FR2559887A1

FR2559887A1 - IMPROVED FEEDING DEVICE FOR A FUSION OVEN

Info

Publication number: FR2559887A1
Application number: FR8500306A
Authority: FR
Inventors: Fabris Luciano
Original assignee: GAUTSCHI ELECTRO FOURS AG
Current assignee: GAUTSCHI ELECTRO FOURS AG
Priority date: 1984-02-21
Filing date: 1985-01-10
Publication date: 1985-08-23
Also published as: DE3444181A1; GB2155160A; GB8503856D0; JPS60253785A; CH661788A5

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF PERFECTIONNE D'ALIMENTATION D'UN FOUR DE FUSION. LEDIT DISPOSITIF 3 EST INSTALLE DIRECTEMENT DEVANT UN FOUR DE FUSION 2. IL COMPORTE UNE CHAMBRE INTEGREE 5 DE CHAUFFAGE PREALABLE, LOGEANT UN RESERVOIR DE CHARGEMENT 6 POUVANT ETRE INTRODUIT DANS LA CHAMBRE DE FUSION 15 DU FOUR. DES DECHETS METALLIQUES 8, DEVERSES DIRECTEMENT DANS LE RESERVOIR 6 PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN PUITS DE DESCENTE 9, SONT REPARTIS UNIFORMEMENT PAR UN DISPOSITIF VIBRATEUR 10 ET SOUMIS A UN CHAUFFAGE PREALABLE RAPIDE PAR RECUPERATION DES GAZ CHAUDS S'ECHAPPANT DU FOUR 2. DANS UN SYSTEME DE BRASSAGE, DES GAZ CHAUDS PROVENANT DE LA CHAMBRE 5 ET EVENTUELLEMENT DE L'AIR FRAIS SONT AJOUTES A CES GAZ D'ECHAPPEMENT. APPLICATION A L'ALIMENTATION DIRECTE EN DECHETS METALLIQUES NON FERREUX PRECHAUFFES, DE FOURS DE FUSION D'ALUMINIUM, CUIVRE, ZINC ET LEURS ALLIAGES.THE INVENTION CONCERNS AN IMPROVED FEEDING DEVICE FOR A FUSION OVEN. THIS DEVICE 3 IS INSTALLED DIRECTLY IN FRONT OF A FUSION OVEN 2. IT INCLUDES AN INTEGRATED PREHEATING CHAMBER 5, HOUSING A LOADING TANK 6 THAT CAN BE INSERTED IN THE FUSION CHAMBER 15 OF THE OVEN. METAL WASTE 8, FILLED DIRECTLY INTO TANK 6 THROUGH A DESCENT WELL 9, IS DISTRIBUTED UNIFORLY BY A VIBRATOR 10 AND SUBJECTED TO A PRELIMINARY RAPID HEATING BY RECOVERY OF THE HOT GAS ESCAPING FROM THE OVEN 2. IN A BREWING SYSTEM, HOT GAS FROM CHAMBER 5 AND POSSIBLE FRESH AIR ARE ADDED TO THESE EXHAUST GASES. APPLICATION TO THE DIRECT FEEDING OF PREHEATED NON-FERROUS METAL WASTE, FROM ALUMINUM, COPPER, ZINC AND THEIR ALLOYS MELTING OVENS.

Description

La présente invention se rapporte à un dispositif d'alimentation équipantThe present invention relates to a feeding device equipping

un four assurant la fusion de déchets ou rebuts de métaux non ferreux, en particulier de déchets an oven for melting waste or scrap of non-ferrous metals, in particular waste

d'aluminium, et muni d'un réservoir de chargement. aluminum, and provided with a loading tank.

