NO157542B - Fremgangsmaate og smelteovn for gjenvinning av metall fra metallineholdende skrapmateriale. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte og en smelteovn for gjenvinning av metall fra metallinneholdende skrapmateriale som er forurenset av brennbare stoffer, som nærmere angitt i ingressen til de etterfølgende henholdsvis krav 1 og 6.

Ved fordeling av metaller blir en brenselfyrt ovn tilført det faste metall som skal smeltes. Det er av økonomiske grunner ønskelig å mate ovnen med skrapmetall for gjenvinning av metallet i skrapmaterialene. Bruk av metallskrap har imidlertid visse ulemper idet skrapet er forurenset av brennbare stoffer, særlig hydrokarboner, såsom olje, maling, fett og liknende, og forurensningsmaterialer vil fordampes når metallet oppvarmes og vil strømme bort fra metallet som en uønsket forurensning i atmosfæren.

Det er viktig at et eventuelt system som er beregnet til å håndtere de avgitte damper, i størst mulig grad er istand til å hindre at metallet oksyderer, idet en slik oksydering minsker gjenvinningsgraden. Metalltap ved oksydering bidrar i betydelig grad til kostnadene ved omdanning av det faste metall til smeltemetall. Ved fremgangsmåten ifølge US patent nr. 3 933 343 anvendes en smelteovn av brønntypen, som er delt i to kommuniserende brønner: en mottakerbrønn for skrapmateriale og en hoved-varmholdbrønn for smeltemetallet. Et fordampnings-kammer over skrapmottakerbrønnen samler opp brennbare damper av skrapet samt forvarmet luft for antenning ved en brenner i forbrenningskammeret over hovedbrønnen. Store mengder luft tilføres smelteovnen gjennom en åpning(er) ved toppen av fordampningskammeret. Det er nødvendig med spesielle kontroll-organer i smelteovnen ifølge US patent 3 933 343 for kompensering av de overskytende luftmengder som ovnen ellers ville inneholde, samt for å opprettholde det korrekte brensel/luft-forhold for fullstendig forbrenning av skrap-dampene og brennergassene.

US patent nr. 4 055 334 viser en flammeovn med en utvendig kanal for resirkulering av varme avgasser fra smeltemetallet i ovnskammeret tilbake til en hovedbrenner-åpning. Videre presser en forbrenningsvifte luft gjennom en utløpsdyse aksielt inn i en venturikanal som er utformet i den ytre kanal for å trekke innmatete forurensninger fra ovnskammeret som ledes til en sekundær brennerport for tilføring av ytterligere brensel for forbrenning.

Det ville vært meget fordelaktig om man kunne finne en forbedret fremgangsmåte for smelting av skrapmetall, som anvender en smelteovn av enkel og effektiv konstruksjon og uten behov for kompliserte anordninger for forbrenningskontroll, og som ikke anvender luftoverskudd for forbrenning, hvorved oksydering av skrapmetallet bringes til et minimum.

Oppfinnelsen tar sikte på å unngå disse ulemper, og samtidig tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte og smelteovn av den innledningsvis angitte art, som frembringer metaller av stor renhetsgrad samtidig som oksydering av metallet reduseres vesentlig.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen i første rekke ved de nye og særegne trekk som er angitt i karakteristikken til henholdsvis krav 1 og 6.

Fordelaktige utføringsformer av oppfinnelsen fremgår av de etterfølgende uselvstendige krav knyttet til henholdsvis krav 1 og 6.

Blant de fordeler som oppnås ved oppfinnelsen er den omstendighet at varmeinnholdet i avgassene fra metallene som oppvarmes utnyttes i smelteoperasjonen med derav følgende besparelser i den nødvendige varmeenergi for smelting av en forutbestemt mengde skarpmetall. Videre er oppfinnelsen særlig egnet til å eliminere forurensende utslipp til atmosfære fra metaller som plasseres i ovnen for å smeltes, ettersom avgassene forbrennes fullstendig før de avgis fra ovnen.

Smelteovnen ifølge oppfinnelsen muliggjør en hittil uoppnådd grad av kontroll av gassutviklingen i sidebrønnen. Sidebrønnen er helt lukket, og under drift er det bare nødvendig med en begrenset og kontrollert adgang til dens indre rom gjennom sidevegg-dørene for chargering og omrøring. Unntatt ved chargering og omrøring holdes dørene lukket og man kan følgelig holde nøye kontroll med den mengde luft som slippes inn i sidebrønnen. På denne måte kan damputviklingen i sidebrønnen kontrolleres og forbrenning i sidebrønnen kan holdes på et minimum.

Andre trekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av følgende beskrivelse av en foretrukket utføringsform av oppfinnelsen i sammenheng med den tilhørende tegning hvor: Figur 1 er et perspektivriss som viser en flamme-smelteovn ifølge foreliggende oppfinnelse,

figur 2 er et oppriss av flammeovnen sett langs linjen 2-2 på figur 3,

figur 3 er et grunnsnitt langs linjen 3-3 på figur 2,

figur 4 er et vertikalt tverrsnitt langs linjen 4-4 på figur 6,

figur 5 er et vertikalt tverrsnitt langs linjen 5-5 på figur 6, og

figur 6 er et vertikalt lengdesnitt langs linjen 6-6 på figur 2.

