EP3452225B1 - Zerkleinerungsanlage und zerkleinerungsverfahren zur zerkleinerung von aluminiumschrott - Google Patents

Zerkleinerungsanlage und zerkleinerungsverfahren zur zerkleinerung von aluminiumschrott Download PDF

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EP3452225B1
EP3452225B1 EP17721622.3A EP17721622A EP3452225B1 EP 3452225 B1 EP3452225 B1 EP 3452225B1 EP 17721622 A EP17721622 A EP 17721622A EP 3452225 B1 EP3452225 B1 EP 3452225B1
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EP
European Patent Office
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scrap
crushing
plant
crushing device
comminution
Prior art date
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Active
Application number
EP17721622.3A
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English (en)
French (fr)
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EP3452225A1 (de
Inventor
Thomas Brößner
Ronald Gillner
Michael Wimmer
Michael Jenal
Heiner Müller
Nils Robert Bauerschlag
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Speira GmbH
Original Assignee
Hydro Aluminium Rolled Products GmbH
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Publication date
Application filed by Hydro Aluminium Rolled Products GmbH filed Critical Hydro Aluminium Rolled Products GmbH
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Publication of EP3452225B1 publication Critical patent/EP3452225B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C21/00—Disintegrating plant with or without drying of the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/0056—Other disintegrating devices or methods specially adapted for specific materials not otherwise provided for
    • B02C19/0062—Other disintegrating devices or methods specially adapted for specific materials not otherwise provided for specially adapted for shredding scrap metal, e.g. automobile bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
    • B02C23/10—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating with separator arranged in discharge path of crushing or disintegrating zone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/02—Crushing or disintegrating by roller mills with two or more rollers

Definitions

  • the invention relates to the use of a comminution system for comminuting aluminum scrap, in particular UBC scrap, with a comminution device for comminuting aluminum scrap, which is designed as a high-speed machine.
  • the invention further relates to a comminution process for comminuting aluminum scrap, in particular UBC scrap, in particular using the aforementioned comminution system.
  • aluminum is recycled in several process steps. These usually include collecting the different aluminum scrap, mechanical processing with subsequent metallurgical recycling. For resource-efficient recycling, mechanical processing must produce an aluminum scrap product that meets the qualitative requirements of the metallurgical recycling route. Different preparation steps are carried out for this.
  • the mechanical processing of the scrap is usually done by crushing, which is followed by various sorting steps.
  • the sorting steps can include, for example, iron and non-ferrous metal separation via magnetic separators, wind sifting, eddy current separation, sensor-assisted sorting (e.g. X-ray transmission or fluorescence, induction, LIBS, NIR, etc.).
  • sensor-assisted sorting e.g. X-ray transmission or fluorescence, induction, LIBS, NIR, etc.
  • the procedural combination of the sorting steps allows different impurities to be sorted out or sorted into different aluminum qualities.
  • the goal of mechanical processing can be to produce an aluminum concentrate that can be used directly for metallurgical recycling.
  • crushing plants are usually loaded directly (or indirectly) with mobile or stationary feed units such as wheel loaders, polyp grabs, forklifts, crane systems, etc.
  • mobile or stationary feed units such as wheel loaders, polyp grabs, forklifts, crane systems, etc.
  • the operator has a direct influence on the mass throughput of the shredding system, which can lead to significant fluctuations in throughput.
  • the WO 98/37969 A shows a method for loading and operating a plant for shredding recyclable metal-containing old goods, the material to be shredded being fed to the shredding plant in largely uniform quantities by means of a feed device.
  • fluctuating output quantities of the comminution can be observed regularly, which can reach up to twice the standard output quantity in the short term.
  • the throughput fluctuations of the shredding system also have a direct influence on the shredding or on the shredding result.
  • different mass flows lead to different degrees of comminution, the scrap typically being broken up into smaller fragments the larger the mass or volume flow.
  • High mass or volume flows also lead to excessive wear of the hammer mill.
  • the fluctuating output quantities of the shredding and the fluctuating size distribution of the shredded scrap fragments also lead to problems in the subsequent sorting. Sudden peaks in throughput often lead to malfunctions in the sorting system. Furthermore, a single grain sorting is done if the degree of shredding is too high, i.e. ineffective if the size of the shredded scrap fragments (so-called fine grain) is too small and the number of fragments is correspondingly large.
  • UBC scrap used beverage can scrap is understood to mean (aluminum) beverage can scrap, which makes up a large proportion of the total aluminum scrap from the sector that makes up packaging. There is therefore a great need for an effective and robust recycling process for UBC scrap.
  • UBC scrap typically has various types of impurities, for example metallic impurities made from cast aluminum or also from non-aluminum alloys such as copper or iron alloys. Furthermore, UBC scrap typically contains non-metallic contaminants such as plastic films or mineral contaminants. These various impurities have to be sorted out in the sorting process prior to further metallurgical recycling. Furthermore, the cans are usually painted so that they are stripped of paint before the can scrap is melted.
  • UBC scrap is typically compressed into packages for transport and storage.
  • the degree of compaction of the packets can be very different and vary, for example, between 200 and 1200 kg / m 3 . This leads to large throughput fluctuations when shredding the scrap packets and thus to the problems described above.
  • the present invention is based on the object of providing a comminution system and a comminution method with which the problems described above, in particular when comminuting UBC scrap, are at least partially reduced.
  • this object is at least partially achieved according to the invention in a comminution system for comminuting aluminum scrap, in particular UBC scrap, with a comminution device for comminuting aluminum scrap, which is designed as a high-speed runner, in that the comminution device has a pre-comminution device for pre-comminution is preceded by aluminum scrap, which is designed as a slow runner.
  • the above-mentioned object is further at least partially achieved according to the invention by a comminution process for comminuting aluminum scrap, in particular UBC scrap, in particular using the comminution system described above, in which a large amount of aluminum scrap is pre-comminuted using a pre-comminution device designed as a slow-moving device and in which the pre-shredded aluminum scrap is further shredded with a shredding device designed as a high-speed device.
  • the UBC scrap is pre-shredded, in which the packets in which UBC scrap is normally provided are broken up. Breaking up the packets loosens in particular the heavily compacted packets with densities of, for example, 800 kg / m 3 or more, so that the density of the scrap is evened out.
  • the use of a low-speed machine ensures that the pre-shredding device can apply sufficient torque to break up particularly compact packets.
  • the slow runner therefore has the function of a bale breaker in particular.
  • a mass flow is understood to mean the mass of the scrap fragments transported or transported to or from a system per time. If, for example, a mass flow of 10 t / h is fed to the comminution system, this means that 10 t scrap is supplied to the comminution system in this mass flow in one hour.
  • a volume flow is understood to mean the volume of scrap fragments transported or transported to or from a system per time. If, for example, a volume flow of 10 m 3 / h is fed to the shredding plant, this means that 10 m 3 scrap is fed to the shredding plant at this volume flow in one hour.
  • the mass flow can simply be converted into the volume flow or the volume flow into the mass flow.
  • the slow runner continues to protect the high speed runner.
  • solid metal parts such as an anvil or the like, which would severely damage a high-speed runner, can be hidden in heavily compacted scrap packages.
  • Such metal parts lead to a blockage in a slow-moving machine, but typically not to damage, so that the metal part in question can be removed from the retraction of the slow-moving machine and operation can be resumed after a short interruption.
  • the shredding device for shredding aluminum scrap is designed as a high-speed machine.
  • a high-speed machine is understood to be a comminution device with a shaft rotating in operation with comminution tools, which is set up for the shaft to move with the shredding tools in operation at a speed of more than 100 rpm. (Revolutions per minute), preferably more than 250 rpm. rotates.
  • the pre-shredding device for pre-shredding aluminum scrap is designed as a slow-moving device.
  • a slow-speed machine is understood to be a comminution device with a shaft with comminution tools rotating during operation, which is set up so that the shaft with the comminution tools operates at a maximum speed of 100 rpm, in particular a maximum of 60 rpm. rotates.
  • the slow speed shaft is reversible, i.e. that the shaft can optionally be controlled for rotation in both directions of rotation.
  • the pre-shredding device is connected upstream of the shredding device. This means that the scrap fed to the shredding plant is first shredded in the shredding device before it is shredded further in the shredding device.
  • the shredding system can have a transport system in order to transport the scrap pre-shredded by the pre-shredding device to the shredding device.
  • the above-mentioned object is also at least partially achieved according to the invention by a recycling plant for processing aluminum scrap, in particular UBC scrap, which comprises the shredding plant described above. Accordingly, the above-mentioned object is also at least partially achieved according to the invention by a recycling process for processing aluminum scrap, in particular UBC scrap, preferably using the recycling plant described above, in which a lot of scrap is crushed using the grinding process described above and in which the crushed scrap processed, in particular sorted.
  • the sorting is preferably a sensor-based sorting, in particular a LIBS-based sorting. Additionally or alternatively, for example, an X-ray transmission-based, an X-ray fluorescence-based, an induction-based and / or an NIR-based sorting can also be considered.
  • LIBS Laser Induced Breakdown Spectroscopy.
  • NIR near infrared spectroscopy.
  • the shredding system is therefore preferably embedded in a recycling system for processing UBC scrap.
  • a recycling plant preferably includes a sorting plant downstream of the shredding plant for sorting the shredded scrap, in particular for sorting out impurities.
  • a stripping system downstream of the sorting system for stripping the scrap fragments and a melting furnace downstream of the stripping system for melting the stripped scrap fragments can be provided.
  • the shredding plant is followed by a sorting plant for sorting the shredded scrap, this is preferably set up for sensor-based sorting, in particular LIBS-based sorting. Additionally or alternatively, the sorting system can also be set up, for example, for an X-ray transmission-based, an X-ray fluorescence-based, an induction-based and / or an NIR-based sorting.
  • the comminution device is set up to comminute aluminum scrap essentially in an impacting and / or shearing manner, in particular as the main type of stress.
  • a striking comminution means that a scrap fragment is subjected to a load from a rapidly moving surface.
  • a shearing shredding means that a scrap fragment is subjected to a load from two lines moving in opposite directions.
  • the main type of stress is understood to be the stress (such as shearing, beating, separating, etc.) with which the scrap fragments are mainly stressed during crushing.
  • the shredding device is a single-shaft shredder, a hammer mill or a ring shredder.
  • a single-shaft shredder has fixed knives on a rotor shaft which engage in a counter knife attached to the housing. With a single-shaft shredder, the shredding is essentially shearing and cutting or shearing and tearing. Single-shaft shredders are particularly well suited for shredding thin-walled can scrap, but can easily be damaged by massive foreign scrap.
  • a hammer mill has hammers movably mounted on a rotor shaft.
  • a ring shredder is similar to a hammer mill, with instead of the hammers on the rotor shaft movably attached rings or stars are provided.
  • the crushing takes place in a hammer mill and in a ring shredder, essentially in a beating and shearing manner.
  • a hammer mill or a ring shredder are also well suited for shredding can scrap.
  • the impact and shear stress on the scrap leads to a loosening of the compressed UBC scrap, which enables the scrap to be homogenized.
  • Hammer mills and ring shredders are also less sensitive compared to massive foreign scrap up to a certain size.
  • a hammer mill or a ring shredder is therefore preferred for the comminution device, since these are not damaged by massive foreign scrap that passes through the pre-comminution.
  • the equalization of the mass or volume flow achieved by the pre-comminution device is particularly advantageous in the case of a hammer mill as the comminution device, since the degree of comminution of the hammer mill strongly depends on the throughput. If the shredding room in the hammer mill is underfilled, the shredding performance is low. If the filling level is too high, the scrap is comminuted too much, so that a large amount of fine grain is produced, which is disadvantageous for a subsequent sorting. If the filling is optimal, the shredding space is filled to such an extent that there is sufficient friction between the scrap fragments to achieve the desired particle size distribution.
  • the pre-comminution device is set up to comminute aluminum scrap essentially by tearing and / or shearing, preferably not by cutting.
  • the UBC scrap packets can be broken up particularly effectively by a tearing or shearing shredding, so that in particular the high density of the highly compacted packets is reduced.
  • the pre-shredding device is a multi-shaft shredder, in particular a two- or three-shaft shredder.
  • Such shredders are also called shredders.
  • Multi-shaft shredders have several shafts with tearing tools, at least two of which run in opposite directions to one another.
  • the ripper preferably has a plurality of, in particular at least three, driven shafts, on each of which one or preferably a plurality of tear disks are arranged.
  • the tear disks can, for example, as Star discs or hook discs can be formed.
  • the shafts are preferably driven in such a way that they rotate at speeds in the range from 1 to 30, preferably 5 to 20, revolutions per minute. With these speeds, high torques can be achieved in order to be able to break even highly compacted scrap packages.
  • the speeds of the shafts are preferably different. For example, two shafts with speeds between 10 and 30 revolutions per minute or three shafts with speeds of 5, 10 and 20 revolutions per minute can be provided.
  • aluminum scrap is supplied to the pre-shredding device in packets, in particular in different degrees of compaction.
  • the supply in packets leads to uneven mass flows in the case of size reduction systems from the prior art, so that the size reduction system described here and the size reduction method described here are particularly advantageous with this type of scrap feed.
  • the pre-comminution device is set up to comminute the supplied aluminum scrap in such a way that the pre-comminuted aluminum scrap has a grain size distribution in which d95 ⁇ 1000 mm, in particular d95 ⁇ 500 mm, and more preferably d5> 50 mm.
  • the comminution device is preferably set up to further comminute the pre-comminuted aluminum scrap in such a way that the comminuted aluminum scrap has a particle size distribution in which d95 ⁇ 200 mm, in particular d95 ⁇ 100 mm, and more preferably d5> 1 mm.