Il est connu de soumettre à un chauffage préalable des charges de déchets d'aluminium, dans des installations de préchauffage qui sont chauffées par des gaz d'échappement de fours de fusion. Dans ce cas, des impuretés combustibles It is known to preheat aluminum waste charges in preheating installations which are heated by exhaust gases from melting furnaces. In this case, combustible impurities

adhérant aux déchets métalliques sont éliminées par carboni- adhering to metal scrap are removed by carbon

sation. Ensuite, les déchets métalliques chauffés préalable- tion. Then the metal waste heated beforehand

ment sont acheminés vers les fours de fusion dans des réser- are sent to the melting furnaces in

voirs de chargement, par exemple au moyen d'une grue, pour loading, for example by means of a crane, for

être ensuite déversés dans la chambre de fusion, par bascule- then poured into the melting chamber, by

ment desdits réservoirs ou par enfournement à l'aide d'un the said tanks or by charging with the aid of a

poussoir hydraulique.hydraulic pusher.

On connaît également le déversement de déchets We also know the dumping of waste

métalliques au moyen de ce qu'on<appelle des goulottes vibra- by means of what are known as vibratory

toires, grâce auxquelles le matériau devant être fondu est thanks to which the material to be melted is

réparti sur la surface de la sole. Etant donné que la carbo- spread over the surface of the sole. Since the carbohydrate

nisation des impuretés ou le chauffage préalable a respecti- impurity or heating beforehand

vement lieu dans des chambres reléguées à l'écart du four de fusion, les trajets d'acheminement, souvent relativement longs, se répercutent défavorablement à cause du temps qu'ils nécessitent et des pertes de température qui se produisent In the case of rooms that are relegated far from the melting furnace, the transport routes, which are often relatively long, have an adverse effect because of the time they require and the temperature losses that occur.

alors.so.

L'invention a pour objet de proposer un dispositif The object of the invention is to propose a device

du type précité qui permette, tout en évitant les incon- of the aforementioned type which allows, while avoiding the incon-

vénients susmentionnés, une économie d'énergie lors de la fusion du métal en tirant mieux parti de la chaleur dégagée par les gaz s'échappant du four de fusion; l'invention vise en particulier aussi à améliorer le transfert thermique des the aforementioned advantages, a saving of energy during the melting of the metal by making better use of the heat generated by the gases escaping from the melting furnace; the invention is also aimed in particular at improving the heat transfer of

gaz chauds aux déchets métalliques. hot gases to metal scrap.

Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que le dispositif d'alimentation présente une chambre intégrée de chauffage préalable,dans laquelle se trouve le réservoir de chargement qui, en tant que réservoir collecteur, recueille les déchets métalliques déversés par According to the invention, this object is achieved by the fact that the feed device has an integrated preheating chamber, in which there is the loading tank which, as a collection tank, collects the metal waste spilled by

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l'intermédiaire d'un puits de descente; par le fait qu'on a prévu, dans ladite chambre de chauffage préalable, des buses qui soumettent directement les déchets métalliques, par l'intermédiaire d'un système mélangeur, à l'action de gaz chauds circulant à grande vitesse et provenant d'un conduit des gaz d'échappement du four de fusion; et par le fait que ledit réservoir de chargement peut être introduit via a downwell; in that there are provided, in said pre-heating chamber, nozzles which directly submit the metal waste, via a mixing system, to the action of hot gases flowing at high speed and coming from an exhaust duct of the melting furnace; and in that said loading tank can be introduced

dans la chambre de fusion du four de fusion installé direc- in the melting chamber of the melting furnace

tement en aval dudit dispositif-d'alimentation. downstream of said feeder.

Du fait que le réservoir de chargement est incorporé Because the loading tank is incorporated

dans la chambre de chauffage préalable du dispositif d'ali- in the pre-heating chamber of the feeding device

mentation, que ce réservoir est directement empli de haut en bas par des déchets métalliques provenant d'un puits de descente, et qu'il peut être introduit, après le chauffage préalable desdits déchets, dans le four installé directement en aval du dispositif d'alimentation, il est possible d'obtenir de notables gains de temps, ainsi que des pertes de température qui sont seulement modestes. Grâce au fait que les déchets métalliques sont directement soumis, dans This tank is directly filled from top to bottom with metal waste from a descent well, and it can be introduced, after the preheating of said waste, in the furnace installed directly downstream of the device. feeding, it is possible to obtain significant time savings, as well as temperature losses that are only modest. Thanks to the fact that metal waste is directly

le réservoir de chargement, à 'l'action de gaz chauds circu- the charging tank, with the action of hot circulating gases

lant à grande vitesse, ce préchauffage rapide permet at high speed, this rapid preheating allows

d'économiser de l'énergie et d'améliorer le transfert ther- save energy and improve heat transfer.