Under henvisning til tegningen viser fig. 1 et perspektivriss av en flammeovn 10 ifølge foreliggende oppfinnelse med frontparti 11 og bakparti 12 og sidepartier 13 og 14. Ovnen er utstyrt med en utvendig metall-mantel 15 og en foring 16 av ildfast materiale (figur 3). Varmeisolerende materiale (ikke vist) av hensiktsmessig type kan med fordel være anordnet mellom mantelen og foringen. Konvensjonelle gassbrennere (ikke vist på tegningen) er montert ved brenneråpninger 17, 18 og 19 i bakpartiet 12 (figur 2). Ovnen 10 er delt i to kammere, et hoved-ovnskammer eller en varmholdbrønn 20 og en lukket sidebrønn 21, slik det klart fremgår av fig. 3 og 6. Man får adgang til hovedkammeret 20 for ovnsrensing og omrøring gjennom en åpning i ovnens sideparti 13, ved å heve hovedkammerdør 22 ved hjelp av det elektrisk drevne skivearrangement vist i fig. 1. Ovnens sideparti 13 er også utstyrt med en åpning til sideveggen 21 og er forsynt med en dør 23 som når den åpnes gir adgang gjennom åpningen til sidebrønnens innvendige rom for omrøring og rensing. En annen dør 24 (vist delvis åpen i fig. 1) er slik beliggende at den stenger en åpning i ovnens frontparti 11 og når den åpnes gir adgang til sidebrønnen for innmating, rensing etc. I likhet med døren 22 heves og senkes ovnsdørene 23 og 24 ved hjelp av elektrisk drevne skivearrange-menter. Hver av dørene 22 til 24 hviler i sin nedre stilling på en støpejernterskel. Alle dørkantene er hensiktsmessig omsluttet av støpejern og dørene har fortrinnsvis en innvendig ildfast foring.

I figur 3 - 6 er nærmere vist ovnens konstruksjon og anordningen av den ildfaste foring rundt brønnseksjonene og smelteovnens sirkuleringskanal. Ovnen 10 har ildfast bunnvegg eller gulv 25. Hovedkammeret eller varmholdbrønnen 20, som strekker seg over en vesentlig del av ovnsgulvet, har en ildfast endevegg 26 som strekker seg oppad fra en endekant av gulvet 25, en ildfast sidevegg 27 som strekker seg oppad fra gulvets 25 ene sidekant, og en innvendig ildfast vegg 28 motsatt endeveggen 26 og med en avstand fra denne lik hovedkammer-ets 20 lengde. Den vertikale sidevegg 27 strekker seg i lengderetningen langs gulvets 25 respektive sidekant og møter veggen 26 ved den ene ende og veggen 28 ved den andre ende. Veggene 26 til 28 har samme høyde og avsluttes i god avstand over smeltemetallets nivå i ovnen, hvilket nivå er angitt ved den brutte linje M, slik det klart fremgår av fig. 4 og 6.

Fra den gjenværende sidekant langs gulvet 25 i hovedkammeret 20 strekker seg oppad en sidevegg 29 (fig. 4). Fra dens øvre kant skråner sideveggen 29 nedad og innad med spisse vinkler a og b, slik det fremgår av fig. 4. Vinklene a og b kan for eksempel være henholdsvis 3° og 30°. Den ildfaste skråvegg 29 understøttes ved hjelp av en passende støttekonstruksjon 30. Sideveggens 29 toppkant har en høyde som er en brøkdel av høyden til de andre hovedkammer-omgivende vegger 26 til 28, og møter ved sin side den innvendige overflate på ovnsdørens 22 nedre ende når døren er i lukket stilling. (Foringen 31 i døren 22 er fortrinnsvis laget av et ildfast materiale). Skråsideveggen 29 strekker seg i lengderetningen langs gulvets 25 respektive sidekant og møter veggen 26 ved en ende og veggen

28 ved den andre ende.

Hovedkammerets 20 innbygning avsluttes av en øvre, stort sett rektangulær, ildfast vegg eller et tak 32 som ved tre sider er festet over veggenes 26 til 28 toppkanter. Den siste sidekanten til hovedkammerets øvre vegg 32 møter den indre overflate på den øvre ende av døren 28 når døren er stengt. Den stengte dør 22 blir tett tillukket ved sidene når de innvendige overflater på dens motsatte sideender kommer til anlegg mot de respektive sidekanter på veggene 26 og 28, og som angitt ovenfor blir den tett tillukket ved sin topp og bunn ved anlegg mot henholdsvis den øvre vegg 32 og sideveggen 29. I dens stengte stilling avstenger døren 22 en i ovnens sidevegg 13 utformet, stort sett rektangulær åpning som strekker seg vertikalt fra sideveggens 29 toppkant til den overliggende sidekant av den øvre vegg 32, og horisontalt fra endeveggen 26 til innerveggen 28. Veggen 28 har ved bunnen en hvelvet åpning 33 (fig. 4) som danner forbindelse mellom hovedkammeret 20 og sidebrønnen 21. Alternativt kan et antall kommuniserende åpninger være anordnet ved bunnen av veggen 28 istedenfor en enkelt åpning 33.