  • Such a grain size distribution is advantageous for a subsequent sorting.
  • the grain size distribution or the values for d5, d95 etc. are determined by a sieve analysis according to DIN 66165-1 and 66165-2 with test sieves according to DIN ISO 3310-2: 2015-07 (test sieves with perforated plates) and DIN ISO 2395: 1999- 01.
  • a transport system is provided between the pre-shredding device and the shredding device, which is set up to transport and feed the aluminum scrap pre-shredded by the pre-shredding device to the shredding device.
  • the pre-shredded aluminum scrap is transported to the shredding device by means of a transport system.
  • the transport system can have, for example, one or more conveyor belts with which the pre-shredded scrap is transported from the pre-shredding device to the shredding device. With such a transport system, automated operation of the shredding system can be implemented.
  • the transport system is preferably set up to feed the aluminum scrap to the comminution device in a controlled manner.
  • the pre-comminuted aluminum scrap is checked in the comminution device, in particular with a predetermined volume flow or mass flow.
  • a volume or mass flow that is as uniform as possible can be achieved in the comminution device, so that it can be operated at the optimum working point.
  • the transport system can, for example, have a weighing device such as a belt scale and control the conveying speed of the scrap depending on the weight determined with the weighing device.
  • it is conceivable to control the conveying speed of the scrap as a function of a parameter recorded on the comminution device, for example on the torque of the motor of the comminution device.
  • the transport system comprises a vibration conveyor which is set up to control the volume or mass flow of the to equalize pre-shredded aluminum scrap from the shredder.
  • the vibrations transmitted from the vibration conveyor to the pre-shredded scrap mean that the individual scrap fragments are distributed more evenly. In this way, a more uniform volume or mass flow can be achieved.
  • the transport system has an additional feed point between the pre-shredding device and the shredding device, which is positioned and set up in such a way as to enable separate feeding of aluminum scrap onto the transport system. In this way, it is possible to continue operating the shredding system even in the event of a temporary failure of the pre-shredding device by adding scrap to the transport system downstream of the pre-shredding device.
  • the additional feed point can be, for example, a straight section of a conveyor belt which is arranged within the reach of a polyp gripper or a crane system. Furthermore, a section of a conveyor belt can be provided as an additional feed point, which is arranged below a arrival point for a truck or forklift, so that scrap can be applied to the conveyor belt by such a truck or forklift.
  • the transport system is preferably so robust that it is suitable for such an additional task of scrap at the additional task point.
  • a conveyor belt for example, a steel plate belt can be used for conveying.
  • a chute arranged in such a way is provided on the pre-comminution device that aluminum scrap can be fed to the pre-comminution device by feeding it onto the chute.
  • a continuous volume or mass flow can also be achieved with discontinuous scrap feed on the pre-shredding device can be achieved. If, for example, the aluminum scrap is gradually put onto the chute with a polyp gripper, the scrap accumulates on the chute at the intake of the pre-shredding device.
  • the volume or mass flow processed in the pre-shredding device is then essentially only determined by the working speed of the pre-shredding device, ie the speed of rotation of the slow-speed device and not by the discontinuous scrap feed by the polyp gripper.
  • the comminution system comprises a control device for controlling the comminution system.
  • the control device is preferably set up to control the comminution system in accordance with the comminution process described above or an embodiment thereof.
  • the control device can comprise a microprocessor and a memory connected to it, the memory containing instructions, the execution of which on the microprocessor causes the previously described comminution method or an embodiment thereof to be carried out. In this way, automated operation of the shredding system can be achieved.
  • the control device can in particular be set up to control the comminution system, in particular the pre-comminution device and any transport system, in such a way that a uniform volume or mass flow is supplied to the comminution device.
  • the scrap fragments are preferably fed to the processing station in a controlled manner.
  • this can be achieved by a method for operating a plant for processing aluminum scrap, in which scrap fragments are provided, in which the provided scrap fragments are conveyed as a stream of scrap fragments to a processing station for processing aluminum scrap, in which a value for the throughput is determined on the stream of scrap fragments and the determined value for the throughput is compared with a predetermined value for the throughput, the provision of the scrap fragments and / or the conveyance of the scrap fragments to the processing station depending on the result of the Can be controlled comparison.
  • the processing station can in particular be a comminution system.
  • the shredding system can be operated at the optimum operating point in order to achieve a certain degree of shredding. If the shredding system is overloaded due to excessive throughput, it can happen Depending on the type of shredding system, the scrap fragments are shredded too strongly or too weakly.
  • the processing station can also be a sorting system, for example the sorting system of the recycling system according to the first aspect of the present disclosure.
  • the sorting system can be operated at the optimal operating point in order to be able to reliably sort the individual scrap fragments with the highest possible throughput. If the sorting system is overloaded due to a too high throughput, the sorting quality decreases, so that undesirable impurities in the scrap fragments stream emerging from the sorting system can occur.
  • the processing station can also be a melting plant.
  • the melting system can be operated at the optimal operating point. Overloading the melter with too high a throughput can cause the temperature in the melter to drop too much or cause an uneven melt.
  • the conveyor preferably comprises one or more conveyor belts.
  • the method for operating a plant for processing aluminum scrap and the plant for processing aluminum scrap according to the second aspect of the present disclosure each represent independent and independent teachings according to the invention.
  • the second aspect of the present disclosure can advantageously be combined with the comminution method and the comminution system according to the first aspect of the present disclosure.
  • the plant for processing aluminum scrap according to the second aspect of the present disclosure can be the comminution plant according to the act first aspect of the present disclosure, wherein the shredding device is a processing station for processing aluminum scrap and the pre-shredding device is a preparation station.
  • the preferably provided transport system of the shredding system represents the conveyor.
  • a conveying device in particular in the form of the preferably provided transport system, for transporting scrap fragments of the pre-comminution device to the comminution device, a throughput measuring device for measuring a value for the throughput of the stream of scrap fragments transported by the conveying device and a control device are provided, which is set up to compare the measured value with a predetermined value for the throughput and to control the pre-comminution device and / or the conveying device depending on the result of the comparison.
  • the aluminum scrap pre-comminuted by the pre-comminution device is conveyed to the comminution device as a stream of scrap fragments, a value for the throughput is determined on the stream of scrap fragments, the determined value is compared with a predetermined value for the throughput and is the Pre-shredding device and / or the conveyance of the scrap fragments to the shredding device controlled depending on the result of the comparison.
  • the scrap fragments are provided by a previous processing station for processing aluminum scrap.
  • the preparation station is a preceding processing station for processing aluminum scrap.
  • the control by means of the throughput measuring device can also ensure the supply of scrap fragments to the processing station in a predetermined throughput range if the preceding processing station provides the scrap fragments with an uneven or unsuitable throughput.
  • a buffer memory such as e.g. a silo.
  • the buffer store or a removal device of the buffer store can be controlled depending on the result of the comparison in order to achieve a supply to the processing station in a predetermined throughput range.
  • the value for the throughput of the flow is a value for the mass flow, for the volume flow, for the quantity rate or for the area rate.
  • a belt scale can be provided, for example, which can be integrated in particular in the conveyor device.
  • a laser triangulation device can be provided to detect a value for the volume flow.
  • a laser beam in particular can be directed onto the conveyor device, in particular onto a conveyor belt, and the position of the laser spot can be determined using a plurality of cameras (by triangulation).
  • a separating device which separates the scrap fragments
  • a detection device for example a camera, a light barrier or a laser- or X-ray-assisted detection unit, which detects the separated scrap fragments , so that the number of scrap fragments per unit of time can be determined.
  • a camera arranged above a conveyor belt can be provided, which captures image data from the conveyor belt, from which the occupied area on the conveyor belt can be determined.
  • control device is set up to compare the measured value for the throughput with a lower and with an upper limit value and to control the supply station and / or the conveying device depending on the comparison result in such a way that the throughput is increased by a predetermined value , if the measured value for the throughput is below the lower limit value for a predetermined period of time and that the throughput is reduced by a predetermined value if the measured value for the throughput is above the upper limit value for a predetermined period of time.
  • the upper limit is greater than the lower limit.
  • the lower and upper limit values regulate the permissible throughput range.
  • the predefined time period also means that in the event of very short-term fluctuations in the throughput, readjustment is not carried out immediately, but only when the throughput fluctuation continues over a certain period of time. In this way it is taken into account that certain fluctuations in the throughput of the scrap fragments cannot be avoided, so that excessive and unnecessary regulation is avoided.
  • control device is set up to permit a further reduction or increase in the throughput after a reduction or increase in the throughput has taken place only after a predetermined period of time has elapsed. In this way it is taken into account that there is a latency between the readjustment of the supply station or the conveying device and the measurable reduction or increase in the throughput. Overriding is avoided in this way. In particular, this prevents the throughput from being increased too much, which can lead to an overload of the processing station.
  • control device is set up to compare the measured value for the throughput with a first upper limit value and with a second, higher upper limit value, and to control the supply station and / or the conveying device depending on the result of the comparisons such that the throughput is reduced by a first predetermined value if the measured value for the throughput is above the first upper limit value for a predetermined period of time, and the throughput is reduced by a second predetermined value as soon as the measured value for the throughput exceeds the second upper limit.
  • a combined regulation is achieved in this way.
  • a persistent moderate deviation i.e. If the first upper limit value is exceeded for a certain period of time, a moderate regulation is carried out so that excessive regulation does not occur.
  • a large deviation i.e. if the second upper limit value is exceeded, an immediate, preferably strong reduction in throughput is achieved in order to avoid overloading the processing station.
  • the shredding system described here, or the recycling system comprising it, is intended in particular for the shredding or processing of UBC scrap.
  • UBC scrap is scrap from used aluminum beverage cans.
  • AA5xxx series AA: Aluminum Association
  • AA584 AA5xxx series
  • AA3xxx series AA3104
  • UBC scrap has various non-metallic contaminants such as plastic films, sand or water, but also various metallic contaminants such as fragments made of non-aluminum alloys or cast aluminum.
  • Fig. 1 shows an example of packets 2 from UBC scrap, which have a relatively low degree of compaction with a density of 200 kg / m 3 .
  • the aluminum cans or aluminum can fragments 4 contained in the packages are pressed together relatively loosely.
  • Such packages 2 individual aluminum can fragments 4 can be removed with relatively little effort, sometimes even by hand.
  • In order to maintain the package assembly such packages are typically wrapped with a plastic film 6 and can be stored or transported, for example, on a pallet 8.
  • Fig. 2 shows an example of packets 12 made of UBC scrap, which have a high degree of compaction with a density of 1200 kg / m 3 .
  • the aluminum cans or aluminum can fragments 14 contained in the packages are strongly compressed. Typically, it is not possible to manually remove aluminum can fragments 14 from such a package 12. In particular, the aluminum can fragments 14 are pressed together so strongly that the packages hold together without any further aids such as plastic films or the like.
  • Fig. 3 now shows a diagram of a recycling plant or a recycling process for aluminum scrap from the prior art.
  • the recycling plant 20 comprises a comminution plant 22, a sorting plant 24, a paint stripping plant 26 and a melting furnace 28.
  • the scrap is first placed in the comminution system 22 and comminuted there.
  • the shredded scrap is then placed in the sorting system 24 and sorted there to remove contaminants from the scrap.
  • the sorted scrap is then fed to the stripping system 26 in order to remove layers of lacquer from the beverage can fragments and finally melted in the melting furnace 28.
  • Fig. 4 shows the shredding plant 22 of the recycling plant 20 Fig. 3 in a schematic representation.
  • the comminution system 22 is designed as a hammer mill 24.
  • the hammer mill has a driven shaft 28 arranged in a housing 26, on which a plurality of disks 30 with movable hammers 32 are arranged next to one another and are connected to the shaft 28 in a rotationally fixed manner.
  • a grating 34 is arranged below the shaft 28, so that a comminution space 36 is defined between the shaft 28 with the disks 30 and the grating 34.
  • scrap is introduced as volume or mass flow 40 through an inlet 42 into the hammer mill 24 and enters the comminution space 36.
  • the force of the hammers 32 and the friction of the scrap fragments with one another the scrap is crushed until it falls out of the hammer mill 24 through the grid 34 and is then transported as a volume or mass flow 44 to the sorting system 24.
  • the shredding plant has 22 different disadvantages for shredding UBC scrap.
  • the greatly different degrees of compaction of the UBC scrap packets cause the volume or mass flow 40 supplied to the hammer mill 24 to fluctuate greatly.
  • the volume or Mass flow 44 of the shredded scrap which is fed to the downstream sorting system 24. This leads to a deterioration in the sorting efficiency and to a high susceptibility to failure of the sorting system 24.
  • shredding system 22 is also prone to failure, since solid foreign scrap such as cast steel, for example, can be hidden in heavily compacted scrap packets and can block or even damage the hammer mill 24.
  • Fig. 5 now shows an embodiment of the shredding plant according to the invention and the shredding process according to the invention for shredding aluminum scrap, in particular UBC scrap.
  • the comminution system 52 comprises a pre-comminution device 54 for the pre-comminution of UBC scrap 56.
  • the pre-comminution device 54 is followed by a comminution device 58, in which the pre-comminuted scrap 60 is comminuted further.
  • the comminution system 52 comprises a transport system 62 with a plurality of conveyor belts 64a-d, with which the scrap 60, which has been comminuted by the pre-comminution device 54, automatically continues to the comminution device 58 and that by the comminution device shredded scrap 66 is transported for further processing, in particular to a sorting system.
  • the pre-shredding device 54 has a housing 68 in which three driven shafts 70a-c are arranged parallel to one another.
  • a plurality of tear disks 72 are arranged on the shafts 70a-c, which are connected to the respective shaft in a rotationally fixed manner.
  • the shafts 70a-c are driven in operation by a motor (not shown) with lower speeds but high torque.