mique, ce qui raccourcit également la durée du chauffage préalable. La mobilité du réservoir de chargement est assurée par un chariot pourvu d'un mécanisme d'entraînement et relégué avantageusement à l'extérieur de la chambre de chauffage préalable isolée. On évite de la sorte un effet d'échauffement néfaste.! Il est particulièrement avantageux d'utiliser un dispositif vibrateur qui est monté sur le chariot et peut This also shortens the duration of preheating. The mobility of the loading tank is ensured by a carriage provided with a drive mechanism and advantageously relegated to the outside of the pre-insulated heating chamber. This avoids a harmful heating effect. It is particularly advantageous to use a vibrator device which is mounted on the carriage and can

consister en un excentrique. Le mouvement vibratoire réper- to be an eccentric The vibratory movement

cuté par l'intermédiaire du réservoir de chargement assure cut through the loading tank ensures

une bonne répartition des déchets métalliques sur ce réser- a good distribution of metal waste on this tank

voir, d'o il résulte une amélioration notable du transfert thermique des gaz incidents vers les déchets métalliques, parce que la surface du métal, soumise à l'action des gaz see, from which results a noticeable improvement of the thermal transfer of the incident gases towards the metal scrap, because the surface of the metal, subjected to the action of the gases

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chauds et absorbant de la chaleur, s'en trouve globalement hot and absorbing heat, is found globally

accrue. Etant donné que le mouvement vibratoire permet égale- increased. Since the vibratory movement also allows

ment d'obtenir une couche d'épaisseur régulière des déchets métalliques déversés dans le réservoir de chargement, ces déchets sont chauffés de part en part d'une manière plus rapide et plus complète. Le mouvement vibratoire, ainsi qu'un mouvement rétrograde concomitant du réservoir de chargement, améliorent également la répartition des rebuts métalliques sur la sole du four de fusion ou bien, respectivement, dans le bain en fusion qui s'y trouve. Le raccourcissement du temps nécessaire pour réaliser la fusion permet de réduire In order to obtain a layer of regular thickness of the metal waste dumped in the loading tank, this waste is heated through to a faster and more complete manner. The vibratory movement, together with a concomitant retrograde movement of the loading tank, also improves the distribution of metal scrap on the hearth of the melting furnace or, respectively, in the molten bath therein. Shortening the time required to complete the merger reduces

tant les pertes au feu que la consommation d'énergie. both fire losses and energy consumption.

Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, le conduit des gaz d'échappement du four de fusion, le conduit d'évacuation des gaz chauds de la chambre de chauffage préalable ainsi que, éventuellement, un conduit d'admission d'air frais débouchent dans un système mélangeur, dans lequel les gaz sont mêlés en vue d'obtenir une température déterminée des gaz chauds. Pour éviter que les déchets métalliques fondent déjà alors qu'ils se trouvent dans la chambre de chauffage préalable, il est nécessaire que la température des gaz chauds mélangés, qui sont refoulés dans la chambre de chauffage préalable par un ventilateur de brassage des gaz chauds situé en aval, soit amenée par In a particularly advantageous embodiment of the invention, the exhaust duct of the melting furnace, the hot gas evacuation duct of the preheating chamber and, optionally, an intake duct of Fresh air opens into a mixing system, in which the gases are mixed in order to obtain a predetermined temperature of the hot gases. To prevent the metal scraps from melting while they are in the preheating chamber, it is necessary that the temperature of the mixed hot gases, which are forced into the preheating chamber by a hot gas brewing fan located downstream, brought by

régulation en deçà du point de fusion des déchets métalli- regulation below the melting point of metal waste.

(lues, qui est d'environ 600 C-620 C pour l'aluminium et ses alliages. Pour éviter à coup sûr une température trop élevée des gaz chauds, il est prévu un conduit supplémentaire d'admission d'air frais, doté d'un volet de régulation et (read, which is about 600 C-620 C for aluminum and its alloys.) To avoid an excessive temperature of the hot gases, an additional duct for fresh air intake is provided. a regulatory component and

débouchant dans le sy m;èéae mnlanqeur. debouching in the same way.