Sidebrønnen 21 avgrenses av den ildfaste vegg 28, to motstående ildfaste sidevegger 34 og 35 (fig. 5), og den ildfaste endevegg 36. Sideveggen 34 strekker seg vertikalt nedad fra dens toppkant og i en høyde noe over overflaten av smeiten i sidebrønnen 21 skråner den innad og nedad for å avsluttes ved gulvets 25 respektive sidekant. Sideveggens 34 nedre skråparti 37 skråner fra horisontal-planet med en spiss vinkel c som for eksempel kan utgjøre 45°. Understøttelse for det ildfaste skråveggparti 37 utgjøres av en passende støtte-konstruksjon 38. Sidebrønnens sidevegg 34 strekker seg i lengderetningen langs gulvets 25 respektive sidekant og møter veggen 28 ved en ende og ovnsendeveggen 36 ved den andre ende.

Endeveggen 36 strekker seg vertikalt nedad fra dens toppkant og i en høyde noe over overflaten til smeiten i sideveggen 21 strekker den seg innad og nedad med en kort seksjon 39 som går over i en nedre vertikal seksjon 40 (fig. 6). Adgang til sidebrønn-kammeret for chargering av metallskrap i kammeret får man gjennom en åpning 41 i endeveggen 36.

Åpning og stengning av åpningen 41 kontrolleres ved å heve eller senke sidebrønn-chargeringsdøren 24 som er montert nær endeveggen 36. Den innvendige foring 42 i chargeringsdøren 24 er fortrinnsvis fremstilt av et ildfast materiale. Døren 24 er i stengt stilling avtettet ved at de innvendige overflater på dens øvre ende og motsatte sideender ligger an mot de respektive utvendige overflater på veggen 36 og ved at dørens nedre kant ligger an mot øvre kant på endeveggseksjonen 39. Endeveggen 36

strekker seg sideveis langs gulvets 25 front-endekant og møter sideveggen 34 ved den ene ende og sideveggen 35 ved den andre ende. Sideveggen 34 og endeveggen 36 har samme høyde og ender i god avstand over smeltemetallets nivå i sidebrønnen, slik det fremgår klart av fig. 5 og 6. Veggene 34 og 36 er også noe høyere enn ovnsveggene 26 til 28. En forholdsvis kort, ildfast veggseksjon 43 (fig. 6) strekker seg oppad fra endekanten til den øvre vegg 32 som ligger over den indre vegg 28.

En ildfast sidevegg 35 (fig. 5) strekker seg oppad fra den gjenværende sidekant av gulv 25 i sidebrønnen 21. Fra sin øvre kant skråner sideveggen 35 nedad og innad med spisse vinkler a og b-, som vist i fig. 5. For eksempel kan de spisse vinkler a og b være henholdsvis 3° og 30°. Understøttelse av den ildfaste skråvegg 35 utgjøres av en passende støttekonstruksjon 44. Sideveggens 35 toppkant har en høyde som er en brøkdel av høyden til de andre sidebrønnomsluttende vegger 28, 34 og 36,

og møter ved sin side den innvendige overflate av nedre ende av ovnsdøren 23 når døren er i stengt stilling. Ovnsdøren 23 har en innvendig foring 45 som fortrinnsvis er laget av et ildfast materiale. Skrå-sideveggen 35 strekker seg i lengderetningen langs gulvets 25 respektive sidekant og møter veggen 36 ved den ene ende og veggen 28 ved den andre ende.

Sideveggens 21 ombygning avsluttes av en øvre, stort sett rektangulær ildfast vegg eller tak 46 som ved tre sider er festet over veggenes 43, 34 og 36 toppkanter. Den gjenværende sidekant 47 av sideveggens øvre vegg 46 møter den innvendige overflate på dørens 23 øvre ende når døren er stengt. Den stengte dør 23 avtettes sideveis ved at de innvendige overflater på dens motsatte sideender ligger an mot den respektive sidekant på endeveggen 36 ved den ene side og de respektive sidekanter på endeveggene 28 og 43 ved den andre side, og som ovenfor angitt blir den avtettet ved sin topp- og bunnkant ved anlegg mot henholdsvis den øvre vegg 46 og sideveggen 35. I den stengte stilling avstenger døren 23 en i ovnens sidevegg 13 utformet åpning som strekker seg vertikalt fra sideveggens 35 toppkant til den overliggende sidekant 47 av den øvre vegg 46, og horisontalt fra endeveggen 36 til veggene 28 og 43.

Mottaker-sidebrønnen 21 i hvis kammer metallet som skal smeltes leveres, kommuniserer med hovedkammeret 20 gjennom hvelvåpningen 33 i veggen 28. Hele det nedre parti av ovnen 10 er gulvet 25, som er innrettet til å inneholde smeltemetall, danner et enhetlig smeltekammer som innbefatter hovedbrønnen 20 og sidebrønnen 21. Veggen 28 avtetter fullstendig hovedkammeret fra sidebrønnen bortsett fra dens bunnåpning 33 under smeltemetall-nivået. Denne adskillelse av hovedkammeret fra sidebrøn-nen hindrer at varme gasser strømmer over fra hovedkammeret til sidebrønnen og forårsaker antennelse i sidebrønnen.

