WO2017191134A1 - Zerkleinerungsanlage und zerkleinerungsverfahren zur zerkleinerung von aluminiumschrott - Google Patents

Zerkleinerungsanlage und zerkleinerungsverfahren zur zerkleinerung von aluminiumschrott Download PDF

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WO2017191134A1
WO2017191134A1 PCT/EP2017/060417 EP2017060417W WO2017191134A1 WO 2017191134 A1 WO2017191134 A1 WO 2017191134A1 EP 2017060417 W EP2017060417 W EP 2017060417W WO 2017191134 A1 WO2017191134 A1 WO 2017191134A1
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crushing
scrap
plant
aluminum scrap
aluminum
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PCT/EP2017/060417
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Thomas Brößner
Ronald Gillner
Michael Wimmer
Michael Jenal
Heiner Müller
Nils Robert Bauerschlag
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Hydro Aluminium Rolled Products Gmbh
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Publication date
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    • 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
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    • 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
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    • 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
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    • 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 a crushing plant for comminution of
  • Aluminum scrap in particular UBC scrap
  • a comminution device for comminuting aluminum scrap which is designed as a high-speed extruder.
  • the invention further relates to a comminution method for comminuting aluminum scrap, in particular UBC scrap, in particular using the aforementioned comminution plant. According to the prior art, the recycling of aluminum takes place over several
  • Process steps usually include the collection of different aluminum scrap, a mechanical treatment with the subsequent metallurgical utilization.
  • mechanical treatment must produce an aluminum scrap product that meets the qualitative requirements of the metallurgical recycling process.
  • different treatment steps are carried out.
  • the mechanical treatment of the scrap is usually done via a
  • the sorting steps may include, for example, iron and non-ferrous metal separation via magnetic separators, air classification, eddy current separation, sensor-based sorting (for example, X-ray transmission or fluorescence, induction, LIBS, NIR, etc.).
  • sensor-based sorting for example, X-ray transmission or fluorescence, induction, LIBS, NIR, etc.
  • Processing may be to produce an aluminum concentrate that can be used directly for metallurgical recovery.
  • comminution plants are generally produced directly (or indirectly) with mobile or stationary feed units such as wheel loaders, polyp grippers, etc.
  • the throughput fluctuations of the crushing plant also have a direct influence on the comminution or on the comminution result. For example, different mass flows in a hammer mill lead to it
  • Size distribution of the shredded scrap fragments also lead to problems in the downstream sorting. For example, sudden peaks in throughput often lead to disruptions in the sorting system. Furthermore, a single grain sorting at too high degrees of comminution, i. if the size of the crushed pieces is too small
  • UBC scrap typically has a variety of contaminants, for example metallic impurities of cast aluminum or even out
  • Non-aluminum alloys such as copper or iron alloys.
  • UBC scrap typically contains non-metallic contaminants such as plastic films or mineral contaminants. These various impurities must be sorted out in the sorting process before metallurgical reuse.
  • the cans are painted as a rule, so that before melting the can scraps and a stripping takes place.
  • UBC scrap is typically compressed into packages for shipping and storage.
  • the degree of compaction of the packages can be very different and vary, for example, between 200 and 1200 kg / m 3 . This leads to large throughput fluctuations in the shredding of the scrap packets and thus to the problems described above.
  • the object of the present invention is to provide a comminution unit and a comminution method, with which the problems described above, in particular in the comminution of UBC scrap, are at least partially reduced.
  • this object is achieved in a crushing plant for crushing aluminum scrap, in particular UBC scrap, with a comminution device for comminution of
  • Aluminum scrap which is designed as a high-speed rotor, according to the invention at least partially solved in that the crushing device a
  • Pre-crushing device is preceded for pre-shredding aluminum scrap, which is designed as a slow-speed.
  • pre-shredding aluminum scrap which is designed as a slow-speed.
  • Crushing step a high-speed extruder is used.
  • the slow runner pre-shreds the UBC scrap, in particular breaking up the packages in which UBC scrap is normally provided.
