. The shape and orientation requires reliable singulation technology as described herein. The extraction of spatial information on the pieces of raw material is also possible via a (pulsed) laser, which parallel to the transport direction a contour line of each piece of raw material over the light transit time determined. This serves to prepare the subsequent analysis process in the case of pieces of raw materials which have a considerable height difference in or from piece to piece, so that a light-optical method can focus sufficiently precisely for the actual measurement. The spatial information obtained is used to determine the places where compositional analysis takes place in the subsequent step. By determining the contour line, the cycle time of the measuring processes is increased and the measuring accuracy is increased. In addition, the influence of any relative movements of the pieces of raw material relative to the transport device is largely eliminated by measurement.
Die Bestimmung der Position der Rohstoffstücke ist auch mit Hilfe eines 3D- Scanning-Schritts möglich, der auch dazu dienen kann, räumliche Informationen zu den Rohstoffstücken zu gewinnen. Es ist somit möglich, die Form der Rohstoffstücke zu erfassen. Die räumlichen Informationen zu den Rohstoffstücken, insbesondere die Form, wird automatisch daraufhin ausgewertet, an welchen Positionen eine spektroskopische Analyse problemlos möglich ist. Auf diese Weise kann die Analyse deutlich beschleunigt werden, da die Zahl nicht erfolgreicher Analyseschritte minimiert wird. 3D-Scanning- Technologien, zumeist mit Hilfe eines Lasers ausgeführt, sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und werden vielfältig eingesetzt, beispielsweise zur Bestimmung der Form von Zahnbögen, beim Rapid Prototyping etc.. Lediglich beispielhaft wird auf den Übersichtsartikel von W. R. Scott, G. Roth, ACM Computing Surveys, Vol. 35, 2003, S. 64 - 96 "View Planning for Automated Three-Dimensional Object Reconstruction and Inspection" verwiesen. The determination of the position of the pieces of raw material is also possible with the help of a 3D scanning step, which can also serve to gain spatial information on the pieces of raw material. It is thus possible to detect the shape of the pieces of raw material. The spatial information on the pieces of raw material, in particular the shape, is automatically evaluated at which positions a spectroscopic analysis is easily possible. In this way, the analysis can be significantly accelerated, since the number of unsuccessful analysis steps is minimized. 3D scanning technologies, which are generally carried out with the aid of a laser, are well known to the person skilled in the art and are used in a variety of ways, for example for determining the shape of dental arches, for rapid prototyping etc. The WR Scott, G. Roth, ACM Computing Surveys, Vol. 35, 2003, pp. 64-96, "View Planning for Automated Three-Dimensional Object Reconstruction and Inspection".
Anstatt Position und Form mit Hilfe von 3D-Scanning zu erfassen, sind auch andere Möglichkeiten denkbar. Beispielsweise kann die Position des Rohstoffstücks im Falle von Metallen durch elektromagnetische Induktion bestimmt werden. Hierzu können Spulen vorgesehen sein, beispielsweise unterhalb der Transporteinrichtung, die zusammen mit einem Kondensator einen Schwingkreis bilden, so dass die Position eines metallischen Rohstoffstücks elektronisch erfasst wird. Vorrichtungen, bei denen mit Hilfe von elektromagnetischer Induktion die Gegenwart eines metallischen Gegenstandes erfasst werden kann, sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt. Instead of capturing position and shape with the help of 3D scanning, other possibilities are conceivable. For example, the position of the piece of raw material in the case of metals can be determined by electromagnetic induction. For this purpose, coils may be provided, for example below the transport device, which together with a capacitor form a resonant circuit, so that the position of a metallic piece of raw material is detected electronically. Devices in which with the help of electromagnetic induction, the presence of a metallic object can be detected, are known in the art in principle.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die Ausbildung der Förderspuren anstatt durch gewölbte Rampen des Schwingförderers auch durch gewölbte Leitbleche erfolgen, welche zwischen dem Schwingförderer und dem Förderband angeordnet sind. Entsprechend betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken, welche einer spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung unterzogen werden, mit folgenden Schritten: - Aufbringen und Fördern der Roh Stoff stücke auf einem Schwingförderer According to an alternative embodiment, the formation of the conveyor tracks can also take place by curved guide plates, which are arranged between the vibratory conveyor and the conveyor belt, instead of curved ramps of the vibratory conveyor. Accordingly, the invention also relates to a method for conveying and separating pieces of raw material, which are subjected to a spectroscopic analysis of the composition, comprising the following steps: - applying and conveying the raw material pieces on a vibrating conveyor