L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une élévation schématique, avec coupe partielledu dispositif d'alimentation auquel le four de fusion est associé; et la figure 2 représente schématiquement le système The invention will now be described in more detail by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a diagrammatic elevation with partial section of the supply device to which the melting furnace is associated; and Figure 2 schematically shows the system

de circulation annulaire des gaz.ring circulation of gases.

Sur la figure 1, un dispositif d'alimentation 3 est installé sur le sol 1 du local, directement devant un four de fusion 2 du type four à cuve, destiné à faire fondre des rebuts ou déchets d'aluminium propres, par exemple des rebuts de laminage. Ledit dispositif possède une chambre 5j intégrée, de chauffage préalable, dans laquelle se trouve un réservoir de chargement 6 mobile sur des rouleaux 7. Par In FIG. 1, a feed device 3 is installed on the floor 1 of the room, directly in front of a furnace 2 of the furnace type, intended to melt clean waste or scrap of aluminum, for example rejects. rolling. Said device has an integrated preheating chamber 5j in which there is a mobile loading tank 6 on rollers 7.

l'intermédiaire d'un puits de descente 9, des déchets métal- through a downwell 9, metal waste

liques 8 sont déversés de haut en bas, à partir d'une auge non représentée à mécanisme élévateur, dans le réservoir de 8 are poured from top to bottom, from an unrepresented trough with lifting mechanism, into the tank of

chargement conçu comme un réservoir collecteur. Après le char- loading designed as a collecting tank. After the

gement de ce réservoir 6, durant environ de 2 à 3 minutes, ledit réservoir est secoué au moyen d'un dispositif vyibrateur 10, réalisé sous la forme d'un excentrique dans l'exemple de réalisation. Cet excentrique est alors monté sur un chariot ambulant 11l relégué à l'extérieur"de la chambre 5 de chauffage préalable isolée. Au cours de l'amorce de la fusion, des gaz d'échappement chauds ont été engendrés dans le four de fusion 2 qui est chauffé par du gaz ou des brûleurs à huile, est réalisé sous la forme d'un four Martin et est exploité d'une manière classique en continu, de façon qu-'il demeure toujours une quantité résiduelle du bain de métal dans la cavité de ce four. Les gaz précités sont évacués par aspiration par l'intermédiaire d'un ventilateur 26 de brassage des gaz chauds, en empruntant un conduit 20 des gaz d'échappement faisant partie d'un système de circulation annulaire illustré 6, for about 2 to 3 minutes, said tank is shaken by means of a vibrating device 10, made in the form of an eccentric in the embodiment. This eccentric is then mounted on a truck 11l relegated to the outside of the insulated preheating chamber 5. During the start of the melting, hot exhaust gases were generated in the melting furnace 2 which is heated by gas or oil burners, is in the form of a Martin oven and is operated in a conventional manner continuously, so that there always remains a residual amount of the metal bath in the The aforesaid gases are evacuated by suction via a hot gas blowing fan 26, through an exhaust gas duct 20 forming part of an illustrated annular circulation system.

schématiquement sur la figure 2.schematically in Figure 2.

Des buses 21 sous la forme de fentes, pratiquées dans un rétrécissement du conduit d'admission des gaz Nozzles 21 in the form of slits, made in a narrowing of the gas intake duct

chauds, dans la paroi de la chambre 5 de chauffage préala- in the wall of the preheating chamber 5

ble isolée, dirigent ces gaz chauds à grande vitesse direc- isolated, direct these hot gases at high speed

tement sur les déchets d'aluminium 8 devant être préchauffés, comme indiqué par des flèches. Ces buses 21 de sortie dans la chambre 5 de chauffage préalable peuvent être également 8 aluminum waste to be preheated, as indicated by arrows. These nozzles 21 in the preheating chamber 5 can also be

réalisées sous la forme de buses rondes ou ovales. made in the form of round or oval nozzles.