  • the direction of rotation of the individual shafts 70a-c is in Fig. 5 indicated by arrows 74a-c.
  • the speeds of the shafts 70a-c are preferably in a range from 5 to 15 revolutions per minute (rpm) and are preferably different.
  • the first shaft 70a can be driven at 5 rpm, the second shaft 70b at 7.5 rpm and the third shaft 70c at 15 rpm during operation.
  • the torque is preferably 200,000 Nm or more per shaft.
  • the pre-shredding device 54 is therefore designed as a slow-running device.
  • the latter furthermore has a chute 76 which is open at the top.
  • the UBC scrap 56 can be transferred to the chute 76 from a scrap storage location 80 in whole packages 82, for example with a polyp gripper 78.
  • the packages 82 then slide down the chute 76 and in this way reach the rotating tear disks 72, as a result of which the packages 82 are torn apart and the scrap fragments in the packages are at least partially separated.
  • the high density of the UBC scrap 56 is made up of highly compacted packages (such as package 12) Fig. 2 ) reduced.
  • the pre-shredded scrap 60 falls out of the pre-shredding device 54 onto the conveyor belt 64a, which is preferably designed as a vibration conveyor.
  • the vibrations of the conveyor belt 64a distribute the scrap 60 more evenly on the belt, so that there is a more uniform volume or mass flow.
  • the pre-shredded scrap 60 is then transported to the shredding device 58 via the further conveyor belts 64b-c.
  • the comminution device 58 is designed as a hammer mill.
  • the hammer mill has a driven shaft 88 arranged in a housing 86, on which a plurality of disks 90 with movable hammers 92 are arranged next to one another and connected to the shaft 88 in a rotationally fixed manner.
  • a grating 94 is arranged below the shaft 88, so that a comminution space 96 is defined between the shaft 88 with the disks 90 and the grating 94.
  • an anvil 97 in the form of a steel plate is arranged at the entrance of the comminution chamber 96, as seen in the direction of rotation of the shaft 88 (see arrow 100), which is at the smallest distance from the hammers 92 compared to the grid 94, so that the narrowest gap results at this point.
  • the shredded scrap 60 is fed via the transport system 62 through an inlet 98 provided on the housing 86 to the hammer mill 58 and, with the shaft 88 rotating (cf. arrow 100), reaches the gap between the hammers 92 and the anvil 97 and is shredded there ,
  • the scrap 60 then passes further into the comminution space 96, where it is further comminuted by the force of the hammers 92 and the friction between the scrap fragments.
  • the shaft 88 of the hammer mill 58 has speeds in the range from 500 to 1000 revolutions per minute and therefore represents a high-speed runner.
  • the shredding device 54 is fed with a much more uniform volume or mass flow of scrap than it is from the shredding plant 22 3 and 4 the case is. On the one hand, this ensures that a more uniform volume or mass flow of the comminuted scrap 66 is achieved, which is fed to a sorting system for further processing, for example becomes. Furthermore, the more uniform volume or mass flow into the comminution device 54 leads to a constant degree of comminution, so that the grain distribution of the comminuted scrap 60 is not subject to large fluctuations.
  • the maximum density of the volume or mass flow supplied to the comminution device 54 is reduced, so that less fine grain is produced during the comminution. This in turn favors the subsequent further processing, in particular sorting, of the scrap.
  • the pre-shredding device 54 protects the hammer mill 58 against damage from massive foreign scrap, since these already get caught in the pre-shredding device 54, but without damaging it, since the pre-shredding device 54 is a slow-moving device.
  • the comminution system 52 preferably has a control device 102 with which the pre-comminution device 54, the transport system 62 and the comminution device 58 can be controlled in order to keep the volume or mass flow of the scrap 60 transported to the comminution device 58 or that of the comminution device 58 as constant as possible to reach removed scrap 66.
  • the control device 102 can be connected, for example, to a sensor for monitoring the motor current for driving the shaft 88.
  • An increasing volume or mass flow in the comminution device 58 can then be detected via an increasing motor current and the control device 102 can in this case, for example, reduce the rotational speed of the shafts 70a-d and / or the transport speed of the transport system 62.
  • the transport system 62 has between the pre-shredding device 54 and the Comminution device 58 has an additional feed point 104, which is positioned and set up in such a way as to enable a separate supply of UBC scrap to the transport system 62.
  • an extended straight region of the conveyor belt 64b is provided as an additional feed point 104, which is arranged within the reach of a polyp gripper 106 in order to be able to apply this UBC scrap to the conveyor belt 64b.
  • the additional feed point 104 is preferably positioned such that it is within reach of the polyp gripper 78, so that a second polyp gripper 106 can be dispensed with.
  • Fig. 6 shows a diagram of an embodiment of the recycling plant according to the invention and the recycling method according to the invention.
  • the recycling plant 120 comprises the shredding plant 52 Fig. 5 with the pre-shredding device 54 and the shredding device 58.
  • the shredding plant 52 is followed by a sorting plant 122, a stripping plant 124 and a melting furnace 126.
  • the UBC scrap can be comminuted with the comminution system 52 in such a way that the comminuted scrap fed to the further processing, ie in particular the sorting system 122, on the one hand has a more uniform volume or mass flow and on the other hand a constant grain size distribution than that with the comminution system 22 Recycling plant 20 can be achieved. It is thereby achieved that the further processing of the scrap, i.e. its sorting in the sorting system 122, the stripping in the stripping system 124 and the melting in the melting furnace 126 can be carried out more effectively and with less interference than in the recycling system 20 from the prior art.
  • Fig. 7 shows an embodiment of the method and the system according to the second aspect of the present disclosure.
  • the system 200 for processing aluminum scrap comprises a processing station 202 for processing aluminum scrap.
  • Processing station 202 can be, for example, comminution device 58 Fig. 5 act.
  • the system 200 further comprises a supply station 204, which is set up for the provision of scrap fragments.
  • the preparation station 204 can be, for example, a buffer store such as a silo or the pre-shredding device 54 Fig. 4 act.
  • the system 200 further comprises a conveyor device 206, which in Fig. 6 is designed as an example of a conveyor belt.
  • a conveyor device 206 scrap fragments provided by the supply station are transported as stream 208 to the processing station 202 and fed to the latter.
  • the conveyor device 206 can be, for example, the transport system 62 Fig. 5 act.
  • the system 200 also has a throughput measuring device 210 which is set up to measure a value for the throughput of the stream 208 on the stream 208 of scrap fragments.
  • the throughput measuring device 210 can have a camera system 212 which determines the number of scrap fragments per unit of time or the area covered by the scrap fragments on the conveyor belt 206.
  • a separating device 214 is preferably provided for this purpose, which separates the scrap fragments on the conveyor belt 206 beforehand.
  • a belt scale 216 can also be provided in order to determine a value for the mass flow.
  • a device for laser triangulation (not shown) can also be provided in order to determine a value for the volume flow of the flow 208.
  • different throughput measuring devices can also be combined with one another, for example a belt scale 216 for determining a value for the mass flow and a camera system for determining the value for the number of pieces.
  • the value for the throughput determined by the throughput measuring device 210 is compared in a control device 218 provided with a predetermined value for the throughput.
  • the control device 218 can determine whether the measured value for the throughput exceeds a predetermined upper limit value or falls below a predetermined lower limit value.
  • the control device 218 controls the conveyor device 206 and / or the preparation station 204.
  • the control device 218 can control a removal device 220 of the provision device 204 and the conveyor device 206 such that the removal rate of the removal device 220 and the transport speed of the conveyor belt 206 are increased (decreased) if the measured value for the throughput is too low (too high) .
  • the control device 218 can also increase (decrease) its operating speed if the measured value for the throughput is too low (too high).
  • a throughput window with a lower limit value of 200 pieces / second (piece rate) and a first upper limit value of 240 pieces / second is set in the control device 218.
  • This throughput window can be, for example, the optimal operating point of an X-ray sorter or, alternatively, the comminution device 58 Fig. 5 which is the processing station 202 in the present example.
  • a second upper limit value of 260 pieces / second is set in the control device, at which the X-ray sorter or the comminution device 58 is overloaded.
  • the delivery station 204 for example a silo or a silo group (or the pre-shredding device 54) Fig. 5 ), are set to an initial discharge rate of, for example, 10 t / hour.
  • the control by the control device 218 can begin, for example, after a predetermined period of time, for example 180 s, after the X-ray sorter or the comminution device 58 has started up.
  • controller 218 determines that the throughput measurement device 210 measures the throughput for more than e.g. 10 s below the lower limit value
  • the control device 218 controls the removal device 220 (or the pre-shredding device 54) in such a way that the discharge capacity is increased, for example, by 0.1 t / hour. If after 90 seconds (time from silo discharge to throughput measuring device 210) the throughput is still below the first limit value, the output power is increased again, for example again by 0.1 t / hour.
  • control device 218 determines that the value for the throughput measured by the throughput measurement device 210 is above the first and below the second upper limit value for more than, for example, 10 s, then the control device 218 controls the removal device 220 (or the pre-comminution device 54) in this way assumes that the discharge rate will be reduced by 0.25 t / hour, for example. If after 90 seconds (time from silo discharge to throughput measuring device 210) the throughput continues to be in the range between the first and second upper limit value, the output power is reduced again, for example again by 0.25 t / hour.
  • control device 218 determines that the value for the throughput measured by the throughput measuring device 210 is above the second upper limit value, the control device 218 controls the removal device 220 (or the pre-comminution device 54) in such a way that the discharge capacity is reduced immediately, for example by 0.5 t / h in order to avoid overloading the X-ray sorter or the shredding device 58. If after 90 seconds (time from silo discharge to throughput measuring device 210) the throughput is still above the second upper limit value, the output power is reduced again, for example again by 0.5 t / hour.
  • the processing station 202 e.g. the shredding device 58 or a sorting system are operated at the optimal operating point or in the optimal operating range.
  • the shredding device 58 as the processing station 202, this leads to a desired degree of shredding of the scrap being achieved.
  • a sorting system as processing station 202, this leads to a good sorting result with the highest possible throughput.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Zerkleinerungsanlage zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott, mit einer Zerkleinerungsvorrichtung zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott, die als Schnellläufer ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Zerkleinerungsverfahren zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott, insbesondere unter Verwendung der zuvor genannten Zerkleinerungsanlage.
  • Nach dem Stand der Technik erfolgt das Recycling von Aluminium über mehrere Verfahrensschritte. Diese umfassen in der Regel das Sammeln der unterschiedlichen Aluminiumschrotte, eine mechanische Aufbereitung mit der sich anschließenden metallurgischen Verwertung. Für das ressourceneffiziente Recycling muss die mechanische Aufbereitung ein Aluminiumschrottprodukt erzeugen, dass den qualitativen Ansprüchen des metallurgischen Verwertungsweges entspricht. Hierzu werden unterschiedliche Aufbereitungsschritte durchgeführt.
  • Die mechanische Aufbereitung des Schrottes erfolgt in der Regel über eine Zerkleinerung, der sich diverse Sortierschritte anschließen. Die Sortierschritte können bspw. Eisen und NE-Metall Trennung über Magnetscheider beinhalten, Windsichtung, Wirbelstromscheidung, sensorgestützte Sortierung (bspw. Röntgentransmission oder -fluoreszens, Induktion, LIBS, NIR, etc.). Die verfahrenstechnische Kombination der Sortierschritte erlaubt das Aussortieren verschiedener Verunreinigungen bzw. das Sortieren in unterschiedliche Aluminiumqualitäten. Ziel der mechanischen Aufbereitung kann es dabei sein, ein Aluminiumkonzentrat zu erzeugen, dass direkt für die metallurgische Verwertung genutzt werden kann.
  • Prozesstechnisch werden Zerkleinerungsanlagen in der Regel direkt (oder indirekt) mit mobilen oder stationären Aufgabeaggregaten wie Radlader, Polypgreifer, Gabelstaplern, Krananlagen etc. beschickt. Dabei nimmt das Bedienpersonal direkten Einfluss auf den Massendurchsatz der Zerkleinerungsanlage, wobei es hierbei zu deutlichen Durchsatzschwankungen kommen kann.
  • Die WO 98/37969 A zeigt ein Verfahren zum Beschicken und Betreiben einer Anlage zum Zerkleinern von recyclebaren metallhaltigen Alt-Gütern, wobei das zu zerkleinernde Material mittels einer Einzugseinrichtung in weitgehend gleichmäßiger Menge der Zerkleinerungsanlage zugeführt wird. Trotz des Versuchs, die Zerkleinerung über Prozessparameter zu steuern, beispielsweise durch Wiegesysteme, sind schwankende Outputmengen der Zerkleinerung regelmäßig zu beobachten, die kurzfristig das bis zu zweifache der Regeloutputmenge erreichen können.
  • Die Durchsatzschwankungen der Zerkleinerungsanlage nehmen zudem direkten Einfluss auf die Zerkleinerung bzw. auf das Zerkleinerungsergebnis. So führen unterschiedliche Massenströme bei einer Hammermühle beispielsweise zu verschiedenen Zerkleinerungsgraden, wobei der Schrott typischerweise in umso kleinere Fragmente zerkleinert wird, je größer der Massen- bzw. Volumenstrom ist. Hohe Massen- bzw- Volumenströme führen zudem zu einem übermäßigen Verschleiß der Hammermühle.
  • Die schwankenden Outputmengen der Zerkleinerung und die schwankende Größenverteilung der zerkleinerten Schrottfragmente führen auch zu Problemen bei der nachgeschalteten Sortierung. So führen plötzliche Spitzen beim Durchsatz häufig zu Störungen in der Sortieranlage. Weiterhin wird eine Einzelkornsortierung bei zu hohen Zerkleinerungsgraden, d.h. bei zu geringen Größen der zerkleinerten Schrottfragmenten (sog. Feinkorn) und einer entsprechend großen Zahl an Fragmenten ineffektiv.