- Übergabe der Rohstoffstücke auf ein Förderband und - Transfer of raw material pieces to a conveyor belt and
- spektroskopische Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke, wobei die Förderung der Rohstoffstücke auf dem Schwingförderer auf einer oder mehreren Rampen erfolgt, die vom Schwingförderer zum Förderband ein Gefälle aufweisen, wobei zwischen den dem Förderband nächstkommenden Rampen und dem Förderband selbst Leitbleche angeordnet sind, die Leitbleche im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind und die Rohstoffstücke über die konkaven Seiten der Leitbleche auf das Förderband rutschen und ein oder mehrere in Förderrichtung verlaufende Förderspuren ausbilden. Im Übrigen gilt bei dieser alternativen Ausführungsform das zuvor zu den Leitblechen gesagte. spectroscopic analysis of the composition of the pieces of raw material, wherein the conveyance of the pieces of raw material on the vibratory conveyor on one or more ramps, which have a slope from the vibratory conveyor to the conveyor belt, between the conveyor belt closest to the ramps and the conveyor belt itself baffles are arranged, the baffles in the When viewed in cross-section, they are arched and the pieces of raw material slide over the concave sides of the guide plates onto the conveyor belt and form one or more conveying tracks running in the conveying direction. Incidentally, in this alternative embodiment, the previously said to the baffles applies.
Neben den erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung bzw. Anlage zur Durchführung eines entsprechenden Verfahrens. Entsprechend betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoff stücken mit einem Schwingförderer, einem oder mehreren Förderbändern und Mitteln zur spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke, wobei auf dem Schwingförderer ein oder mehrere Rampen angeordnet sind, die vom Schwingförderer zum Förderband ein Gefälle aufweisen und die im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind. In addition to the inventive method, the invention also relates to a device or system for carrying out a corresponding method. Accordingly, the invention relates to a device for conveying and separating pieces of raw material with a vibrating conveyor, one or more conveyor belts and means for spectroscopic analysis of the composition of the pieces of raw material, wherein on the vibratory conveyor one or more ramps are arranged, which from the vibratory conveyor to the conveyor belt have a slope and are formed curved in cross-section.
Alternativ betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoff stücken mit einem Schwingförderer, einem oder mehreren Förderbändern und Mitteln zur spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke, wobei auf dem Schwingförderer ein oder mehrere Rampen angeordnet sind, die vom Schwingförderer zum Förderband ein Gefälle aufweisen, wobei zwischen den dem Förderband nächstkommenden Rampen und dem Förderband selbst Leitbleche angeordnet sind, die im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind Alternatively, the invention also relates to a device for conveying and separating pieces of raw material with a vibrating conveyor, one or more conveyor belts and means for spectroscopic analysis of the composition of the pieces of raw material, wherein on the vibratory conveyor one or more ramps are arranged, which from the vibratory conveyor to the conveyor belt a gradient have guide plates are arranged between the conveyor belt closest to the ramp and the conveyor belt itself, which are considered curved in cross-section
Sämtliche Ausführungen, die im Rahmen der Erfindung zum Verfahren gemacht werden, gelten in gleicher Weise auch für die Vorrichtungen. Dies gilt insbesondere für sämtliche in Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Merkmale. Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: All embodiments that are made in the context of the invention to the method apply in the same way for the devices. This applies in particular to all features described in connection with the method. The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the attached figures. Show it:
Fig. 1 Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Seitenansicht; Fig. 1 shows a system for carrying out the method according to the invention in a side view;
Fig. 2 eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Frontalansicht und Fig. 2 shows a plant for carrying out the method according to the invention in the front view and
Fig. 3 eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Draufsicht. Fig. 3 shows a plant for carrying out the method according to the invention in plan view.