Les déchets métalliques sont répartis uniformément Metal waste is evenly distributed

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par le mouvement vibratoire provenant de l'excentrique 10 et il se produit, par conséquent, un transfert thermique amélioré entre lesdits déchets métalliques et les gaz chauds qui les balayent. Après une période d'environ 30 minutes, en fonction de nombreux paramètres tels que la grandeur de la charge, la température des gaz chauds, etc., les déchets by the vibratory movement from the eccentric 10 and there is, therefore, an improved heat transfer between said metal scrap and the hot gases that sweep them. After a period of about 30 minutes, depending on many parameters such as the size of the charge, the temperature of the hot gases, etc., the waste

métalliques sont chauffés préalablement jusqu'à une tempé- are heated beforehand to a temperature of

rature d'environ 400 C à 450 C.from about 400 C to 450 C.

Le chariot 11 est équipé d'un mécanisme d'entraîne- The carriage 11 is equipped with a driving mechanism

ment 14, relié par l'intermédiaire du dispositif vibrateur au réservoir de chargement 6. Après l'ouverture de portes 16 du dispositif d'alimentation et des portes 17 du four de fusion, le réservoir de chargement 6 est introduit dans ledit four 2 avec le chariot 11, de façon que sa région antérieure fasse saillie à l'intérieur de la chambre de fusion 15 du 14, connected via the vibrator device to the loading tank 6. After the doors 16 of the feed device and the doors 17 of the melting furnace are opened, the loading tank 6 is introduced into the furnace 2 with the carriage 11, so that its anterior region protrudes inside the melting chamber 15 of the

four 2, comme indiqué par des traits mixtes. Du fait du mou- oven 2, as indicated by mixed lines. Because of the

vement vibratoire du réservoir de"chargement 6, assorti concomitamment d'un mouvement de retrait de ce réservoir légèrement incliné, les déchets métalliques préchauffés 8 sont uniformément répartis sur la sole 28 ou dans le bain en fusion du four, respectivement. Les deux fentes d'ouverture, auxquelles donne naissance le déplacement du réservoir de vibration of the loading tank 6, concomitantly accompanied by a withdrawal movement of this slightly inclined tank, the preheated metal scrap 8 is uniformly distributed over the hearth 28 or in the melt of the furnace, respectively. opening, to which gives rise the displacement of the reservoir of

chargement 6 avec le chariot 11, sont obturées automatique- loading 6 with the carriage 11, are closed automatically-

ment par l'intermédiaire de deux garnitures respectives d'étanchement lors des mouvements d'avance et de retrait by means of two respective sealing gaskets during the movements of advance and withdrawal

dudit réservoir 6.of said tank 6.

Il est essentiel que les déchets métalliques 8 ne fondent pas avant d'être déversés dans la chambre de fusion 15. Par conséquent, la température des gaz chauds introduits dans la chambre 5 de chauffage préalable par le ventilateur de brassage 26 doit être ajustée avec précision. Pour tirer It is essential that the metal scrap 8 does not melt before being discharged into the melting chamber 15. Therefore, the temperature of the hot gases introduced into the pre-heating chamber 5 by the brewing fan 26 must be accurately adjusted. . To shoot

optimalement parti de la chaleur et de la régulation de celle- optimally away from the heat and regulation of that

ci, des gaz chauds sont également prélevés de la région supé- hot gases are also taken from the upper

rieure de la chambre 5 de chauffage préalable (comme indiqué par des flèches 13) puis, comme le montre la figure 2, ils sont dirigés, par l'intermédiaire d'un conduit 24 d'évacuation des gaz chauds, vers un système mélangeur 23 présent dans the preheating chamber 5 (as indicated by arrows 13) and then, as shown in FIG. 2, they are directed, via a conduit 24 for discharging hot gases, to a mixing system 23 present in