Smelteovnen ifølge oppfinnelsen innbefatter en hul sirkuleringskanal 48 (fig. 6) for avgassene fra skrapmetallet som leveres i sideveggen. Kanalen 48 strekker seg fra sidebrøn-nen 21 til ovnens bakvegg 12 og danner således en sirkulasjons-bane for avgassene fra ovnens sidebrønn til dens hovedkammer. Kanalen 48 er innelukket i en omsluttende konstruksjon 49 som innbefatter en utløps-brennerkasse 50, en mellom-seksjon 51 og et endekammer 52. Brennerkassen 50 er en kasseliknende konstruksjon montert på sidebrønntaket 46. Seksjonen 51 strekker seg horisontalt fra området med en åpning 53 i en sidevegg 54 av brennerkassen og fører til og munner ut i et kasseliknende kammer 52 hvis nedre konvergerende parti 55 går over i en åpning gjennom ovnens bakvegg direkte over brenneråpningene 17, 18. Sirkulasjonskanalens kappe 49 er utstyrt med en ytre metallmantel 56 og en foring 57 av ildfast materiale. Varmeisolasjonsmateriale (ikke vist) av hensiktsmessig type kan med fordel anordnes mellom mantelen og foringen.

Kanalen 48 innbefatter en utløpsåpning 58 som kommuniserer med sidebrønnen 21 over smeltebadnivået. Om ønskelig kan ovnen 10 være utstyrt med mer enn en sirkulasjonskanal. Utløpet 58 gjennom sidebrønnens øvre vegg 46 er beliggende nær hjørnet som dannes av sidebrønn-veggseksjonen 43 og chargeringsdøren 23, slik det fremegår av fig. 5 og 6. Kanalen 48 strekker seg oppad fra sidebrønnen 21 og bøyer så av 90° mot venstre, som vist i fig. 6. Ved det punkt der sirkuleringskanalen 48 bøyer av i rett vinkel over sidebrønnen 21, innskrenkes kanalens diameter for å danne en venturi-seksjon 59. Utløps-brennerkassen 50 omslutter både den oppadrettete seksjon av kanalen 48 og dens konvergerende sideforlengelse 60 som fører gjennom kasseåpningen 53 til venturi-seksjonen 59. En brenneråpning 61 er anordnet rett overfor brennerkasseåpningen 53 i brennerkassens sidevegg 62. En vanlig gassbrenner (ikke vist på tegningen) er montert i brenneråpningen 61 slik at dens flammer rettes mot venturi-seksjonens 59 aksielle lengde. Brenneren virker til å suge avgassene fra sidebrønnen samt til å forårsake hurtig gassbevegelse gjennom sirkuleringskanalen 48.

Selv om det foretrekkes å anvende utløps-brennerkassen 50 til å drive avgassene i sirkuleringskanalen mot hovedbrenner-åpningen(e), kan andre midler anvendes til dette formål. For eksempel kan en utløpsdyse (ikke vist) være gjennomgående montert i sideveggen 62 og lede ned langs venturi-seksjonens aksielle lengde slik som vist i førnevnte US patent nr. 4 055 334. I dette arrangement, som er mindre effektivt enn brennerkassen 50, drives luft gjennom utløpsdysen ved hjelp av en forbrenningsvifte (ikke vist) og strømmer nedad gjennom venturi-partiet.

Sirkuleringskanalen 48 strekker seg i den omgivende

seksjon 51 fra utløpsbrennerkassen 50 til kammeret 52, idet den passerer over hovedkammertaket 32. Kanalens 48 tverrsnittsareal øker gradvis fra venturi-seksjonen 59 til kammeret 52. Sirkuleringskanalen kan observeres gjennom en inspeksjonsluke 63 (fig. 4) i en av brennerkassens sidevegger og en annen inspeksjonsluke 64 (fig. 6) i en av kammerets 52 sidevegger. Fjernbare lokk 65 og 66 er anordnet ved toppen av henholdsvis utløpsbrennerkassen 50 og kammeret 52, for å gi adgang til de to sistnevnte kammere.

Etter å ha passert gjennom mellomseksjonen 51 bøyer sirkuleringskanalen 48 vinkelrett nedover i kammeret 52, og deretter skrått innad i det konvergerende kammerparti 55 mot hovedkammerets bakre vegg 26. Kanalen ender i et kort parti 67 beliggende utenfor veggen 26 og innenfor brenneråpningene 17 og 18. Avgassenes strømningsbane i kanalen 48 er vist ved piler i fig. 6. Det korte parti 67 kommuniserer med ovnens hovedkammer

20 gjennom sekundære brenneråpninger 68 og 69 som er anordnet side ved side gjennom bakveggen 26. Hver av åpningene 68 og 69 har sirkulært tverrsnitt som fra veggens 26 utside til dens

Mottaker-sidebrønnen 21 i hvis kammer metallet som skal smeltes leveres, kommuniserer med hovedkammeret 20 gjennom hvelvåpningen 33 i veggen 28. Hele det nedre parti av ovnen 10 er gulvet 25, som er innrettet til å inneholde smeltemetall, danner et enhetlig smeltekammer som innbefatter hovedbrønnen 20 og sidebrønnen 21. Veggen 28 avtetter fullstendig hovedkammeret fra sidebrønnen bortsett fra dens bunnåpning 33 under smeltemetall-nivået. Denne adskillelse av hovedkammeret fra sidebrøn-nen hindrer at varme gasser strømmer over fra hovedkammeret til sidebrønnen og forårsaker antennelse i sidebrønnen.

