NO317024B1 - Aluminiumssmelteovn, spesielt for smelting av aluminiumsskrap som skal resirkuleres - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en aluminiumsmelteovn spesielt for smelting av aluminiumskrap som skal resirkuleres. Av økonomiske årsaker kan ikke innsamlet materiale for resirkulering og spesielt aluminium sorteres ved å separere hver innsamlet gjen-stand på basis av de forskjellige materialene som den inneholder. Denne separasjonen kan imidlertid skje i ovnen under smeltingen av aluminiumskrap, ved at metaller med høyere smeltepunkt enn aluminium forblir isolert i væskefasen og derved lett kan identi-fiseres og fjernes, mens materialer som er oksiderbare ved forbrenningen resulterer i gassformige forbindelser som spontant separeres fra badet ved konveksjon. Uheldigvis inneholder disse gassformige forbindelsene toksiske substanser som i hovedsak stammer fra forbrenning av gummi, plast, belegningssjikt, klebemidler og lignende materialer som forurenser aluminiumskrapet.

Hver gang åpningen til ovnen åpnes, for eksempel for tilførsel av ytterligere aluminiumskrap som skal smeltes, vil derfor de gassformige forbindelsene unnslippe til atmosfæren med innlysende konsekvenser.

Hovedhensikten med foreliggende oppfinnelse er derfor å unngå de nevnte ulemper ved å tilveiebringe en smelteovn for aluminium og spesielt aluminiumskrap som skal resirkuleres som er istand til å forhindre eller eliminiere gassformige utslipp som hovedsak-lig skjer under ovnsfylling, noe som må gjøres ved å mate aluminiumskrap inn i ovnen gjennom en åpning i sideveggen som forblir åpen under hele fylleoperasjonen, som van-ligvis utføres med en mekanisk skyffel eller lastere.

En ytterligere hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en aluminiumresmelteovn som under fylleoperasjonen reduserer miljøutslippene til et minimum, innbefattende varmen som er i ovnen, og derved redusere mengden av forurensende gasser som stammer fra forbrenning av brennstoffet som danner tilleggsvarmen. Disse hensiktene oppnås med en aluminiumsmelteovn, spesielt for smelting av aluminiumskrap som skal resirkuleres i henhold til krav 1.

Under fylling av aluminiumskrap i smeltekammeret, åpnes den nedre døren mens den øvre døren forblir lukket for å forhindre at damper og gassformige forbindelser som inneholder toksiske substanser unnslipper til atmosfæren. Siden dampene og de gassformige forbindelsene ikke kan unnslippe fra fyllekammeret, forhindres miljøforurens-ning.

Når aluminiumskrapet er blitt fyllt og dette gjøres kun en gang ved hjelp av tyngdekraften, blir den nedre døren også åpnet, slik at de gassformige forbindelsene som inneholder toksiske substanser forblir innfanget i fyllekammeret, hvorfra de fjernes og mates til skorstenen via renseorgan. I tillegg vil varmen som er overført av de gassformige forbindelsene som inneholder toksiske substanser til fyllekammeret, sammen med varmen som når kammeret ved konduksjon gjennom veggene under betraktning av den spesielle posisjonen til kammeret, gjenvunnet for derved å øke temperaturen til det etterfølgende fylte aluminiumskrapet som venter i fyllekammeret, d.v.s. aluminiumskrapet som venter på å bli smeltet.

Den ytterligere hensikten med å redusere miljømessig spredning av varmen i ovnen, oppnås derved også. Oppfinnelsen blir i det etterfølgende beskrevet ved hjelp av ikke begrensende eksempler med henvisning til de medfølgende figurer som viser noen mu-lige utførelsesformer derav. Figur 1 viser skjematisk en første utførelsesform av oppfinnelsen. Denne utførelsesfor-men er foretrukket fordi den vedrører en "tørrherd" ovn. Figur 2 viser et snitt gjennom "tørrherd" ovnen i den første utførelsesformen av foreliggende oppfinnelse.

Figur 3 viser et snitt langs linjen III-III i figur 2.