  • Dieses Problem tritt insbesondere beim Recycling von UBC-Schrott auf. Unter UBC (used beverage can)-Schrott wird (Aluminium-)Getränkedosenschrott verstanden, der einen großen Anteil am gesamten aufkommenden Aluminiumschrott aus dem Bereich der Verpackungen ausmacht. Es besteht daher ein großer Bedarf an einem effektiven und robusten Recyclingprozess für UBC-Schrott.
  • UBC-Schrott weist typischerweise verschiedenartige Verunreinigungen auf, zum Beispiel metallische Verunreinigungen aus Gussaluminium oder auch aus Nichtaluminiumlegierungen wie Kupfer- oder Eisenlegierungen. Weiterhin enthält UBC-Schrott typischerweise nichtmetallische Verunreinigungen wie Kunststofffolien oder mineralische Verunreinigungen. Diese verschiedenen Verunreinigungen müssen im Sortierprozess vor der metallurgischen Weiterverwertung aussortiert werden. Weiterhin sind die Dosen in aller Regel lackiert, so dass vor dem Einschmelzen der Dosenschrotte auch eine Entlackung erfolgt.
  • UBC-Schrott wird zum Transport und zur Lagerung typischerweise zu Paketen zusammengepresst. Der Kompaktierungsgrad der Pakete kann sehr unterschiedlich sein und zum Beispiel zwischen 200 und 1200 kg/m3 schwanken. Dies führt bei der Zerkleinerung der Schrottpakete zu großen Durchsatzschwankungen und damit zu den zuvor beschriebenen Problemen.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Zerkleinerungsanlage und ein Zerkleinerungsverfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen die zuvor beschriebenen Probleme insbesondere bei der Zerkleinerung von UBC-Schrott zumindest teilweise reduziert werden.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird diese Aufgabe bei einer Zerkleinerungsanlage zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott, mit einer Zerkleinerungsvorrichtung zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott, die als Schnellläufer ausgebildet ist, erfindungsgemäß zumindest teilweise dadurch gelöst, dass der Zerkleinerungsvorrichtung eine Vorzerkleinerungsvorrichtung zur Vorzerkleinerung von Aluminiumschrott vorgeschaltet ist, die als Langsamläufer ausgebildet ist.
  • Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß weiterhin zumindest teilweise gelöst durch ein Zerkleinerungsverfahren zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott, insbesondere unter Verwendung der zuvor beschriebenen Zerkleinerungsanlage, bei dem eine Menge Aluminiumschrott mit einer als Langsamläufer ausgebildeten Vorzerkleinerungsvorrichtung vorzerkleinert wird und bei dem der vorzerkleinerte Aluminiumschrott mit einer als Schnellläufer ausgebildeten Zerkleinerungsvorrichtung weiter zerkleinert wird.
  • Es wurde erkannt, dass eine robuste und gleichmäßige Zerkleinerung von UBC-Schrott durch eine zweischrittige Zerkleinerung erreicht werden kann, wobei für den ersten Zerkleinerungsschritt ein Langsamläufer und für den zweiten Zerkleinerungsschritt ein Schnellläufer verwendet wird.
  • Durch den Langsamläufer erfolgt eine Vorzerkleinerung des UBC-Schrotts, bei der insbesondere die Pakete aufgebrochen werden, in denen UBC-Schrott normalerweise bereitgestellt wird. Durch das Aufbrechen der Pakete werden insbesondere die stark kompaktierten Pakete mit Dichten von zum Beispiel 800 kg/m3 oder mehr aufgelockert, so dass die Dichte des Schrotts vergleichmäßigt wird. Der Einsatz eines Langsamläufers stellt sicher, dass die Vorzerkleinerungsvorrichtung ein ausreichendes Drehmoment aufbringen kann, um auch besonders stark kompaktierte Pakete aufzubrechen. Der Langsamläufer hat demnach insbesondere die Funktion eines Ballenbrechers.
  • Auf diese Weise wird ein gleichmäßigerer Massen- bzw. Volumenstrom erreicht, der der nachfolgenden Zerkleinerungsvorrichtung zugeführt wird. Dies führt zu gleichbleibenden Zerkleinerungsgraden in der Zerkleinerungsvorrichtung, so dass die die Zerkleinerungsanlage verlassenden Schrottfragmente eine möglichst gleichbleibende Größenverteilung aufweisen. Der gleichmäßigere Massen- bzw. Volumenstrom erlaubt zudem, die Zerkleinerungsvorrichtung am optimalen Betriebspunkt zu betreiben, und reduziert zudem den Verschleiß der Zerkleinerungsvorrichtung.
  • Unter einem Massenstrom wird die Masse der transportierten bzw. einer Anlage zu- oder von einer Anlage abgeführten Schrottfragmente pro Zeit verstanden. Wird der Zerkleinerungsanlage beispielsweise ein Massenstrom von 10 t/h zugeführt, so bedeutet dies, dass der Zerkleinerungsanlage bei diesem Massenstrom in einer Stunde 10 t Schrott zugeführt wird.
  • Unter einem Volumenstrom wird das Volumen der transportierten bzw. einer Anlage zu- oder von einer Anlage abgeführten Schrottfragmente pro Zeit verstanden. Wird der Zerkleinerungsanlage beispielsweise ein Volumenstrom von 10 m3/h zugeführt, so bedeutet dies, dass der Zerkleinerungsanlage bei diesem Volumenstrom in einer Stunde 10 m3 Schrott zugeführt wird.
  • Ist die Schüttdichte der Schrottfragmente bekannt, so kann der Massenstrom einfach in den Volumenstrom bzw. der Volumenstrom in den Massenstrom umgerechnet werden.
  • Der Langsamläufer dient weiterhin dem Schutz des Schnellläufers. So können in stark kompaktierten Schrott-Paketen beispielsweise massive Metallteile wie zum Beispiel ein Amboss oder dergleichen verborgen sein, die einen Schnellläufer stark beschädigen würden. Derartige Metallteile führen bei einem Langsamläufer zwar zu einer Blockierung, jedoch typischerweise nicht zur Beschädigung, so dass das betreffende Metallteil dem Einzug des Langsamläufers entnommen und der Betrieb nach kurzer Unterbrechung wieder aufgenommen werden kann.
  • Die Zerkleinerungsvorrichtung zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott ist als Schnellläufer ausgebildet. Unter einem Schnellläufer wird eine Zerkleinerungsvorrichtung mit einer im Betrieb drehenden Welle mit Zerkleinerungswerkzeugen verstanden, der dazu eingerichtet ist, dass sich die Welle mit den Zerkleinerungswerkzeugen im Betrieb mit einer Drehzahl von mehr als 100 U/Min. (Umdrehungen pro Minute), vorzugsweise mehr als 250 U/Min. dreht.
  • Die Vorzerkleinerungsvorrichtung zur Vorzerkleinerung von Aluminiumschrott ist als Langsamläufer ausgebildet. Unter einem Langsamläufer wird eine Zerkleinerungsvorrichtung mit einer im Betrieb drehenden Welle mit Zerkleinerungswerkzeugen verstanden, der dazu eingerichtet ist, dass sich die Welle mit den Zerkleinerungswerkzeugen im Betrieb mit einer Drehzahl von maximal 100 U/Min., insbesondere maximal 60 U/Min. dreht. Vorzugsweise ist die Welle des Langsamläufers reversierbar, d.h. dass die Welle wahlweise zur Drehung in beide Drehrichtungen angesteuert werden kann.
  • Die Vorzerkleinerungsvorrichtung ist der Zerkleinerungsvorrichtung vorgeschaltet. Dies bedeutet, dass der der Zerkleinerungsanlage zugeführte Schrott zunächst in der Vorzerkleinerungsvorrichtung vorzerkleinert wird, bevor er in der Zerkleinerungsvorrichtung weiter zerkleinert wird. Beispielsweise kann die Zerkleinerungsanlage ein Transportsystem aufweisen, um den von der Vorzerkleinerungsvorrichtung vorzerkleinerten Schrott zur Zerkleinerungsvorrichtung zu transportieren.
  • Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin zumindest teilweise gelöst durch eine Recyclinganlage zur Aufbereitung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott, die die zuvor beschriebene Zerkleinerungsanlage umfasst. Entsprechend wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß zudem zumindest teilweise gelöst durch ein Recyclingverfahren zur Aufbereitung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott, vorzugsweise unter Verwendung der zuvor beschriebenen Recyclinganlage, bei dem eine Menge Schrott mit dem zuvor beschriebenen Zerkleinerungsverfahren zerkleinert wird und bei dem der zerkleinerte Schrott weiter aufbereitet, insbesondere sortiert wird.
  • Bei der Sortierung handelt es sich vorzugsweise um eine sensorgestütze Sortierung, insbesondere um eine LIBS-basierte Sortierung. Zusätzlich oder alternativ kommen beispielsweise auch eine Röntgentransmission-basierte, eine Röntgenfluoreszens-basierte, eine Induktions-basierte und/oder eine NIR-basierte Sortierung in Betracht.
  • LIBS steht für laserinduzierte Plasmaspektroskopie (Laser Induced Breakdown Spectroscopy). NIR steht für Nahinfrarotspektroskopie.
  • Die Zerkleinerungsanlage ist also vorzugsweise in eine Recyclinganalage zur Aufbereitung von UBC-Schrott eingebettet. Eine solche Recyclinganlage umfasst neben der Zerkleinerungsanlage vorzugswese eine der Zerkleinerungsanlage nachgelagerte Sortieranlage zur Sortierung des zerkleinerten Schrotts, insbesondere zur Aussortierung von Verunreinigungen. Weiterhin können eine der Sortieranlage nachgeschaltete Entlackungsanlage zur Entlackung der Schrottfragmente sowie ein der Entlackungsanlage nachgeschalteter Schmelzofen zum Einschmelzen der entlackten Schrottfragmente vorgesehen sein.
  • Ist der Zerkleinerungsanlage eine Sortieranlage zur Sortierung des zerkleinerten Schrotts nachgelagert, so ist diese vorzugsweise für eine sensorgestützte Sortierung, insbesondere LIBS-basierte Sortierung, eingerichtet. Zusätzlich oder alternativ kann die Sortieranlage beispielsweise auch für eine Röntgentransmission-basierte, eine Röntgenfluoreszens-basierte, eine Induktions-basierte und/oder eine NIR-basierte Sortierung eingerichtet sein.
  • Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der Zerkleinerungsanlage, der Recyclinganlage, des Zerkleinerungsverfahrens und des Recyclingverfahrens beschrieben, wobei die einzelnen Ausführungsformen jeweils sowohl für die Zerkleinerungsanlage und die Recyclinganlage, als auch für das Zerkleinerungsverfahren und das Recyclingverfahren anwendbar sind und sich zudem untereinander kombinieren lassen.
  • Bei einer ersten Ausführungsform ist die Zerkleinerungsvorrichtung dazu eingerichtet, Aluminiumschrott im Wesentlichen schlagend und/oder scherend zu zerkleinern, insbesondere als Hauptbeanspruchungsart.
  • Unter einer schlagenden Zerkleinerung wird verstanden, dass ein Schrottfragment eine Beanspruchung aus einer schnell bewegten Fläche erfährt. Unter einer scherenden Zerkleinerung wird verstanden, dass ein Schrottfragment eine Beanspruchung aus zwei gegenläufig bewegten Linien erfährt. Unter der Hauptbeanspruchsart wird die Beanspruchung (wie scherend, schlagend, scheidend etc.) verstanden, mit der die Schrottfragmente bei der Zerkleinerung hauptsächlich beansprucht werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Zerkleinerungsvorrichtung ein Einwellenzerkleinerer, eine Hammermühle oder ein Ringshredder.
  • Ein Einwellenzerkleinerer weist auf einer Rotorwelle fest angebrachte Messer auf, die in ein am Gehäuse angebrachtes Gegenmesser greifen. Die Zerkleinerung erfolgt bei einem Einwellenzerkleinerer im Wesentlichen scherend und schneidend bzw. scherend und reißend. Einwellenzerkleinerer sind besonders gut für die Zerkleinerung dünnwandiger Dosenschrotte geeignet, können allerdings leicht durch massive Fremdschrotten beschädigt werden.
  • Eine Hammermühle weist auf einer Rotorwelle beweglich angebrachte Hämmer auf. Ein Ringshredder ähnelt einer Hammermühle, wobei anstelle der Hämmer an der Rotorwelle beweglich angebrachte Ringe oder Sterne vorgesehen sind. Die Zerkleinerung erfolgt bei einer Hammermühle und bei einem Ringshredder im Wesentlichen schlagend und scherend. Eine Hammermühle bzw. ein Ringshredder sind ebenfalls gut zur Zerkleinerung von Dosenschrotten geeignet. Insbesondere führt die schlagende und scherende Beanspruchung des Schrotts zu einer Auflockerung des verpressten UBC-Schrotts, wodurch eine Vergleichmäßigung des Schrotts erreicht werden kann. Zudem sind Hammermühlen und Ringshredder unempfindlicher gegenüber massiven Fremdschrotten bis zu einer gewissen Größe. Daher wird für die Zerkleinerungsvorrichtung eine Hammermühle bzw. ein Ringshredder bevorzugt, da diese durch massive Fremdschrotte, die die Vorzerkleinerung passieren, nicht beschädigt werden.