Smelteovnen ifølge oppfinnelsen innbefatter en hul sirkuleringskanal 48 (fig. 6) for avgassene fra skrapmetallet som leveres i sideveggen. Kanalen 48 strekker seg fra sidebrøn-nen 21 til ovnens bakvegg 12 og danner således en sirkulasjons-bane for avgassene fra ovnens sidebrønn til dens hovedkammer. Kanalen 48 er innelukket i en omsluttende konstruksjon 49 som innbefatter en utløps-brennerkasse 50, en mellom-seksjon 51 og et endekammer 52. Brennerkassen 50 er en kasseliknende konstruksjon montert på sidebrønntaket 46. Seksjonen 51 strekker seg horisontalt fra området med en åpning 53 i en sidevegg 54 av brennerkassen og fører til og munner ut i et kasseliknende kammer 52 hvis nedre konvergerende parti 55 går over i en åpning gjennom ovnens bakvegg direkte over brenneråpningene 17, 18. Sirkulasjonskanalens kappe 49 er utstyrt med en ytre metallmantel 56 og en foring 57 av ildfast materiale. Varmeisolasjonsmateriale (ikke vist) av hensiktsmessig type kan med fordel anordnes mellom mantelen og foringen.

Kanalen 48 innbefatter en utløpsåpning 58 som kommuniserer med sidebrønnen 21 over smeltebadnivået. Om ønskelig kan ovnen 10 være utstyrt med mer enn «n sirkulasjonskanal. Utløpet 58 gjennom sidebrønnens øvre vegg 46 er beliggende nær hjørnet som dannes av sidebrønn-veggseksjonen 43 og chargeringsdøren 23, slik det fremegår av fig. 5 og 6. Kanalen 48 strekker seg oppad fra sidebrønnen 21 og bøyer så av 90° mot venstre, som vist i fig. 6. Ved det punkt der sirkuleringskanalen 48 bøyer av i rett vinkel over sidebrønnen 21, innskrenkes kanalens diameter for å danne en venturi-seksjon 59. Utløps-brennerkassen 50 omslutter både den oppadrettete seksjon av kanalen 48 og dens konvergerende sideforlengelse 60 som fører gjennom kasseåpningen 53 til venturi-seksjonen 59. En brenneråpning 61 er anordnet rett overfor brennerkasseåpningen 53 i brennerkassens sidevegg 62. En vanlig gassbrenner (ikke vist på tegningen) er montert i brenneråpningen 61 slik at dens flammer rettes mot venturi-seksjonens 59 aksielle lengde. Brenneren virker til å suge avgassene fra sidebrønnen samt til å forårsake hurtig gassbevegelse gjennom sirkuleringskanalen 48.

Selv om det foretrekkes å anvende utløps-brennerkassen 50 til å drive avgassene i sirkuleringskanalen mot hovedbrenner-åpningen(e), kan andre midler anvendes til dette formål. For ekssmpel kan en utløpsdyse (ikke vist) være gjennomgående montert i sideveggen 62 og lede ned langs venturi-seksjonens aksielle lengde slik som vist i førnevnte US patent nr. 4 055 334. I dette arrangement, som er mindre effektivt enn brennerkassen 50, drives luft gjennom utløpsdysen ved hjelp av en forbrenningsvifte (ikke vist) og strømmer nedad gjennom venturi-partiet.

Sirkuleringskanalen 48 strekker seg i den omgivende

seksjon 51 fra utløpsbrennerkassen 50 til kammeret 52, idet den passerer over hovedkammertaket 32. Kanalens 48 tverrsnittsareal øker gradvis fra venturi-seksjonen 59 til kammeret 52. Sirkuleringskanalen kan observeres gjennom en inspeksjonsluke

63 (fig. 4) i en av brennerkassens sidevegger og en annen inspeksjonsluke 64 (fig. 6) i en av kammerets 52 sidevegger. Fjernbare lokk 65 og 66 er anordnet ved toppen av henholdsvis utløpsbrennerkassen 50 og kammeret 52, for å gi adgang til de to sistnevnte kammere. Etter å ha passert gjennom mellomseksjonen 51 bøyer sirkuleringskanalen 48 vinkelrett nedover i kammeret 52, og deretter skrått innad i det konvergerende kammerparti 55 mot hovedkammerets bakre vegg 26. Kanalen ender i et kort parti 67 beliggende utenfor veggen 26 og innenfor brenneråpningene 17 og 18. Avgassenes strømningsbane i kanalen 48 er vist ved piler i fig. 6. Det korte parti 67 kommuniserer med ovnens hovedkammer 20 gjennom sekundære brenneråpninger 68 og 69 som er anordnet side ved side gjennom bakveggen 26. Hver av åpningene 68 og 69 har sirkulært tverrsnitt som fra veggens 26 utside til dens innside først gradvis avtar et kort stykke og deretter gradvis øker over resten av avstanden til kammeret, som vist i fig. 3