Med spesiell henvisning til figurene 1-3 av ovnen i henhold til den første utførelses-formen, generelt avmerket 1 A, innbefatter denne i det vesentlige: i det minste et første eller smeltekammer 2, et andre eller ventekammer 3 for smeltet materiale, renseorgan 4 for damper og/eller gasser, en luft-luftvarmeveksler 5, et fyllekammer 6, og en skorsten.

Den første eller smeltekammeret 2 er tilveiebragt med minst en første brenner 8 og minst en første lateral åpning 9 som kan lukkes av en første dør 10. Smeltekammeret 2 har sin bunn eller "herde" 11 som skråner nedover mot en åpning 12. På denne måten renner smeltet aluminium bort langs bunnen og passerer gjennom åpningen 12 og forlater "tørrherden", fra hvilken navnet på denne typen ovn stammer. De materialene som har et smeltepunkt som er høyere enn aluminium (for eksempel stål, støpejern etc.) ad-skilles fra aluminiumet og forblir på bunnen 12 i fast tilstand og kan derved lett identifi-seres og fjernes. Det andre eller ventekammeret 3 for smeltet materiale er tilveiebragt med en andre brenner 13 og en andre lateral åpning 14 som kan lukkes av en andre dør 15. Det andre kammeret 3 har sin bunn 16 ved et lavere nivå enn bunnen 11 til kammeret 2, med hvilket det kommuniserer via åpningen 12 som i eksemplet vist i figur 2 er av overløpstypen. Åpningen 12 er tilveiebragt i en skillevegg 17 som i det viste eksemplet er internt avkjølt av en luftstrøm som passerer gjennom et mellomrom 18. Fyllekammeret 6 er tilveiebragt med minst en nedre dør 19 (som i eksemplet vist i figur 1 består av to plater) som adskiller det fra det første eller smeltekammeret 2 og en øvre dør 20 (som i eksemplet vist i figur 1 også består av to plater) som adskiller dette fra atmosfæren. Platene til den nedre døren 19 og øvre døren 20 bør være skrådd nedover (som vist i figur 1), slik at aluminiumskrapet kan gli nedover når de åpnes. Innsiden av fyllekammeret 6 er forbundet for fluidstrøm (pilene Q, G, M, N) til skorstenen 7 via renseorganet 4 for damper og gassformige forbindelser som inneholder toksiske substanser. I det viste eksemplet er det andre eller ventekammere også forbundet for fluid-strøm (pilene F, G, M, N) til skorstenen 7 via renseorganet 4 for damper og gassformige forbindelser som inneholder toksiske substanser. Fortrinnsvis innbefatter renseorganet for dampende og gassformige forbindelser som inneholder toksiske substanser, i det minste et etterbrenningskammer 4 som ikke er beskrevet i detalj her da det er av en kjent type. Renseorganet 4 kan også være integrert i eller dannet av andre kjente anord-ninger så som hylsefiltere og/eller sprøyterensere, eventuelt anbragt umiddelbart før skorstenen 7. Dampene og de gassformige forbindelsene dannet i det første kammeret 2 og det andre kammeret 3 og som inneholder toksiske substanser, overføres (pilen F) inn i renseorganet. En luft/luftvarmeveksler 5 fjernes varmen fra dampene og de gassformige forbindelsene (pilen G) som forlater etterbrenningskammeret 4 og overfører dem til forbrenningsluften som tas fra atmosfæren (pil H) og som er ment for brennere 8 og 13 (pil L), for å øke energieffektiviteten til sistnevnte.

Dampene som stammer fra etterbrenningskammeret 4 (pilene G) og som forlater varmeveksleren 5 (pilen M) føres til en treveisventil 21 som oppdeler dem ved å føre en del (pil N) til skorstenen 7 og resten (pil P) mot det indre av fyllekammeret 6. Dampene som forlater fyllekammeret 6 (pil Q) føres tilbake til etterbrenningskammeret 4 som selv om de opprinnelig er "rene", vil de reagere med aluminiumskrap og kan fjerne ytterligere toksiske substanser. Fyllekammeret 6 er tilveiebragt med en fyllesilo 22 som, ved å inneholde en ytterligere ladning aluminiumskrap, forenkler tilførselen av aluminiumskrap til ovnen.