  • Die durch die Vorzerkleinerungsvorrichtung erreichte Vergleichmäßigung des Massen- bzw. Volumenstroms ist besonders bei einer Hammermühle als Zerkleinerungsvorrichtung vorteilhaft, da der Zerkleinerungsgrad der Hammermühle stark vom Durchsatz abhängt. Ist der Zerkleinerungsraum in der Hammermühle unterfüllt, ist die Zerkleinerungsleistung gering. Bei zu hohem Füllgrad erfolgt eine zu starke Zerkleinerung des Schrotts, so dass eine große Menge Feinkorn erzeugt wird, die für eine anschließende Sortierung nachteilig ist. Bei optimaler Füllung ist der Zerkleinerungsraum soweit gefüllt, dass ausreichend Reibung der Schrottfragmente untereinander auftritt, um die gewünschte Kornverteilung zu erreichen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Vorzerkleinerungsvorrichtung dazu eingerichtet, Aluminiumschrott im Wesentlichen reißend und/oder scherend, vorzugsweise nicht schneidend, zu zerkleinern. Durch eine reißende bzw. scherende Zerkleinerung können die UBC-Schrottpakete besonders effektiv aufgebrochen werden, so dass insbesondere die hohe Dichte der stark kompaktierten Pakete reduziert wird.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Vorzerkleinerungsvorrichtung ein Mehrwellenzerkleinerer, insbesondere ein Zwei- oder Dreiwellenzerkleinerer. Derartige Zerkleinerer werden auch als Zerreißer bezeichnet. Mehrwellenzerkleinerer weisen mehrere Wellen mit Reißwerkzeugen auf, von denen mindestens zwei gegenläufig zueinander laufen.
  • Der Zerreißer weist vorzugsweise mehrere, insbesondere mindestens drei angetriebene Wellen auf, auf denen jeweils ein oder vorzugsweise mehrere Reißscheiben angeordnet sind. Die Reißscheiben können beispielsweise als Sternscheiben oder Hakenscheiben ausgebildet sein. Die Wellen sind vorzugsweise derart angetrieben, dass sie im Betrieb mit Drehzahlen im Bereich von 1 bis 30, vorzugsweise 5 bis 20 Umdrehungen pro Minute rotieren. Mit diesen Drehzahlen lassen sich hohe Drehmomente erzielen, um auch stark kompaktierte Schrottpakete aufbrechen zu können. Die Drehzahlen der Wellen sind vorzugsweise verschieden. Beispielsweise können zwei Wellen mit Drehzahlen zwischen 10 und 30 Umdrehungen pro Minute oder drei Wellen mit Drehzahlen von 5, 10 und 20 Umdrehungen pro Minute vorgesehen sein.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform wird der Vorzerkleinerungsvorrichtung Aluminiumschrott paketweise zugeführt, insbesondere in unterschiedlichen Kompaktierungsgraden. Insbesondere die paketweise Zuführung führt bei Zerkleinerungsanlagen aus dem Stand der Technik zu ungleichmäßigen Massenströmen, so dass die vorliegend beschriebene Zerkleinerungsanlage und das vorliegend beschriebene Zerkleinerungsverfahren besonders bei dieser Art der Schrottzuführung vorteilhaft sind.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Vorzerkleinerungsvorrichtung dazu eingerichtet, den zugeführten Aluminiumschrott so zu zerkleinern, dass der vorzerkleinerte Aluminiumschrott eine Korngrößenverteilung aufweist, bei der d95 < 1000 mm, insbesondere d95 < 500 mm, ist und weiter bevorzugt d5 > 50 mm ist. Die Zerkleinerungsvorrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, den vorzerkleinerten Aluminiumschrott derart weiter zu zerkleinern, dass der zerkleinerte Aluminiumschrott eine Korngrößenverteilung aufweist, bei der d95 < 200 mm, insbesondere d95 < 100 mm, ist und weiter bevorzugt d5 > 1 mm ist. Eine solche Korngrößenverteilung ist für eine nachfolgende Sortierung vorteilhaft.
  • Die Korngrößenverteilung bzw. die Werte für d5, d95 etc. werden durch eine Siebanalyse entsprechend DIN 66165-1 und 66165-2 bestimmt mit Prüfsieben nach DIN ISO 3310-2:2015-07 (Analysensiebe mit Lochblechen) und DIN ISO 2395:1999-01.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der Vorzerkleinerungsvorrichtung und der Zerkleinerungsvorrichtung ein Transportsystem vorgesehen, das dazu eingerichtet ist, den von der Vorzerkleinerungsvorrichtung vorzerkleinerten Aluminiumschrott zur Zerkleinerungsvorrichtung zu transportieren und dieser zuzuführen. Bei einer entsprechenden Ausführungsform des Zerkleinerungsverfahrens wird der vorzerkleinerte Aluminiumschrott mittels eines Transportsystems zur Zerkleinerungsvorrichtung transportiert.
  • Das Transportsystem kann beispielsweise ein oder mehrere Transportbänder aufweisen, mit denen der vorzerkleinerte Schrott von der Vorzerkleinerungsvorrichtung zur Zerkleinerungsvorrichtung transportiert wird. Mit einem solchen Transportsystem kann ein automatisierter Betrieb der Zerkleinerungsanlage realisiert werden.
  • Vorzugsweise ist das Transportsystem dazu eingerichtet, den Aluminiumschrott der Zerkleinerungsvorrichtung kontrolliert zuzuführen. Bei einer weiteren Ausführungsform wird der vorzerkleinerte Aluminiumschrott der Zerkleinerungsvorrichtung kontrolliert, insbesondere mit einem vorgegebenen Volumenstrom oder Massenstrom, zuführt. Auf diese Weise kann ein möglichst gleichmäßiger Volumen- bzw. Massenstrom in der Zerkleinerungsvorrichtung erreicht werden, so dass diese am optimalen Arbeitspunkt betrieben werden kann. Das Transportsystem kann beispielsweise eine Wägeeinrichtung wie zum Beispiel eine Bandwaage aufweisen und die Fördergeschwindigkeit des Schrotts abhängig von dem mit der Wägeeinrichtung bestimmten Gewicht steuern. Weiterhin ist es denkbar, die Fördergeschwindigkeit des Schrotts abhängig von einem an der Zerkleinerungsvorrichtung erfassten Parameter zu steuern, beispielsweise von dem Drehmoment des Motors der Zerkleinerungsvorrichtung.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das Transportsystem einen Vibrationsförderer, der dazu eingerichtet ist, den Volumen- oder Massenstrom des von der Vorzerkleinerungsvorrichtung vorzerkleinerten Aluminiumschrotts zu vergleichmäßigen. Die vom Vibrationsförderer auf den vorzerkleinerten Schrott übertragenen Vibrationen führen dazu, dass sich die einzelnen Schrottfragmente gleichmäßiger verteilen. Auf diese Weise kann ein gleichmäßigerer Volumen- bzw. Massenstrom erreicht werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform weist das Transportsystem zwischen der Vorzerkleinerungsvorrichtung und der Zerkleinerungsvorrichtung eine Zusatzaufgabestelle auf, die derart positioniert und eingerichtet ist, um eine gesonderte Zuführung von Aluminiumschrott auf das Transportsystem zu ermöglichen. Auf diese Weise ist es möglich, die Zerkleinerungsanlage auch bei einem zeitweisen Ausfall der Vorzerkleinerungsvorrichtung weiter zu betreiben, indem Schrott stromabwärts der Vorzerkleinerungsvorrichtung auf das Transportsystem gegeben wird.
  • Bei der Zusatzaufgabestelle kann es sich beispielsweise um einen geraden Abschnitt eines Förderbands handeln, der in Reichweite eines Polypgreifer oder einer Krananlage angeordnet ist. Weiterhin kann als Zusatzaufgabestelle auch ein Abschnitt eines Förderbands vorgesehen werden, der unterhalb einer Anfahrtsstelle für einen LKW oder Gabelstapler angeordnet ist, so dass von einem solchen LKW oder Gabelstapler Schrott auf das Förderband aufgebracht werden kann. Das Transportsystem ist vorzugsweise so robust ausgebildet, dass es für eine solche Zusatzaufgabe von Schrott an der Zusatzaufgabestelle geeignet ist. Bei einem Förderband kann beispielsweise ein Stahlplattenband zum Fördern verwendet werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist an der Vorzerkleinerungsvorrichtung eine derart angeordnete Schurre vorgesehen, dass der Vorzerkleinerungsvorrichtung Aluminiumschrott durch Aufgabe auf die Schurre zugeführt werden kann. Auf diese Weise kann auch bei diskontinuierlicher Schrottzuführung an der Vorzerkleinerungsvorrichtung ein kontinuierlicher Volumen- bzw. Massenstrom erreicht werden. Wird der Aluminiumschrott beispielsweise mit einem Polypgreifer nach und nach auf die Schurre gegeben, so staut sich der Schrott auf der Schurre am Einzug der Vorzerkleinerungsvorrichtung auf. Der in der Vorzerkleinerungsvorrichtung verarbeitete Volumen- bzw. Massenstrom wird dann im Wesentlichen nur von der Arbeitsgeschwindigkeit der Vorzerkleinerungsvorrichtung, d.h. der Drehgeschwindigkeit des Langsamläufers bestimmt und nicht von der diskontinuierlichen Schrottzuführung durch den Polypgreifer.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Zerkleinerungsanlage eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Zerkleinerungsanlage. Die Steuerungseinrichtung ist vorzugsweise zur Steuerung der Zerkleinerungsanlage gemäß dem zuvor beschriebenen Zerkleinerungsverfahren oder einer Ausführungsform davon eingerichtet. Insbesondere kann die Steuerungseinrichtung einen Mikroprozessor und einen damit verbundenen Speicher umfassen, wobei der Speicher Befehle enthält, deren Ausführung auf dem Mikroprozessor die Durchführung des zuvor beschriebenen Zerkleinerungsverfahrens bzw. einer Ausführungsform davon veranlasst. Auf diese Weise kann ein automatisierter Betrieb der Zerkleinerungsanlage erreicht werden. Die Steuerungseinrichtung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, die Zerkleinerungsanlage, insbesondere die Vorzerkleinerungsvorrichtung und ein etwaiges Transportsystem so zu steuern, dass der Zerkleinerungsvorrichtung ein gleichmäßiger Volumen- bzw. Massenstrom zugeleitet wird.
  • Um eine Verarbeitungsstation zur Aufbereitung von Aluminiumschrott, wie zum Beispiel die Zerkleinerungsvorrichtung der zuvor beschriebenen Zerkleinerungsanlage, am optimalen Betriebspunkt betreiben zu können, werden die Schrottfragmente der Verarbeitungsstation vorzugsweise in geregelter Weise zugeführt.
  • Dies kann gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung durch ein Verfahren zum Betrieb einer Anlage zur Aufbereitung von Aluminiumschrott erreicht werden, bei dem Schrottfragmente bereitgestellt werden, bei dem die bereitgestellten Schrottfragmente als Strom von Schrottfragmenten zu einer Verarbeitungsstation zur Aufbereitung von Aluminiumschrott gefördert werden, bei dem an dem Strom von Schrottfragmenten ein Wert für den Durchsatz bestimmt wird und bei dem der bestimmte Wert für den Durchsatz mit einem vorgegebenen Wert für den Durchsatz verglichen wird, wobei die Bereitstellung der Schrottfragmente und/oder die Förderung der Schrottfragmente zu der Verarbeitungsstation abhängig vom Ergebnis des Vergleichs gesteuert werden.
  • Weiterhin kann dies gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung erreicht werden durch eine Anlage zur Aufbereitung von Aluminiumschrott mit einer Verarbeitungsstation zur Aufbereitung von Aluminiumschrott, mit einer Bereitstellungsstation, die zur Bereitstellung von Schrottfragmenten eingerichtet ist, mit einer Fördereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, von der Bereitstellungstation bereitgestellte Schrottfragmente als Strom zur Verarbeitungsstation zu transportieren und dieser zuzuführen, mit einer Durchsatzmesseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, an einem von der Fördereinrichtung transportierten Strom von Schrottfragmenten einen Wert für den Durchsatz des Stroms zu messen, und mit einer Steuerungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen von der Durchsatzmesseinrichtung gemessenen Wert für den Durchsatz mit einem vorgegebenen Wert für den Durchsatz zu vergleichen und die Bereitstellungsstation und/oder die Fördereinrichtung abhängig vom Ergebnis dieses Vergleichs zu steuern.
  • Bei der Verarbeitungsstation kann es sich insbesondere um eine Zerkleinerungsanlage handeln. Durch die Zuführung von Schrottfragmenten mit geregeltem Durchsatz kann die Zerkleinerungsanlage am optimalen Betriebspunkt betrieben werden, um einen bestimmten Zerkleinerungsgrad zu erreichen. Bei einer Überlastung der Zerkleinerungsanlage durch einen zu großen Durchsatz kann es je nach Typ der Zerkleinerungsanlage dazu kommen, dass die Schrottfragmente zu stark oder zu schwach zerkleinert werden.
  • Bei der Verarbeitungsstation kann es sich auch um eine Sortieranlage handeln, beispielsweise um die Sortieranlage der Recyclinganlage gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung. Durch die Zuführung von Schrottfragmenten mit geregeltem Durchsatz kann die Sortieranlage am optimalen Betriebspunkt betrieben werden, um die einzelnen Schrottfragmente zuverlässig bei möglichst hohem Durchsatz sortieren zu können. Bei einer Überlastung der Sortieranlage durch einen zu großen Durchsatz nimmt die Sortierqualität ab, so dass es zu unerwünschten Verunreinigungen in dem aus der Sortieranlage austretenden Schrottfragmente-Strom kommen kann.
  • Bei der Verarbeitungsstation kann es sich auch um eine Schmelzanlage handeln. Durch die Zuführung von Schrottfragmenten mit geregeltem Durchsatz kann die Schmelzanlage am optimalen Betriebspunkt betrieben werden. Eine Überlastung der Schmelzanlage bei zu großem Durchsatz kann die Temperatur in der Schmelzanlage zu stark absinken oder eine ungleichmäßige Schmelze entstehen lassen.