In Figur 1 wird eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Seitenansicht dargestellt. Die Rohstoffstücke werden zunächst in einen als Vorratsbehälter dienenden Bunker 7 eingefüllt, von dem aus sie auf den Schwingförderer 1 übergehen. Um die Bewegung der Rohstoffstücke aus dem Bunker 7 auf den eigentlichen Schwingförderer 1 herbeizuführen, kann auch der Boden des Bunkers 7 selbst als Schwingförderer 1 ausgebildet sein. Der Schwingförderer 1 weist mindestens eine Rampe 4 auf mit einem Gefälle, wodurch die Rohstoffstücke während der Förderung deutlich beschleunigt werden. Unterhalb des Schwingförderers 1 ist der Schwingantrieb 2 angebracht, dessen Parameter (Frequenz, Wurfwinkel und Wurfamplitude) einstellbar sind. Durch die in dieser Darstellung nicht erkennbare Wölbung der Rampen 4 wird erreicht, dass die Rohstoffstücke Förderspuren 5 ausbilden. Beim Übergang der Rohstoffstücke vom Schwingförderer 1 auf das Förderband 3 werden die Förderspuren beibehalten. FIG. 1 shows a side view of a plant for carrying out the process according to the invention. The raw material pieces are first filled into a bunker 7 serving as a storage container, from which they pass over to the vibrating conveyor 1. To the movement of Raw material pieces from the bunker 7 to bring about the actual vibratory conveyor 1, the bottom of the bunker 7 itself may be formed as a vibratory conveyor 1. The vibratory conveyor 1 has at least one ramp 4 with a slope, whereby the raw material pieces are significantly accelerated during the promotion. Below the vibrating conveyor 1, the oscillating drive 2 is mounted, whose parameters (frequency, throw angle and throw amplitude) are adjustable. By not visible in this illustration curvature of the ramps 4 ensures that the raw material pieces form conveyor tracks 5. When transferring the pieces of raw material from the vibratory conveyor 1 on the conveyor belt 3, the conveyor tracks are maintained.
In Figur 2 ist eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Frontalansicht dargestellt, wobei insbesondere die Rampen 4 im Querschnitt dargestellt sind. Bei der hier gewählten Ausführungsform sind zwei Rampen 4 parallel zueinander angeordnet. Beide Rampen 4 weisen eine Wölbung auf, sodass sich zwei Förderspuren 5 ausbilden. FIG. 2 shows a system for carrying out the method according to the invention in a frontal view, wherein in particular the ramps 4 are shown in cross-section. In the embodiment chosen here, two ramps 4 are arranged parallel to one another. Both ramps 4 have a curvature, so that two conveyor tracks 5 form.
Figur 3 zeigt die Anlage in einer Draufsicht. Die Rohstoffstücke gehen vom Bunker 7 aus auf den Schwingförderer 1 über, wobei der Schwingförderer 1 in diesem Fall zwei Rampen 4 aufweist, die für die Ausbildung von zwei Förderspuren 5 sorgen. Der Übergang auf das Förderband 3 erfolgt über sich an den Schwingförderer 1 anschließende Leitbleche 6, die ein stärkeres Gefälle aufweisen als die Rampen 4 des Schwingförderers, wobei auf den Leitblechen 6 zusätzliche seitliche Bleche 8 angeordnet sind, die dafür sorgen, dass die Rohstoffstücke auch beim Übergang auf das Förderband 3 in ihrer Förderspur 5 bleiben. FIG. 3 shows the plant in a plan view. The raw material pieces are transferred from the bunker 7 to the vibrating conveyor 1, wherein the vibrating conveyor 1 in this case has two ramps 4, which provide for the formation of two conveyor tracks 5. The transition to the conveyor belt 3 via itself to the vibratory conveyor 1 subsequent baffles 6, which have a greater slope than the ramps 4 of the vibratory conveyor, wherein on the baffles 6 additional lateral plates 8 are arranged, which ensure that the raw material pieces in the Transition to the conveyor belt 3 in their conveyor lane 5 remain.