og 6. Det korte parti 67 kommuniserer også med hoved-brenneråpningene 17 og 18 som er beliggende utenfor det korte parti og like under det konvergerende kammerparti 55. Ved det punkt der avgassene strømmer nedad og innad fra kammeret 52 inn i det korte parti 67, skilles de i to strømmer ved hjelp av en brokonstruksjon 70 som strekker seg fra den tilstøtende nedre ende av kammerseksjonens 55 yttervegg til hovedkammerets bakvegg 26 og deler den øvre del av det korte parti 67 i to deler. Hver av hovedbrenneråpningene er anordnet rett overfor dens respektive sekundære brenneråpning på motsatt side av det korte parti 67, slik at flammene fra hovedbrennerne strekker seg tvers over det korte parti 67 til de sekundære brenneråpninger. Under strømningen gjennom det korte parti 67 forenes brenselet med de varme avgasser fra sirkuleringskanalen 48 og drives deretter ut gjennom de sekundære brenneråpnihger 68 og 69 inn i hoved-ovnskammeret. Det vil være klart at en enkelt hovedbrenner eller et antall hovedbrennere større enn to,

sammen med de tilsvarende brenneråpninger, om ønskelig kan anvendes. Avgassene forlater hoved-ovnskammeret 20 gjennom en vanlig skorstein 71.

En hjelpebrenner 19 av konvensjonell konstruksjon er montert i en åpning i hovedkammerets bakvegg 26 slik at dens flammer rettes over smeltemetallet i ovnen. Brenneren 19 forsynes med naturgass eller annet brensel på vanlig måte. Den er innstilt til å brenne automatisk som reaksjon på et signal som avgis av en føler som er anordnet for styring av temperaturen i hovedkammeret 20. Dersom temperaturen i hovedkammeret faller under et forutvalgt nivå tilstrekkelig til å smelte metaller, vil brenneren 19 brenne inntil den riktige temperatur igjen er nådd.

Behandlingen av det forurensete skrap påbegynnes ved at en forutbestemt mengde metall i smeltet eller fast tilstand anbringes i ovnen og materialet oppvarmes til dets smeltetempe-ratur ved drift av brennerne 17 og 18 på vanlig måte med en naturgass eller liknende brensel. Der dannes således i ovnens hovedkammer 20 og sidebrønnen 21 et smeltebad som strømmer mellom de to kammere via åpningen 33. Deretter mates forurenset skrapmateriale innledningsvis inn i sidebrønnen 21. Samtidig heves temperaturen i hovedkammeret 20 til et forutvalgt nivå tilstrekkelig til å smelte metallbestanddelene i skrapet, samt til å antenne eventuelle brennbare eller hydrokarboninneholdende bestanddeler.

Før skrapet smeltes må det imidlertid først hvile i sidebrønnen 21 hvis temperatur er generelt lavere enn temperaturen i hovedkammeret 20, idet temperaturutjevning avstedkommes ved konveksjon fra det oppvarmete materialet i kammeret 20 gjennom åpningen 33. Selv om temperaturen er for lav til at brennbare stoffer antennes, er den tilstrekkelig høy til å fordampe de brennbare stoffer eller hydrokarbonstoffene i skrapet. Brenneren i sirkuleringskanalen 48 frembringer en sugevirkning som fører til at avgassene drives mot hovedbrenneråpningene.

Smeltingen av metalldelene i sidebrønnen 21 kan forseres ved leilighetsvis omblanding av massen i brønnen. Etterhvert som smeltingen skrider frem smelter det i sidebrønnen 21 innledningsvis anbrakte skrap og strømmer til slutt inn i hovedkammeret 20 gjennom åpningen 33. I mellomtiden drives de fra skrapet avgitte damper inn i sirkuleringskanalen 48 på

grunn av undertrykket som oppstår som følge av sirkuleringskanal-brenneren. Denne brenneren driver så dampene gjennom sirkuleringskanalen til hovedbrenneråpningene der de blandes med det brennende brensel fra brennerne og antennes.

Under smelteprosessen blir sidebrønnens motordrevne dører nøyaktig regulert for begrensning av den luftmengde som kan trenge inn. Når for eksempel meget forurenset skrap bearbeides må disse dørers åpning holdes på et minimum. Når dens dører er stengt utgjør sidebrønnen ifølge oppfinnelsen et meget tett rom som sikrer at minst mulig mengde luft kan trenge inn i sidebrøn-nen og underholde forbrenning.

Typen av skrapmetall som smeltes vil naturligvis påvirke den mengde som til enhver tid skal innmates, samt innmatingshas-tigheten. Det må påsees at! ikke så meget skrap innmates i sidebrønnen at der utvikles for store mengder damper og røk i sidebrønnen slik at ovnen overbelastes. For chargering av ovnen åpnes sidebrønndøren 24. Skrapet tippes inn, tippeanord-ningen trekkes tilbake og døren stenges. Deretter åpnes sidebrønndøren 23 for inspeksjon. Dersom røkutviklingen i sidebrønnen er passe stenges døren og prosessen tillates å fortsette. Dersom det er meget liten røkutvikling anvendes et omrøringsverktøy for kortvarig omrøring av innholdet i sidebrøn-nen hvoretter verktøyet fjernes og døren 23 stenges.

Døren 22 gir god adgang til ovnens hovedkammer for chargering av store aluminiumstykker, for eksempel barrer og blokker, samt for omrøring i hovedkammeret for å avstedkomme god varmeoverføring mellom hovedkammeret og sidebrønnen. Varmeoverføringen gjennom smeltemetallet, som avstedkommes ved denne omrøring og omrøringen i sidebrønnen, bidrar til oppnåelsen av ovnens meget effektive smeltehastighet.