  • Die Fördereinrichtung umfasst vorzugsweise ein oder mehrere Transportbänder.
  • Das Verfahren zum Betrieb einer Anlage zur Aufbereitung von Aluminiumschrott und die Anlage zur Aufbereitung von Aluminiumschrott gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellen jeweils unabhängige und eigenständige erfindungsgemäße Lehren dar.
  • Darüber hinaus kann der zweite Aspekt der vorliegenden Offenbarung in vorteilhafter Weise mit dem Zerkleinerungsverfahren und der Zerkleinerungsanlage gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kombiniert werden. Insbesondere kann es sich bei der Anlage zur Aufbereitung von Aluminiumschrott gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung um die Zerkleinerungsanlage gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung handeln, wobei die Zerkleinerungsvorrichtung eine Verarbeitungsstation zur Aufbereitung von Aluminiumschrott und die Vorzerkleinerungsvorrichtung eine Bereitstellungsstation darstellt. Weiterhin stellt das vorzugsweise vorgesehene Transportsystem der Zerkleinerungsanlage die Fördereinrichtung dar.
  • Bei einer entsprechenden Ausführungsform der Zerkleinerungsanlage sind entsprechend eine Fördereinrichtung, insbesondere in Form des vorzugsweise vorgesehenen Transportsystems, zum Transport von Schrottfragmenten der Vorzerkleinerungsvorrichtung zur Zerkleinerungsvorrichtung, eine Durchsatzmesseinrichtung zur Messung eines Werts für den Durchsatz des von der Fördereinrichtung transportierten Stroms von Schrottfragmenten und eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, den gemessenen Wert mit einem vorgegebenen Wert für den Durchsatz zu vergleichen und die Vorzerkleinerungsvorrichtung und/oder die Fördereinrichtung abhängig vom Ergebnis des Vergleichs zu steuern. Bei einer entsprechenden Ausführungsform des Zerkleinerungsverfahrens wird der von der Vorzerkleinerungsvorrichtung vorzerkleinerte Aluminiumschrott als Strom von Schrottfragmenten zu der Zerkleinerungsvorrichtung gefördert, wird an dem Strom von Schrottfragmenten ein Wert für den Durchsatz bestimmt, wird der bestimmte Wert mit einem vorgegebenen Wert für den Durchsatz verglichen und wird die Vorzerkleinerungsvorrichtung und/oder die Förderung der Schrottfragmente zu der Zerkleinerungsvorrichtung abhängig vom Ergebnis des Vergleichs gesteuert.
  • Im Folgenden werden noch weitere Ausführungsformen des Verfahrens und der Anlage gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung sowie der Zerkleinerungsanlage und des Zerkleinerungsverfahrens gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beschrieben, wobei die einzelnen Ausführungsformen für das Verfahren und die Anlage gemäß dem zweiten Aspekt und die Zerkleinerungsanlage und das Zerkleinerungsverfahren gemäß dem ersten Aspekt gleichermaßen gelten und sowohl untereinander als auch mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden können.
  • Bei einer Ausführungsform werden die Schrottfragmente durch eine vorhergehende Verarbeitungsstation zur Aufbereitung von Aluminiumschrott bereitgestellt. Bei einer entsprechenden Ausführungsform ist die Bereitstellungsstation eine vorhergehende Verarbeitungsstation zur Aufbereitung von Aluminiumschrott. In diesem Fall kann über die Regelung anhand der Durchsatzmesseinrichtung auch dann eine Zufuhr von Schrottfragmenten zur Verarbeitungsstation in einem vorgegebenen Durchsatzbereich sichergestellt werden, wenn die vorhergehende Verarbeitungsstation die Schrottfragmente mit ungleichmäßigem oder ungeeignetem Durchsatz zur Verfügung stellt.
  • Zur Pufferung großer Durchsatzschwankungen der vorhergehenden Verarbeitungsstation ist zwischen der Verarbeitungsstation und der vorhergehenden Verarbeitungsstation vorzugsweise ein Pufferspeicher, wie z.B. ein Silo, angeordnet. In diesem Fall kann zum Beispiel den Pufferspeicher bzw. eine Entnahmeeinrichtung des Pufferspeichers abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs gesteuert werden, um eine Zufuhr zu der Verarbeitungsstation in einem vorgegebenen Durchsatzbereich zu erreichen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Wert für den Durchsatz des Stroms ein Wert für den Massenstrom, für den Volumenstrom, für die Stückzahlrate oder für die Flächenrate. Zur Erfassung eines Werts für den Massenstrom kann beispielsweise eine Bandwaage vorgesehen sein, die insbesondere in die Fördereinrichtung integriert sein kann. Zur Erfassung eines Werts für den Volumenstrom kann eine Lasertriangulationseinrichtung vorgesehen sein. Bei der Lasertriangulation kann insbesondere ein Laserstrahl auf die Fördereinrichtung, insbesondere auf ein Transportband, gerichtet und die Position des Laserspots mittels mehrerer Kameras bestimmt werden (durch Triangulation). Auf diese Weise kann die Füllhöhe der Schrottfragmente auf der Fördereinrichtung, z.B. dem Transportband, anhand der vertikalen Position des Laserspots bestimmt und damit ein Wert für den Volumenstrom abgeleitet werden. Zur Erfassung eines Werts für die Stückzahlrate (d.h. die Anzahl der Schrottfragmente pro Zeiteinheit) sind vorzugsweise eine Vereinzelungseinrichtung vorgesehen, die die Schrottfragmente vereinzelt, sowie eine Erfassungseinrichtung, beispielsweise eine Kamera, eine Lichtschranke oder eine laser- oder röntgengestützte Erfassungseinheit, die die vereinzelten Schrottfragmente erfasst, so dass die Anzahl der Schrottfragmente pro Zeiteinheit bestimmt werden kann. Zur Erfassung eines Werts für die Flächenrate (d.h. die durch die Schrottfragmente belegte Fläche eines Transportbands in Prozent) kann beispielsweise eine über einem Transportband angeordnete Kamera vorgesehen sein, die Bilddaten vom Transportband erfasst, aus denen die belegte Fläche auf dem Transportband bestimmt werden kann.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, den gemessenen Wert für den Durchsatz mit einem unteren und mit einem oberen Grenzwert zu vergleichen und die Bereitstellungsstation und/oder die Fördereinrichtung derart abhängig vom Vergleichsergebnis zu steuern, dass der Durchsatz um einen vorgegebenen Wert erhöht wird, wenn der gemessene Wert für den Durchsatz für eine vorgegebene Zeitdauer unter dem unteren Grenzwert liegt, und dass der Durchsatz um einen vorgegebenen Wert reduziert wird, wenn der gemessene Wert für den Durchsatz für eine vorgegebene Zeitdauer über dem oberen Grenzwert liegt. Der obere Grenzwert ist größer als der untere Grenzwert. Durch den unteren und oberen Grenzwert erfolgt eine Regelung auf einen zulässigen Durchsatzbereich. Durch die vorgegebene Zeitdauer wird zudem erreicht, dass bei sehr kurzfristigen Schwankungen des Durchsatzes nicht sofort nachgeregelt wird, sondern erst, wenn die Durchsatzschwankung über eine bestimmte Zeitdauer anhält. Auf diese Weise wird berücksichtigt, dass sich gewisse Schwankungen im Durchsatz der Schrottfragmente nicht vermeiden lassen, so dass eine übermäßige und unnötige Regelung vermieden wird.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, eine erneute Reduzierung oder Erhöhung des Durchsatzes nach einer erfolgten Reduzierung oder Erhöhung des Durchsatzes erst nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer zuzulassen. Auf diese Weise wird berücksichtigt, dass zwischen der Nachregelung der Bereitstellungsstation oder der Fördereinrichtung und der messbaren Reduzierung bzw. Erhöhung des Durchsatzes eine Latenz besteht. Eine Überregelung wird auf diese Weise vermieden. Insbesondere wird auf diese Weise vermieden, dass der Durchsatz zu stark erhöht wird, was zu einer Überlastung der Verarbeitungsstation führen kann.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, den gemessenen Wert für den Durchsatz mit einem ersten oberen Grenzwert und mit einem zweiten, höheren oberen Grenzwert zu vergleichen, und die Bereitstellungsstation und/oder die Fördereinrichtung derart abhängig vom Ergebnis der Vergleiche zu steuern, dass der Durchsatz um einen ersten vorgegebenen Wert reduziert wird, wenn der gemessene Wert für den Durchsatz für eine vorgegebene Zeitdauer über dem ersten oberen Grenzwert liegt, und dass der Durchsatz um einen zweiten vorgegebenen Wert reduziert wird, sobald der gemessene Wert für den Durchsatz über dem zweiten oberen Grenzwert liegt. Auf diese Weise wird eine kombinierte Regelung erreicht. Einerseits wird bei einer anhaltenden moderaten Abweichung, d.h. bei Überschreiten des ersten oberen Grenzwerts für einen bestimmten Zeitraum, eine moderate Regelung durchgeführt, so dass eine zu starke Nachregelung unterbleibt. Andererseits wird bei einer starken Abweichung, d.h. bei Überschreiten des zweiten oberen Grenzwerts eine sofortige, vorzugsweise starke Reduktion des Durchsatzes erreicht, um eine Überlastung der Verarbeitungsstation zu vermeiden.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.
  • In der Zeichnung zeigen
    • Fig. 1
    mehrere Pakete UBC-Schrott mit geringem Kompaktierungsgrad,
    Fig. 2
    mehrere Pakete UBC-Schrott mit hohem Kompaktierungsgrad,
    Fig. 3
    eine Diagrammdarstellung einer Recyclinganlage bzw. eines Recyclingverfahrens für Aluminiumschrott aus dem Stand der Technik,
    Fig. 4
    die Zerkleinerungsanlage der Recyclinganlage aus Fig. 3,
    Fig. 5
    ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsanlage und des erfindungsgemäßen Zerkleinerungsverfahrens,
    Fig. 6
    eine Diagrammdarstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Recyclinganlage und des erfindungsgemäßen Recyclingverfahrens und
    Fig. 7
    ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens und der Anlage gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
  • Die vorliegend beschriebene Zerkleinerungsanlage bzw. die diese umfassende Recyclinganlage sind insbesondere für die Zerkleinerung bzw. Aufbereitung von UBC-Schrott vorgesehen. Bei UBC-Schrott handelt es sich um Schrott aus gebrauchten Aluminiumgetränkedosen. Für die Herstellung von Aluminiumdosen werden in der Praxis nur wenige verschiedene Aluminiumlegierungen verwendet, nämlich aus der AA5xxx-Serie (AA: Aluminum Association), insbesondere AA5184, und aus der AA3xxx-Serie, insbesondere AA3104, so dass Schrott aus Aluminiumgetränkedosen prinzipiell gut für das Recycling geeignet ist.
  • Allerdings weisen am Schrottmarkt verfügbare UBC-Schrotte neben dem eigentlichen Aluminiumdosenschrott diverse Arten von Verunreinigungen auf, die vor einer metallurgischen Verwertung des Schrotts entfernt werden müssen.
  • Typischerweise weist UBC-Schrott verschiedene nicht-metallische Verunreinigungen wie Kunststofffolien, Sand oder Wasser auf, aber auch verschiedene metallische Verunreinigungen wie Fragmente aus Nichtaluminiumlegierungen oder aus Gussaluminium auf.
  • Neben der Vielfalt der verschiedenen Verunreinigungen, besteht bei der Aufbereitung von UBC-Schrott eine weitere Herausforderung darin, dass der Schrott an den Aluminiumdosen-Sammelstellen und Schrottplätzen zu mehr oder weniger stark kompaktierten Paketen zusammengepresst werden.
  • Fig. 1 zeigt ein Beispiel von Paketen 2 aus UBC-Schrott, die einen relativ geringen Kompaktierungsgrad mit einer Dichte von 200 kg/m3 aufweisen. Die in den Paketen enthaltenen Aluminiumdosen bzw. Aluminiumdosenfragmente 4 sind relativ lose zusammengepresst. Typischerweise lassen sich derartigen Paketen 2 einzelne Aluminiumdosenfragmente 4 bereits mit relativ geringem Kraftaufwand, teilweise sogar per Hand, entnehmen. Um den Paketverbund zu erhalten, sind derartige Pakete typischerweise mit einer Kunststofffolie 6 umwickelt und können z.B. auf einer Palette 8 gelagert bzw. transportiert werden.
  • Fig. 2 zeigt ein Beispiel von Paketen 12 aus UBC-Schrott, die einen hohen Kompaktierungsgrad mit einer Dichte von 1200 kg/m3 aufweisen. Die in den Paketen enthaltenen Aluminiumdosen bzw. Aluminiumdosenfragmente 14 sind stark zusammengepresst. Typischerweise ist es nicht möglich, Aluminiumdosenfragmente 14 per Hand aus einem solchen Paket 12 zu entnehmen. Insbesondere sind die Aluminiumdosenfragmente 14 so stark zusammen gepresst, dass die Pakete auch ohne weitere Hilfsmittel wie Kunststofffolien oder dgl. zusammenhalten.
  • Fig. 3 zeigt nun eine Diagrammdarstellung einer Recyclinganlage bzw. eines Recyclingverfahrens für Aluminiumschrott aus dem Stand der Technik. Die Recyclinganlage 20 umfasst eine Zerkleinerungsanlage 22, eine Sortieranlage 24, eine Entlackungsanlage 26 und einen Schmelzofen 28.