Patentansprüche - Claims

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken, welche einer spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung unterzogen werden, mit folgenden Schritten: 1. A method for conveying and separating pieces of material, which are subjected to a spectroscopic analysis of the composition, comprising the following steps:
Aufbringen und Fördern der Roh Stoff stücke auf einem Schwingförderer (1) Applying and conveying the raw material pieces on a vibrating conveyor (1)
- Übergang der Rohstoffstücke auf ein Förderband (3) und - Transfer of raw material pieces to a conveyor belt (3) and
- spektroskopische Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Förderung der Rohstoffstücke auf dem Schwingförderer (1) auf einer oder mehreren Rampen (4) erfolgt, die vom Schwingförderer (1) zum Förderband (3) ein Gefälle aufweisen und die im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind, die Rohstoffstücke über die konkaven Seiten der Rampen (4) gefördert werden und ein oder mehrere in Förderrichtung verlaufende Förderspuren (5) ausbilden. - Spectroscopic analysis of the composition of the pieces of raw material, characterized in that the promotion of the pieces of raw material on the vibratory conveyor (1) on one or more ramps (4), which from the vibratory conveyor (1) to the conveyor belt (3) have a slope and viewed in cross section are formed arched, the raw material pieces on the concave sides of the ramps (4) are promoted and one or more extending in the conveying direction conveying tracks (5) form.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schwingförderer (1) mehrere Rampen (4) hintereinander angeordnet sind, wobei das Gefälle in Richtung des Förderbandes (3) zunimmt. 2. The method according to claim 1, characterized in that on the vibratory conveyor (1) a plurality of ramps (4) are arranged one behind the other, wherein the gradient in the direction of the conveyor belt (3) increases.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den dem Förderband (3) nächstkommenden Rampen (4) und dem Förderband (3) selbst Leitbleche (6) angeordnet sein, über die die Rohstoffstücke auf das Förderband (3) rutschen. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that between the conveyor belt (3) next coming ramps (4) and the conveyor belt (3) itself baffles (6) may be arranged over which slide the pieces of raw material on the conveyor belt (3) ,
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die4. The method according to claim 3, characterized in that the
Leitbleche (6) im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind und die Rohstoffstücke über die konkaven Seiten der Leitbleche (6) auf das Förderband (3) rutschen. Guide plates (6) viewed in cross-section are curved and the pieces of raw material on the concave sides of the baffles (6) on the conveyor belt (3) slip.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohstoff stücke auf den Rampen (4) und5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the raw material pieces on the ramps (4) and
Leitblechen (6) auf eine Geschwindigkeit beschleunigt werden, die max. 50 %, weiter bevorzugt max. 40 %, max. 30 %, max. 20 % oder max. 10 % unterhalb der Fördergeschwindigkeit des Förderbandes (3) liegt. Baffles (6) are accelerated to a speed that max. 50%, more preferably max. 40%, max. 30%, max. 20% or max. 10% below the conveying speed of the conveyor belt (3).
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke mit Hilfe der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIBS) erfolgt. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the analysis of the composition of the pieces of raw material by means of laser-induced plasma spectroscopy (LIBS) takes place.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der ermittelten Zusammensetzung eine automatisierte Sortierung der Rohstoffstücke erfolgt. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that an automatic sorting of the raw material pieces takes place in dependence on the determined composition.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohstoffstücke in der Weise auf das Förderband (3) aufgebracht werden, dass in jeder Förderspur (5) die laterale Varianz der Zentren der Rohstoffstücke max. 600 mm, bevorzugt max. 400 mm, weiter bevorzugt max. 300 mm beträgt. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the pieces of raw material are applied to the conveyor belt (3) in such a way that in each conveyor track (5) the lateral variance of the centers of the pieces of raw material max. 600 mm, preferably max. 400 mm, more preferably max. 300 mm.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten Förderband (3) ein oder mehrere weitere Förderbänder (3) angeordnet sind, auf denen die Fördergeschwindigkeit weiter erhöht wird. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that after the first conveyor belt (3) one or more further conveyor belts (3) are arranged, on which the conveying speed is further increased.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (3) oder eines der Förderbänder (3) eine Fördergeschwindigkeit von 3 - 7 m/s vorzugsweise 4 - 6 m/s, weiter bevorzugt 5 - 6 m/s erreicht. 10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the conveyor belt (3) or one of the conveyor belts (3) has a conveying speed of 3 - 7 m / s, preferably 4 - 6 m / s, more preferably 5 - 6 m / s reached.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingförderer (1 ) hinsichtlich Schwingungsamplitude, Schwingungsfrequenz, Wurfwinkel und/oder Neigung einstellbar ist. 1 1. Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the vibrating conveyor (1) is adjustable in terms of vibration amplitude, vibration frequency, throw angle and / or inclination.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rampen (4) austauschbar sind. 12. The method according to any one of claims 1 to 1 1, characterized in that the ramps (4) are interchangeable.