En tappeanordning 72 er anordnet i ovnens bakvegg 26 for uttapping av smeltemetall til et varmholdkammer når smeltingen og blandingen er fullstendig. Bakveggen 26 er også utstyrt med en dreneringsanordning 73 for bruk når alt smeltemetallet skal fjernes fra ovnen, for eksempel når ovnen skal renses.

Ovnen ifølge oppfinnelsen har flere fordelaktige trekk. I likhet med resirkuleringsovnen ifølge US patent nr. 4 055 334 utnytter den varmeinnholdet i avgassene fra skrapmetallet i smelteoperasjonen ved å forene avgassene med brenselet fra hovedbrenneråpningen(e). Videre trekkes forurensningene i chargeringsmaterialene fra ovnens sidebrønn gjennom sirkuleringskanalen 48 og de sekundære brenneråpninger 68 og 69 og forbrukes som ovnsbrensel, slik at man unngår behovet for en dyr etter-brenner og ytterligere brensel for forbrenning. Til forskjell fra resirkuleringssystemet ifølge US patent nr. 4 055 334

oppnås imidlertid ved foreliggende ovn en effektiv utnyttelse av varmeenergien i avgassene uten resirkulering av disse gasser over chargen før gassene slippes ut fra ovnen.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en spesielt konstruert flamme-smelteovn for aluminiumskrap som har en lukket sidebrønn med passende adkomstdører i sidebrønnen for chargering av skrap og bearbeiding av metallet. Aluminiumskrap kan ikke smeltes i en åpen sidebrønn uten en form for forurens-ningskontrollerende utstyr som konvensjonelt utgjøres av et dyrt filtrerkammer-samlesystem. Den lukkete sidebrønn ifølge oppfinnelsen eliminerer behovet for dette dyre arrangement.

Den utgjør et enkelt men effektivt oppholdskammer for røkgassen og dampene som utvikles ved skrapsmelteprosessen. Røkgassen og dampene strømmer fra sideveggen til ovnens lukkete hovedkammer via den lukkete sirkuleringskanal. Fordi den er fullstendig lukket kan ovnen arbeide uten innfiltrering av overskuddsluft ved passende regulering av luften som slippes inn gjennom sidebrønndørene, og luften eller oksygenet som tilføres gjennom ovnens brenner(e) eller andre anordninger såsom en utløpsdyse, vifte etc. På grunn av den nøyaktige kontroll av den mengde luft-eller oksygen som kommer inn i ovnen, unngår man ved foreliggende oppfinnelse i stor grad forbrenning eller oksydering av metallet.

Selv om foreliggende oppfinnelse er beskrevet i forbindelse med spesielle utføringsformer av denne, skal det forståes at oppfinnelsen ikke er begrenset i disse, idet mange modifikasjoner av denne kan utføres. Det er derfor meningen at foreliggende søknad skal dekke alle og enhver av slike modifikasjoner som faller innenfor den sanne ånd og rammen av de vedføyde krav.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for gjenvinning av metall fra metallinneholdende skrapmateriale som er forurenset av brennbare stoffer, omfattende innmating av skrapmaterialet i et lukket første kammer (21) hvis nedre parti er en brønn innrettet til å inneholde skrapmaterialet samt smeltemetall, hvilket første kammer (21) over nivået for smeltekammer har minst ett utløp (58) for avgasser fra skrapmaterialet, oppvarmning av et lukket annet kammer (20) til en temperatur som er tilstrekkelig til å smelte skrapmaterialet og danne et smeltemetallbad i det andre kammers (20) nedre parti, opprettelse av forbindelse mellom det første og andre kammer (21, 20) slik at smeltemetallet i kamrene kan strømme mellom kamrene for fordampning av de brennbare stoffer i skrapet for frembringelse av avgassene i det første kammer (21), samtidig som eventuell strømning av i det andre kammer utviklete varme gasser til det første kammer forhindres, sirkulering av avgassene fra det første kammers utløp (58) til det andre kammer (20) gjennom en lukket sirkuleringskanal (48) og forbrenning av avgéssene fra det første kammer (21) ved hjelp av minst én brennerinnretning (ikke vist) i det andre kammer (20), idet avgassene sirkulerer mellom det første og andre kammer (21, 20) gjennom den lukkete sirkuleringskanal (48) som strekker seg fra det første kammers utløp (58) til det andre kammer (20), karakterisert ved at det første og andre kammer (21, 20) er slik innbyrdes forbundet at gjennomstrømningen av varme gasser mellom kamrene (21, 20) finner sted utelukkende i sirkuleringskanalen(48), og at avgassene drives gjennom sirkuleringskanalen (48) mot det andre kammer (20) ved hjelp av en flamme som er opprettet i sirkuleringskanalen (48) .