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le réseau de circulation annulaire. A l'aide de ces gaz, plus froids après qu'ils ont cédé leur chaleur aux déchets métalliques,-une température des gaz chauds d'environ 600 C à 620 C est ajustée dans le système mélangeur 23. Si besoin est, de l'air frais peut encore être délivré par un conduit d'admission 30, la quantité de cet air étant régulée par the ring circulation network. With the aid of these gases, which are cooler after they have given up their heat to the metal scrap, a temperature of the hot gases of approximately 600 ° C. to 620 ° C. is adjusted in the mixing system 23. fresh air can still be delivered via an intake duct 30, the quantity of this air being regulated by

l'intermédiaire d'un volet 27. Le mélange des gaz d'échappe- through a component 27. The mixture of exhaust gases

ment du four de fusion 2 avec les gaz chauds prélevés de la chambre 5 de chauffage préalable a lieu, dans ce système de mise en circulation, en fonction de la température des gaz chauds telle que mesurée du côté entrée de la chambre 2 of the melting furnace 2 with the hot gases taken from the pre-heating chamber 5 takes place, in this circulation system, as a function of the temperature of the hot gases as measured on the inlet side of the chamber

de chauffage préalable. Les gaz chauds excédentaires prove- preheating. The excess hot gases

nant de cette chambre sont évacués par l'intermédiaire d'une cheminée 29 équipée d'un dispositif 31 régulateur de pression of this chamber are evacuated via a chimney 29 equipped with a device 31 pressure regulator

doté d'un registre réglable 32.with an adjustable register 32.

Le chauffage préalable rapide conformément à l'invention permet d'obtenir nonwseulement une économie d'énergie par une récupération plus rentable des gaz d'échappement d'un four de fusion, mais, en outre, on obtient une amélioration décisive de l'objet proprement dit de ce chauffage préalable, consistant en effet à provoquer la fusion en un temps court de quantités de métal les plus The rapid preheating according to the invention makes it possible not only to obtain energy savings by a more profitable recovery of the exhaust gases of a melting furnace, but, moreover, a decisive improvement of the object is obtained. proper of this pre-heating, consisting in effect of causing the melting in a short time of the most

grandes possible..big possible ..

Le dispositif d'alimentation conformément à l'inven- The feeding device according to the invention

tion n'est pas limité à la fusion de déchets métalliques de l'aluminium et de ses alliages. Un tel dispositif autorise également, par exemple, le traitement de déchets d'alliages tion is not limited to the fusion of scrap metal from aluminum and its alloys. Such a device also allows, for example, the treatment of waste alloys

de cuivre ou de zinc.of copper or zinc.

I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans It goes without saying that many modifications can be made to the device described and shown without

sortir du cadre de l'invention.depart from the scope of the invention.

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Claims

1. Feeding device equipping a furnace des-

for the fusion of non-ferrous scrap, in parti-

aluminum scavenger, using a loading tank, characterized in that this device (3) has an integrated heating chamber (5)

beforehand, in which is the charging tank-

(6) receiving, as a collecting tank, the metal scrap (8) discharged via a descent well (9); in that the nozzles (21) are provided in the pre-heating chamber (5), these nozzles directly submitting the metal scrap (8) to the action of hot gases flowing at high speed and coming from a duct (20). ) exhaust gases from the oven

melting (2); and by the fact that the charging tank-

(6) can be introduced into the melting chamber (15) of the melting furnace (2) installed directly downstream of the

feeding device (3).

2. Device according to claim 1, characterized in that the loading tank (6) can be moved by means of a carriage (11) with a mechanism

drive (14).

3. Device according to claim 2, characterized in that the carriage (11) is relegated to the outside

of the pre-heating chamber (5).

4. Device according to claim 3, characterized

in that on the carriage (11) there is a provision

vibrator (10) connected to the loading tank (6).

5. Device according to claim 49 characterized in that the vibrator device (10) is realized

in the form of an eccentric.

6. Device according to any one of the

1 to 5, characterized in that the conduit (20) of the exhaust gases of the melting furnace (2), a conduit (24) for discharging hot gases from the preheating chamber (5) and optionally, a fresh air intake duct (30) opens into a system

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mixer (23) downstream of which is installed a fan

(26) stirring hot gases.

7. Device according to claim 6, characterized in that the mixing system has a temperature control device, which actuates a flap

adjustable (27) in the conduit (30).