13 Verfahren zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken, welche einer spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung unterzogen werden, mit folgenden Schritten: 13 Processes for conveying and separating pieces of material, which are subjected to a spectroscopic analysis of the composition, with the following steps:
Aufbringen und Fördern der Roh Stoff stücke auf einem Schwingförderer (1 ) Applying and conveying the raw material pieces on a vibrating conveyor (1)
- Übergang der Rohstoffstücke auf ein Förderband (3) und - Transfer of raw material pieces to a conveyor belt (3) and
- spektroskopische Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderung der Rohstoffstücke auf dem Schwingförderer (1 ) auf einer oder mehreren Rampen (4) erfolgt, die vom Schwingförderer (1 ) zum Förderband (3) ein Gefälle aufweisen, wobei zwischen den dem Förderband (3) nächstkommenden Rampen (4) und dem Förderband (3) selbst Leitbleche (6) angeordnet sind, die Leitbleche (6) im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind und die Rohstoffstücke über die konkaven Seiten der Leitbleche (6) auf das Förderband (3) rutschen und ein oder mehrere in Förderrichtung verlaufende Förderspuren (5) ausbilden. spectroscopic analysis of the composition of the pieces of raw material, characterized in that the conveyance of the pieces of raw material on the vibrating conveyor (1) takes place on one or more ramps (4) having a slope from the vibrating conveyor (1) to the conveyor (3), wherein between the The conveyor belt (3) nearest ramps (4) and the conveyor belt (3) itself baffles (6) are arranged, the baffles (6) viewed in cross-section curved and the raw material pieces on the concave sides of the guide plates (6) on the conveyor belt (3) slip and form one or more conveying tracks (5) running in the conveying direction.
14. Vorrichtung zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken mit einem Schwingförderer (1 ), einem oder mehreren Förderbändern (3) und Mitteln zur spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schwingförderer (1 ) ein oder mehrere Rampen (4) angeordnet sind, die vom Schwingförderer (1 ) zum Förderband (3) ein Gefälle aufweisen und die im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind. 14. An apparatus for conveying and separating pieces of raw material with a vibrating conveyor (1), one or more conveyor belts (3) and means for spectroscopic analysis of the composition of the pieces of raw material, characterized in that on the vibrating conveyor (1) one or more ramps (4) are arranged, which from the vibratory conveyor (1) to the conveyor belt (3) have a slope and which are formed curved in cross-section.
15. Vorrichtung zur Förderung und Vereinzelung von Rohstoffstücken mit einem Schwingförderer (1 ), einem oder mehreren Förderbändern (3) und Mitteln zur spektroskopischen Analyse der Zusammensetzung der Rohstoffstücke, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schwingförderer (1 ) ein oder mehrere Rampen (4) angeordnet sind, die vom Schwingförderer (1 ) zum Förderband (3) ein Gefälle aufweisen, wobei zwischen den dem Förderband (3) nächstkommenden Rampen (4) und dem Förderband (3) selbst Leitbleche (6) angeordnet sind, die im Querschnitt betrachtet gewölbt ausgebildet sind. 15. An apparatus for conveying and separating pieces of raw material with a vibratory conveyor (1), one or more conveyor belts (3) and means for spectroscopic analysis of the composition of the pieces of raw material, characterized in that on the vibratory conveyor (1) one or more ramps (4) are arranged, which from the vibratory conveyor (1) to the conveyor belt (3) have a slope, between the conveyor belt (3) next approaching ramps (4) and the conveyor belt (3) itself baffles (6) are arranged, which arched viewed in cross section are formed.
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