  • Zur Aufbereitung von UBC-Schrott wird der Schrott zunächst in die Zerkleinerungsanlage 22 gegeben und dort zerkleinert. Der zerkleinerte Schrott wird sodann in die Sortieranlage 24 gegeben und dort sortiert, um Verunreinigungen aus dem Schrott zu entfernen. Der sortierte Schrott wird dann der Entlackungsanlage 26 zugeführt, um Lackschichten von den Getränkedosenfragmenten zu entfernen und schließlich im Schmelzofen 28 eingeschmolzen.
  • Fig. 4 zeigt die Zerkleinerungsanlage 22 der Recyclinganlage 20 aus Fig. 3 in schematischer Darstellung. Die Zerkleinerungsanlage 22 ist als Hammermühle 24 ausgebildet. Die Hammermühle weist eine in einem Gehäuse 26 angeordnete angetriebene Welle 28 auf, auf der nebeneinander mehrere Scheiben 30 mit beweglichen Hämmern 32 angeordnet und drehfest mit der Welle 28 verbunden sind. Unterhalb der Welle 28 ist ein Gitter 34 angeordnet, so dass zwischen der Welle 28 mit den Scheiben 30 und dem Gitter 34 ein Zerkleinerungsraum 36 definiert wird.
  • Im Betrieb wird bei rotierender Welle 28 (vgl. Pfeil 38) Schrott als Volumen- bzw. Massenstrom 40 durch einen Einlass 42 in die Hammermühle 24 eingebracht und gelangt in den Zerkleinerungsraum 36. Durch die Krafteinwirkung der Hämmer 32 und die Reibung der Schrottfragmente untereinander wird der Schrott zerkleinert, bis er durch das Gitter 34 aus der Hammermühle 24 herausfällt und dann als Volumen- bzw. Massenstrom 44 zur Sortieranlage 24 transportiert wird.
  • Für die Zerkleinerung von UBC-Schrott hat die Zerkleinerungsanlage 22 verschiedene Nachteile. Die stark unterschiedlichen Kompaktierungsgrade der UBC-Schrottpakete führen dazu, dass der der Hammermühle 24 zugeführte Volumen- bzw. Massenstrom 40 stark schwankt. Entsprechend stark schwankt auch der Volumen- bzw. Massenstrom 44 des zerkleinerten Schrotts, der der nachgeordneten Sortieranlage 24 zugeführt wird. Dies führt zu einer Verschlechterung der Sortiereffizienz und zu einer hohen Störanfälligkeit der Sortieranlage 24.
  • Weiterhin führen stark schwankende Volumen- bzw. Massenströme in der Hammermühle 24 auch zu starken Dichteschwankungen im Zerkleinerungsraum 36, wodurch der Zerkleinerungsgrad der Hammermühle 24 beeinflusst wird. Ein hoher Volumen- bzw. Massenstrom 40 führt zu einem hohen Zerkleinerungsgrad, so dass beispielsweise ein hoher Anteil Feinkorn erzeugt wird, wenn stark kompaktierte Pakete 12 in die Hammermühle 24 gegeben werden, während die Schrottfragmente bei gering kompaktierten Paketen 2 weniger stark zerkleinert werden. Dies führt neben dem schwankenden Volumen- bzw. Massenstrom 44 auch zu einer schwankenden Korngrößenverteilung im Volumen- bzw. Massenstrom 44, wodurch die Effizienz der nachgelagerten Sortieranlage 24 weiter verschlechtert wird.
  • Schließlich ist die Zerkleinerungsanlage 22 auch störanfällig, da gerade in stark kompaktierten Schrottpaketen 12 massive Fremdschrotte wie zum Beispiel aus Gussstahl versteckt sein können, die die Hammermühle 24 blockieren oder sogar beschädigen können.
  • Fig. 5 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsanlage und des erfindungsgemäßen Zerkleinerungsverfahrens zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott.
  • Die Zerkleinerungsanlage 52 umfasst eine Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 zur Vorzerkleinerung von UBC-Schrott 56. Der Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 ist eine Zerkleinerungsvorrichtung 58 nachgelagert, in der der vorzerkleinerter Schrott 60 weiter zerkleinert wird. Weiterhin umfasst die Zerkleinerungsanlage 52 ein Transportsystem 62 mit mehreren Transportbändern 64a-d, mit dem der von der Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 vorzerkleinerte Schrott 60 automatisch zur Zerkleinerungsvorrichtung 58 und der von der Zerkleinerungsvorrichtung weiter zerkleinerte Schrott 66 zur weiteren Verarbeitung, insbesondere zu einer Sortieranlage transportiert wird.
  • Die Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 weist ein Gehäuse 68 auf, in dem drei angetriebene Wellen 70a-c parallel zueinander angeordnet sind. Auf den Wellen 70a-c sind jeweils mehrere Reißscheiben 72 angeordnet, die drehfest mit der jeweiligen Welle verbunden sind. Die Wellen 70a-c werden im Betrieb durch einen Motor (nicht dargestellt) mit geringeren Drehzahlen, aber hohem Drehmoment angetrieben. Die Drehrichtung der einzelnen Wellen 70a-c ist in Fig. 5 durch die Pfeile 74a-c angedeutet. Die Drehzahlen der Wellen 70a-c liegen vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 15 Umdrehungen pro Minute (rpm) und sind vorzugsweise verschieden. Beispielsweise kann im Betrieb die erste Welle 70a mit 5 rpm, die zweite Welle 70b mit 7,5 rpm und die dritte Welle 70c mit 15 rpm angetrieben werden. Das Drehmoment liegt pro Welle vorzugsweise bei 200.000 Nm oder mehr. Mit den genannten Drehzahlen ist die Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 also als Langsamläufer ausgebildet.
  • Zur Zuführung des Schrotts 56 zur Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 weist diese weiterhin eine nach oben offene Schurre 76 auf. Auf diese Weise kann der UBC-Schrott 56 beispielsweise mit einem Polypgreifer 78 von einem Schrottlagerplatz 80 in ganzen Paketen 82 auf die Schurre 76 gegeben werden. Die Pakete 82 rutschen die Schurre 76 dann hinab und gelangen auf diese Weise zu den rotierenden Reißscheiben 72, wodurch die Pakete 82 auseinandergerissen und die Schrottfragmente in den Paketen zumindest teilweise vereinzelt werden. Auf diese Weise wird insbesondere die hohe Dichte des UBC-Schrotts 56 aus stark kompaktierten Paketen (wie Paket 12 aus Fig. 2) reduziert.
  • Der vorzerkleinerte Schrott 60 fällt aus der Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 auf das Transportband 64a, das vorzugsweise als Vibrationsförderer ausgebildet ist. Durch die Vibrationen des Transportbands 64a wird der Schrott 60 gleichmäßiger auf dem Band verteilt, so dass sich ein gleichmäßigerer Volumen- bzw. Massenstrom ergibt. Der vorzerkleinerte Schrott 60 wird dann über die weiteren Transportbänder 64b-c zur Zerkleinerungsvorrichtung 58 transportiert. Die Zerkleinerungsvorrichtung 58 ist vorliegend als Hammermühle ausgebildet. Die Hammermühle weist eine in einem Gehäuse 86 angeordnete angetriebene Welle 88 auf, auf der nebeneinander mehrere Scheiben 90 mit beweglichen Hämmern 92 angeordnet und drehfest mit der Welle 88 verbunden sind. Unterhalb der Welle 88 ist ein Gitter 94 angeordnet, so dass zwischen der Welle 88 mit den Scheiben 90 und dem Gitter 94 ein Zerkleinerungsraum 96 definiert wird. Neben dem Gitter 94 ist am Eingang des Zerkleinerungsraums 96 - gesehen in Drehrichtung der Welle 88 (vgl. Pfeil 100) - ein Amboss 97 in Form einer Stahlplatte angeordnet, der im Vergleich zum Gitter 94 den kleinsten Abstand zu den Hämmern 92 aufweist, so dass sich an dieser Stelle der engste Spalt ergibt.
  • Im Betrieb wird der vorzerkleinerte Schrott 60 über das Transportsystem 62 durch einen am Gehäuse 86 vorgesehenen Einlass 98 der Hammermühle 58 zugeführt und gelangt bei rotierender Welle 88 (vgl. Pfeil 100) in den Spalt zwischen den Hämmern 92 und dem Amboss 97 und wird dort zerkleinert. Anschließend gelangt der Schrott 60 weiter in den Zerkleinerungsraum 96, wo er durch die Krafteinwirkung der Hämmer 92 und die Reibung der Schrottfragmente untereinander weiter zerkleinert wird. Sobald der Schrott 60 eine bestimmte Größe erreicht hat, fällt er durch das Gitter 94 aus der Hammermühle 58 heraus und als zerkleinerter Schrott 66 auf das Transportband 64d. Die Welle 88 der Hammermühle 58 weist Drehzahlen im Bereich von 500 bis 1000 Umdrehungen pro Minute auf und stellt demnach einen Schnellläufer dar.
  • Durch die Vorzerkleinerung des UBC-Schrotts 56 in der Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 wird der Zerkleinerungsvorrichtung 54 ein wesentlich gleichmäßigerer Volumen- bzw. Massenstrom Schrott zugeführt als es bei der Zerkleinerungsanlage 22 aus Fig. 3 und 4 der Fall ist. Dadurch wird einerseits erreicht, dass entsprechend auch ein gleichmäßigerer Volumen- bzw. Massenstrom des zerkleinerten Schrotts 66 erreicht wird, der zur weiteren Verarbeitung beispielsweise einer Sortieranlage zugeführt wird. Weiterhin führt der gleichmäßigere Volumen- bzw. Massenstrom in die Zerkleinerungsvorrichtung 54 zu einem gleichbleibenden Zerkleinerungsgrad, so dass die Kornverteilung des zerkleinerten Schrotts 60 keinen großen Schwankungen unterworfen ist. Insbesondere kann durch das Aufreißen stark kompaktierter Pakete mit der Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 erreicht werden, dass die maximale Dichte des der Zerkleinerungsvorrichtung 54 zugeführten Volumen- bzw. Massenstroms reduziert wird, so dass bei der Zerkleinerung weniger Feinkorn entsteht. Dies begünstigt wiederum die nachfolgende Weiterverarbeitung, insbesondere Sortierung, des Schrotts.
  • Schließlich schützt die Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 die Hammermühle 58 vor Beschädigungen durch massive Fremdschrotte, da diese bereits in der Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 hängen bleiben, ohne diese jedoch zu beschädigen, da die Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 ein Langsamläufer ist.
  • Vorzugsweise weist die Zerkleinerungsanlage 52 eine Steuerungseinrichtung 102 auf, mit der die Vorzerkleinerungsvorrichtung 54, das Transportsystem 62 und die Zerkleinerungsvorrichtung 58 gesteuert werden können, um einen möglichst gleichbleibenden Volumen- bzw. Massenstrom des zur Zerkleinerungsvorrichtung 58 transportierten Schrotts 60 bzw. des von der Zerkleinerungsvorrichtung 58 abtransportierten Schrotts 66 zu erreichen. Zu diesem Zweck kann die Steuerungsvorrichtung 102 beispielsweise mit einem Sensor zur Überwachung des Motorstroms zum Antrieb der Welle 88 verbunden sein. Ein ansteigender Volumen- bzw. Massenstrom in der Zerkleinerungsvorrichtung 58 kann dann über einen ansteigenden Motorstrom detektiert werden und die Steuerungsvorrichtung 102 kann in diesem Fall zum Beispiel die Drehgeschwindigkeit der Wellen 70a-d und/oder die Transportgeschwindigkeit des Transportsystems 62 reduzieren.
  • Um die Zerkleinerungsanlage 52 auch bei Wartung oder zeitweisem Ausfall der Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 weiter betreiben zu können, weist das Transportsystem 62 zwischen der Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 und der Zerkleinerungsvorrichtung 58 eine Zusatzaufgabestelle 104 auf, die derart positioniert und eingerichtet ist, um eine gesonderte Zuführung von UBC-Schrott auf das Transportsystem 62 zu ermöglichen. Im vorliegenden Beispiel ist als Zusatzaufgabestelle 104 ein verlängerter gerader Bereich des Förderbands 64b vorgesehen, der in Reichweite eines Polypgreifers 106 angeordnet ist, um mit diesem UBC-Schrott auf das Förderband 64b aufbringen zu können. Vorzugsweise ist die Zusatzaufgabestelle 104 so positioniert, dass sie in Reichweite des Polypgreifers 78 ist, so dass auf einen zweiten Polypgreifer 106 verzichtet werden kann.
  • Fig. 6 zeigt eine Diagrammdarstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Recyclinganlage und des erfindungsgemäßen Recyclingverfahrens. Die Recyclinganlage 120 umfasst die Zerkleinerungsanlage 52 aus Fig. 5 mit der Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 und der Zerkleinerungsvorrichtung 58. Der Zerkleinerungsanlage 52 sind eine Sortieranlage 122, eine Entlackungsanlage 124 und ein Schmelzofen 126 nachgeordnet.
  • Wie zuvor im Zusammenhang mit Fig. 5 erläutert, kann der UBC-Schrott mit der Zerkleinerungsanlage 52 so zerkleinert werden, dass der der weiteren Verarbeitung, d.h. insbesondere der Sortieranlage 122 zugeführte zerkleinerte Schrott einerseits einen gleichmäßigeren Volumen- bzw. Massenstrom und andererseits eine gleichbleibende Korngrößenverteilung aufweist als dies mit der Zerkleinerungsanlage 22 der Recyclinganlage 20 erreicht werden kann. Dadurch wird erreicht, dass die Weiterverarbeitung des Schrotts, das heißt dessen Sortierung in der Sortieranlage 122, die Entlackierung in der Entlackungsanlage 124 und das Einschmelzen im Schmelzofen 126 effektiver und störungsärmer erfolgen kann als bei der Recyclinganlage 20 aus dem Stand der Technik.
  • Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens und der Anlage gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
  • Die Anlage 200 zur Aufbereitung von Aluminiumschrott umfasst eine Verarbeitungsstation 202 zur Aufbereitung von Aluminiumschrott. Bei der Verarbeitungsstation 202 kann es sich beispielsweise um die Zerkleinerungsvorrichtung 58 aus Fig. 5 handeln.
  • Weiterhin umfasst die Anlage 200 eine Bereitstellungsstation 204, die zur Bereitstellung von Schrottfragmenten eingerichtet ist. Bei der Bereitstellungsstation 204 kann es sich beispielsweise um einen Pufferspeicher wie ein Silo oder auch um die Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 aus Fig. 4 handeln.
  • Die Anlage 200 umfasst weiterhin eine Fördereinrichtung 206, die in Fig. 6 beispielhaft als Transportband ausgebildet ist. Mit der Fördereinrichtung 206 werden von der Bereitstellungstation bereitgestellte Schrottfragmente als Strom 208 zur Verarbeitungsstation 202 transportiert und dieser zugeführt. Bei der Fördereinrichtung 206 kann es sich beispielsweise um das Transportsystem 62 aus Fig. 5 handeln.
  • Darüber hinaus weist die Anlage 200 noch eine Durchsatzmesseinrichtung 210 auf, die dazu eingerichtet ist, an dem Strom 208 von Schrottfragmenten einen Wert für den Durchsatz des Stroms 208 zu messen. Beispielsweise kann die Durchsatzmesseinrichtung 210 ein Kamerasystem 212 aufweisen, das die Anzahl der Schrottfragmente pro Zeiteinheit oder die von den Schrottfragmenten auf dem Transportband 206 bedeckte Fläche ermittelt. Vorzugsweise ist zu diesem Zweck eine Vereinzelungseinrichtung 214 vorgesehen, die die Schrottfragmente auf dem Transportband 206 zuvor vereinzelt.
  • Alternativ zu einem Kamerasystem 212 kann auch eine Bandwaage 216 vorgesehen werden, um einen Wert für den Massenstrom zu bestimmen. Weiterhin kann auch eine Vorrichtung zur Lasertriangulation (nicht dargestellt) vorgesehen sein, um einen Wert für den Volumenstrom des Stroms 208 zu bestimmen. Bei Verwendung einer Bandwaage oder einer Lasertriangulationsvorrichtung ist eine vorige Vereinzelung der Schrottfragmente nicht notwendig.
  • Zudem können auch verschiedene Durchsatzmesseinrichtungen miteinander kombiniert werden, beispielsweise eine Bandwaage 216 zur Bestimmung eines Werts für den Massenstrom und ein Kamerasystem zur Bestimmung des Werts für die Stückzahl.
  • Der von der Durchsatzmesseinrichtung 210 bestimmte Wert für den Durchsatz wird in einer vorgesehenen Steuerungseinrichtung 218 mit einem vorgegebenen Wert für den Durchsatz verglichen. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung 218 bestimmen, ob der gemessene Wert für den Durchsatz einen vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet oder einen vorgegebenen unteren Grenzwert unterschreitet.
  • Abhängig vom Ergebnis des Vergleichs steuert die Steuerungseinrichtung 218 dann die Fördereinrichtung 206 und/oder die Bereitstellungsstation 204 an. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung 218 eine Entnahmevorrichtung 220 der Bereitstellungseinrichtung 204 und die Fördereinrichtung 206 derart ansteuern, dass die Entnahmerate der Entnahmevorrichtung 220 und die Transportgeschwindigkeit des Transportbands 206 erhöht (erniedrigt) wird, wenn der gemessene Wert für den Durchsatz zu niedrig (zu hoch) ist. Ist die Bereitstellungsstation 204 eine Vorzerkleinerungsvorrichtung wie die Vorzerkleinerungsvorrichtung 54, so kann die Steuerungseinrichtung 218 auch deren Betriebsgeschwindigkeit erhöhen (erniedrigen), wenn der gemessene Wert für den Durchsatz zu niedrig (zu hoch) ist.
  • Im Folgenden wird ein Beispiel für eine mögliche Regelung des Durchsatzes durch die Steuerungseinrichtung 218 beschrieben:
    In der Steuerungseinrichtung 218 wird ein Durchsatzfenster mit einem unteren Grenzwert von 200 Stück/Sekunde (Stückrate) und einem ersten oberen Grenzwert von 240 Stück/Sekunde eingestellt. Dieses Durchsatzfenster kann zum Beispiel der optimale Betriebspunkt eines Röntgensortierers oder alternativ der Zerkleinerungsvorrichtung 58 aus Fig. 5 sein, der oder die im vorliegenden Beispiel die Verarbeitungsstation 202 darstellt. Weiterhin wird in der Steuerungseinrichtung noch ein zweiter oberer Grenzwert von 260 Stück/Sekunde eingestellt, bei dem der Röntgensortierer bzw. die Zerkleinerungsvorrichtung 58 überlastet wird.
  • Die Bereitstellungsstation 204, zum Beispiel ein Silo oder eine Silogruppe (oder die Vorzerkleinerungsvorrichtung 54 aus Fig. 5), werden auf eine anfängliche Austragsleistung von beispielsweise 10 t/Stunde eingestellt. Die Regelung durch die Steuerungseinrichtung 218 kann beispielsweise nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer, z.B. 180 s, nach dem Anfahren des Röntgensortierers bzw. der Zerkleinerungsvorrichtung 58 beginnen.
  • Wenn die Steuerungseinrichtung 218 feststellt, dass der von der Durchsatzmesseinrichtung 210 gemessene Wert für den Durchsatz für mehr als z.B. 10 s unter dem unteren Grenzwert liegt, steuert die Steuerungseinrichtung 218 die Entnahmevorrichtung 220 (bzw. die Vorzerkleinerungsvorrichtung 54) so an, dass die Austragsleistung zum Beispiel um 0,1 t/Stunde erhöht wird. Sollte nach 90 Sekunden (Zeit vom Siloaustrag bis zur Durchsatzmesseinrichtung 210) der Durchsatz weiter unter dem ersten Grenzwert liegen, wird die Ausgangsleistung erneut erhöht, zum Beispiel wieder um 0,1 t/Stunde.
  • Wenn die Steuerungseinrichtung 218 feststellt, dass der von der Durchsatzmesseinrichtung 210 gemessene Wert für den Durchsatz für mehr als z.B. 10 s über dem ersten und unter dem zweiten oberen Grenzwert liegt, so steuert die Steuerungseinrichtung 218 die Entnahmevorrichtung 220 (bzw. die Vorzerkleinerungsvorrichtung 54) so an, dass die Austragsleistung zum Beispiel um 0,25 t/Stunde reduziert wird. Sollte nach 90 Sekunden (Zeit vom Siloaustrag bis zur Durchsatzmesseinrichtung 210) der Durchsatz weiter im Bereich zwischen dem ersten und zweiten oberen Grenzwert liegen, wird die Ausgangsleistung erneut reduziert, zum Beispiel wieder um 0,25 t/Stunde.
  • Wenn die Steuerungseinrichtung 218 feststellt, dass der von der Durchsatzmesseinrichtung 210 gemessene Wert für den Durchsatz über dem zweiten oberen Grenzwert liegt, steuert die Steuerungseinrichtung 218 die Entnahmevorrichtung 220 (bzw. die Vorzerkleinerungsvorrichtung 54) so an, dass die Austragsleistung sofort reduziert wird, beispielsweise um 0,5 t/h, um eine Überlastung des Röntgensortierers bzw. der Zerkleinerungsvorrichtung 58 zu vermeiden. Sollte nach 90 Sekunden (Zeit vom Siloaustrag bis zur Durchsatzmesseinrichtung 210) der Durchsatz weiter oberhalb des zweiten oberen Grenzwerts liegen, wird die Ausgangsleistung erneut reduziert, zum Beispiel wieder um 0,5 t/Stunde.
  • Durch die zuvor beschriebene Durchsatzregelung kann die Verarbeitungsstation 202, z.B. die Zerkleinerungsvorrichtung 58 oder eine Sortieranlage, am optimalen Betriebspunkt bzw. im optimalen Betriebsbereich betrieben werden. Bei der Zerkleinerungsvorrichtung 58 als Verarbeitungsstation 202 führt dies dazu, dass ein gewünschter Zerkleinerungsgrad des Schrotts erreicht wird. Bei einer Sortieranlage als Verarbeitungsstation 202 führt dies zu einem guten Sortierergebnis bei möglichst hohem Durchsatz. Durch das Einstellen des gewünschten Zerkleinerungsgrads bzw. die Verbesserung des Sortierergebnisses bei der Sortieranlage kann eine gute Sortierleistung bei hoher Reinheit des Sortierergebnisses erreicht werden.

Claims (15)

  1. Verwendung einer Zerkleinerungsanlage (52) zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott (56), insbesondere UBC-Schrott,
    - wobei die Zerkleinerungsanlage (52) eine Zerkleinerungsvorrichtung (58) zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott aufweist, die als Schnellläufer ausgebildet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass der Zerkleinerungsvorrichtung (58) eine Vorzerkleinerungsvorrichtung (54) zur Vorzerkleinerung von Aluminiumschrott vorgeschaltet ist, die als Langsamläufer ausgebildet ist, und
    - dass zwischen der Vorzerkleinerungsvorrichtung (54) und der Zerkleinerungsvorrichtung (58) ein Transportsystem (62) vorgesehen ist, das dazu eingerichtet ist, den von der Vorzerkleinerungsvorrichtung (54) vorzerkleinerten Aluminiumschrott (60) zur Zerkleinerungsvorrichtung (58) zu transportieren und dieser vorzugsweise gleichmäßig zuzuführen.
  2. Verwendung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsvorrichtung (58) dazu eingerichtet ist, Aluminiumschrott im Wesentlichen schlagend und/oder scherend zu zerkleinern.
  3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsvorrichtung (58) ein Einwellenzerkleinerer, eine Hammermühle oder ein Ringshredder ist.
  4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzerkleinerungsvorrichtung (54) dazu eingerichtet ist, Aluminiumschrott im Wesentlichen reißend und/oder scherend, vorzugsweise nicht schneidend, zu zerkleinern.
  5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzerkleinerungsvorrichtung (54) ein Mehrwellenzerkleinerer, insbesondere ein Zwei- oder Dreiwellenzerkleinerer, ist.
  6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Transportsystem (62) einen Vibrationsförderer (64a) umfasst, der dazu eingerichtet ist, den Volumenstrom oder Massenstrom des von der Vorzerkleinerungsvorrichtung (54) vorzerkleinerten Aluminiumschrotts zu vergleichmäßigen.
  7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Transportsystem (62) zwischen der Vorzerkleinerungsvorrichtung (54) und der Zerkleinerungsvorrichtung (58) eine Zusatzaufgabestelle (104) aufweist, die derart positioniert und eingerichtet ist, um eine gesonderte Zuführung von Aluminiumschrott auf das Transportsystem (62) zu ermöglichen.
  8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorzerkleinerungsvorrichtung (54) eine derart angeordnete Schurre (76) vorgesehen ist, dass der Vorzerkleinerungsvorrichtung (54) Aluminiumschrott (56) durch Aufgabe auf die Schurre (76) zugeführt werden kann.
  9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsanlage (52) eine Steuerungseinrichtung (102) zur Steuerung der Zerkleinerungsanlage (52) umfasst, die vorzugsweise zur Steuerung der Zerkleinerungsanlage gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14 eingerichtet ist.
  10. Recyclinganlage (120) zur Aufbereitung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Recyclinganlage eine Zerkleinerungsanlage (52) umfasst, die wie eine Zerkleinerungsanlage aus einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist, und
    - dass die Recyclinganlage (120) eine der Zerkleinerungsanlage (52) nachgeordnete Sortieranlage (122) aufweist, die für eine sensorgestützte Sortierung eingerichtet ist.
  11. Recyclinganlage nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Recyclinganlage (120) eine der Zerkleinerungsanlage (52) nachgeordnete Sortieranlage (122) aufweist, die für eine LIBS-basierte Sortierung eingerichtet ist.
  12. Zerkleinerungsverfahren zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott (56), insbesondere UBC-Schrott, insbesondere unter Verwendung einer Zerkleinerungsanlage (52) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass eine Menge Aluminiumschrott (56) mit einer als Langsamläufer ausgebildeten Vorzerkleinerungsvorrichtung (54) vorzerkleinert wird,
    - dass der vorzerkleinerte Aluminiumschroct (60) mit einer als Schnellläufer ausgebildeten Zerkleinerungsvorrichtung (58) weiter zerkleinert wird und
    - dass der vorzerkleinerte Aluminiumschrott (60) der Zerkleinerungsvorrichtung (58) kontrolliert, insbesondere mit einem vorgegebenen Volumenstrom oder Massenstrom, zugeführt wird.
  13. Zerkleinerungsverfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Vorzerkleinerungsvorrichtung (54) Aluminiumschrott paketweise zugeführt wird, insbesondere in unterschiedlichen Kompaktierungsgraden.
  14. Zerkleinerungsverfahren nach Anspruch 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass der vorzerkleinerte Aluminiumschrott (60) mittels eines Transportsystems (62) zur Zerkleinerungsvorrichtung (58) transportiert wird.
  15. Recyclingverfahren zur Aufbereitung von Aluminiumschrott (56), insbesondere UBC-Schrott, vorzugsweise unter Verwendung einer Recyclinganlage (120) nach Anspruch 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass eine Menge Aluminiumschrott (56) mit einem Zerkleinerungsverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14 zerkleinert wird und
    - dass der zerkleinerte Schrott (66) sortiert wird.
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