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved sirkulering av avgassene mellom det første og andre kammer (21, 20) gjennom nevnte lukkete sirkuleringskanal (48) som strekker seg fra det første kammers utløp (58) til en brennerinnretning, og driving av avgassene gjennom sirkuleringskanalen (48) mot nevnte ene brennerinnretning under anvendelse av flammen som er opprettet i sirkuleringskanalen (48).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved ytterligere utdriving av avgassene fra det første kammer (58) ved hjelp av et venturiparti (59) i kanalen (48).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved ved at en flammebane automatisk opprettes over smeltemetallet i det andre kammer (20) når temperaturen i det andre kammer (20) faller under et forutvalgt nivå.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2, 3 eller 4, hvor det andre kammer omfatter minst én sekundær brennerinnretning og en ende av sirkuleringskanalen (48) kommuniserer med og er innskutt mellom nevnte minst én brennerinnretning og den sekundære brennerinnretning, karakterisert ved at brensel fra nevnte minst én brennerinnretning kombineres med de sirkulerte avgasser og at brenselgassene innføres i det andre kammer (20) gjennom den sekundære brennerinnretning.

6. Smelteovn for gjenvinning av metaller fra metallisk skrapmateriale som er forurenset av brennbare stoffer, innbefattende et første kammer (21) med et nedre parti som danner en brønn for skrapmateriale og smeltemetall, samt minst ett over smeltemetallnivået anordnet utløp (58) for avgasser fra skrapmaterialet, et andre kammer (20) med et nedre parti som danner en brønn for smeltet metall, en avgassåpning (71) som kommuniserer med det annet kammer (20), minst én brenneråpning (17, 18) og en brenner-innretning (ikke vist) tilknyttet brenneråpningen (17, 18) for opprettelse av en flammebane gjennom brenneråpningen og over smeltemetallet i det andre kammer (20), en innretning (28) som er istand til å adskille det første og andre kammer (21, 20) og har minst én åpning (33) gjennom et bunnparti av innretningen og under smeltemetallets nivå i kamrene (21, 20,), hvorved kommunikasjon kan foregå mellom kamrenes (21, 20) nedre brønnpartier for varmeoverføring ved konveksjon gjennom smeltemetallet fra det andre kammer (20) til det første kammer (21) for å bevirke fordampning av de brennbare stoffer i det første kammer (21) og som kan tillate strømning av smeltemetall mellom kamrene samtidig som gjennom-strømning av varme gasser fra det andre kammer (20) til det første kammer (21) forhindres, samt sirkuleringsorganer (48, 50) som er tilknyttet det første kammerutløp (58) og er anordnet utenpå det første og andre kammer (21, 20) for sirkulering av avgasser fra det første kammerutløp (58) til det andre kammer (20) for forbrenning av gassene ved hjelp av brennerinnretningen før de strømmer ut gjennom avgassåpningen (71), hvor det første og andre kammer (21, 20) hvert kan være utformet som et lukket kammer og sirkuleringsinnretningen omfatter en lukket kanal (48), for derved å minimere smelteme-talltap i ovnen (10) som følge av oksydering av metallet, og hvor sirkuleringskanalen (48) har en utløpsinnretning (50) for å drive avgassene i sirkuleringskanalen (48) mot det andre kammer (20), karakterisert ved at innretningen (28) som adskiller det første og andre kammer (21, 20) består av en fast felles vegg (28) som til enhver tid hindrer gjennom-strømning av varme gasser mellom kamrene (21, 20) og at utløpsinnretningen (50) innbefatter en utløps-brenneråpning (61) anordnet i sirkuleringskanalen (48) og tilhørende utløps-brennerinnretning for opprettelse av en flammebane gjennom utløps-brenneråpningen (61) og i sirkuleringskanalen (48) for forbrenning av avgassene og fremdriving av gassene i kanalen (48) mot det andre kammer (20) .

7. Ovn ifølge krav 6, karakterisert ved at den lukkete sirkuleringskanal (48) forbinder det første kammerutløp (58) med nevnte ene brennerinnretning (17, 18), og utløps-brennerinnretningen driver gassene i kanalen (48) mot nevnte ene brennerinnretning (17, 18).

8. Ovn ifølge krav 7, karakterisert ved at sirkuleringskanalen (48) omfatter et venturiparti (59) beliggende mellom nevnte ene brennerinnretning (17, 18) og utløpsinnretnin-gen (50) for å drive avgassene i sirkuleringskanalen (48) mot nevnte ene brennerinnretning (17, 18).

9. Ovn ifølge et av kravene 6 til 8, karakterisert ved at det andre kammer (20) er utstyrt med minst én hjelpe-brennerinnretning (19) innrettet til automatisk å opprette en flammebane over smeltemetallet i det andre kammer (20) når temperaturen i det andre kammer (20) faller under et forutvalgt nivå tilstrekkelig til å smelte metallet.

10. Ovn ifølge et av kravene 6 til 9, karakterisert ved at det andre kammer omfatter minst én sekundær brenner-innretning (68, 69) og at en ende av sirkuleringskanalen (48) står i forbindelse med og er innskutt mellom nevnte ene brenner-innretning (17, 18) og den sekundære brennerinnretning (68, 69) slik at brenselet fra nevnte ene brennerinnretning forenes med de sirkulerende avgasser og deretter innføres i det andre kammer (20) gjennom den sekundære brennerinnretning (68, 69).

11. Ovn ifølge et av kravene 6 til 9, karakterisert ved at nevnte ene brennerinnretning (17, 18) og sirkuleringskanalen (48) er slik innbyrdes forbundet at avgassene ledes direkte inn i og gjennom nevnte ene brennerinnretning og deretter inn i det andre kammer (20).