Under drift av ovnen IA, for å tilveiebringe den med den nødvendige ladningen av skrap, er prosedyren som følger. Strømmene P og Q avbrytes. Den nedre døren 19 åpnes og aluminiumskrapet i fyllekammeret 6 faller samtidig inn i det underliggende smeltekammeret 2. Den nedre døren 19 lukkes igjen, slik at dampene og de gassformige forbindelsene inneholder toksiske substanser som kan ha nådd fyllekammeret 6 forblir innfanget ved at de er blokkert av den øvre døren 20 som forblir lukket. Strømmene P og Q reaktiveres og evakuerer derved damper og gassformige forbindelser som inneholder toksiske substanser fra fyllekammeret 6. Dersom det er tilveiebragt en silo 22 og dersom denne tidligere har blitt fylt, er det kun nødvendig å åpne den øvre døren 20 for å oppnå en tilsynelatende umiddelbar fylling av fyllekammeret 6 ved hjelp av tyngdekraften med en ytterligere ladning av aluminiumskrap som fjetres inn i fyllekammeret samtidig ved hjelp av tyngdekraften. Den øvre døren 20 lukkes igjen og siloen 22 kan igjen fylles av operatøren når han anser.det mest hensiktsmessig, for eksempel når han ikke er travelt opptatt. Ved hjelp av oppfinnelsen er det innlysende av ovnen kan opere-re kontinuerlig og derved uten nedstengningstid. Idéen som oppfinnelsen er basert på, kan også anvendes i vårherdeovner.

Claims (9)

1. Aluminiumsmelteovn (IA), spesielt for smelting av aluminiumskrap som skal resirkuleres, av en type bestående av: minst et første eller smeltekammer (2) tilveiebragt med minst en første brenner (8), minst en første lateral åpning (9) som kan lukkes av en første dør (10), og som har sin bunn eller herde (11) skråstilt mot minst en åpning (12); minst et andre eller ventekammer (3) for smeltet materiale tilveiebragt med minst en andre brenner (13), i det minste en andre lateral åpning (14) som kan lukkes av minst en andre dør (15), og som har sin bunn (16) på et lavere nivå enn bunnen (11) til det første kammeret (2), med hvilket det kommuniserer via åpningen (12); et damp- og/eller gassrenseorgan (4) anbragt mellom det andre kammeret (3) og en skorsten (7);karakterisert ved at ovnen innbefatter minst et fyllekammer (6) tilveiebragt med en nedre dør (19) som adskiller det fra det første eller smeltekammeret (2), og en øvre dør (20) som adskiller det fra atmosfæren, og at det indre av fyllekammeret (6) er forbundet for fluidstrøm til skorstenen (7) via damp-og/eller gassrenseorganet (4).

2. Ovn i henhold til krav 1, karakterisert ved at fyllekammeret (6) er tilveiebragt med en fyllesilo (22).

3. Ovn i henhold til krav 1, karakterisert ved at damp-og/eller gassrenseorganet (4) er det samme for både det andre eller ventekammeret (3) og for fyllekammeret (2).

4. Ovn i henhold til krav 1 eller 3, karakterisert ved at damp- og/eller gassrenseorganet innbefatter minst et etterforbrenningskammer (4).

5. Ovn i henhold til krav 4, karakterisert ved at den innbefatter en luft/luftvarmeveksler (5) som fjerner varme fra dampene som forlater etterforbrenningskammeret (4) og overfører denne varmen til forbrenningsluften til brennerne (8, 13).

6. Ovn i henhold til krav 5, karakterisert ved at dampene fra etterforbrenningskammeret (4) som forlater varmeveksleren (5), føres til en treveisventil (21) som oppdeler dem ved å føre en del til skorstenen (7) og resten mot det indre av fyllekammeret (6), og at dampene som forlater sistnevnte, føres tilbake til etterforbrenningskammeret (4).

7. Ovn i henhold til krav 1, karakterisert ved at åpningen (12) er utformet i en skillevegg (17) tilveiebragt med et kjølende mellomrom (18).

8. Ovn i henhold til krav 7, karakterisert ved at skille-veggen (7) avkjøles av en luftstrøm.

9. Ovn i henhold til krav 1, karakterisert ved at åpningen (12) anbragt mellom det første kammeret (2) og det andre kammeret (3), er av over-løpstypen.