  • breaking up the packages in particular, the highly compacted packages with densities of, for example, 800 kg / m 3 or more
  • the slow runner therefore has in particular the function of a bale breaker. In this way, a more uniform mass or volume flow is achieved, which is supplied to the subsequent crushing device. This leads to constant degrees of comminution in the comminution device, so that the scrap fragments leaving the comminution system have as much as possible
  • Flow rate also allows the shredding device at the optimum Operating point, and also reduces the wear of the crushing device.
  • a mass flow is understood as meaning the mass of the transported fragments or of a plant added to or removed from a plant scrap fragments per time. If the crushing plant, for example, a mass flow of 10 t / h supplied, it means that the crushing plant is supplied in this mass flow in one hour 10 tons of scrap.
  • a volumetric flow is understood to mean the volume of the scrap fragments conveyed or taken to or from a plant per unit of time. If the shredding plant, for example, a volume flow of 10 m 3 / h supplied, it means that the crushing plant is supplied at this volume flow in one hour 10 m 3 scrap.
  • the mass flow can be simply converted into the volume flow or the volume flow into the mass flow.
  • the slow runner continues to serve the protection of the fast runner. For example, in highly compacted scrap packages, massive metal parts, such as an anvil or the like, which are strong in speed can be hidden
  • the comminuting device for comminuting aluminum scrap is designed as a high-speed machine. Under a high-speed runner becomes a
  • Grinding tools understood, which is adapted to the shaft 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-crushing device for pre-shredding aluminum scrap is designed as a slow-speed. Under a slow runner is a
  • Understood shredding tools which is adapted to the fact that the shaft with the crushing tools in operation at a speed of 100 U / min., In particular, at most 60 U / min.
  • the shaft of the slow runner is reversible, i. that the shaft can be selectively controlled for rotation in both directions of rotation.
  • the pre-crushing device is connected upstream of the crushing device. This means that the scrap supplied to the crushing plant is first pre-shredded in the pre-crushing device, before it in the
  • Crushing device is further crushed.
  • the Crushing device is further crushed.
  • the vibration pickup device is further crushed.
  • the vibration pickup device is further crushed.
  • 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 come into consideration.
  • LIBS Laser-Induced Plasma Spectroscopy (Laser Induced Breakdown Spectroscopy).
  • NIR near-infrared spectroscopy.
  • the crushing plant is therefore preferably in a recycling plant for
  • Such a recycling plant comprises in addition to the crushing vorzugswese a crushing plant downstream sorting system for sorting the crushed scrap, in particular for
  • one of the sorting plant downstream Entlackungsstrom can be provided for stripping the scrap fragments and a the Entlackungsstrom downstream melting furnace for melting the entlackten scrap fragments.
  • the crushing plant downstream of a sorting plant for sorting the crushed scrap it is preferably for a sensor-based sorting, in particular LIBS-based sorting, set up.
  • the sorting system can, for example, also be set up for X-ray transmission-based, X-ray fluorescence-based, induction-based and / or NIR-based sorting.
  • the crushing device is to
  • the crushing device is a
  • a single-shaft shredder has fixedly mounted blades on a rotor shaft, which engage in a counter blade mounted on the housing. The comminution takes place in a single-shaft shredder essentially shearing and cutting or
  • Shredding thin-walled can scraps suitable, but can be easily damaged by massive foreign waste.
  • a hammer mill has hammers movably mounted on a rotor shaft.
  • a ring shredder resembles a hammer mill, with movably mounted rings or stars instead of the hammers on the rotor shaft.
  • a hammer mill or a ring shredder are also well suited for shredding tin cans.
  • the beating and shearing stress of the scrap leads to a loosening of the compressed UBC scrap, whereby a homogenization of the scrap can be achieved.
  • hammer mills and ring shredders are less sensitive against massive foreign waste up to a certain size. Therefore, a hammer mill or a ring shredder is preferred for the crushing device, since they are not damaged by massive foreign scrap passing through the pre-crushing.
  • Shredding device advantageous because the degree of comminution of the hammer mill depends heavily on the throughput. If the crushing space is underfilled in the hammer mill, the crushing capacity is low. If the degree of filling is too high, the crushing of the scrap is too great, so that a large amount of fine grain is produced, which is disadvantageous for subsequent sorting. With optimum filling of the crushing space is filled to the extent that sufficient friction of the scrap fragments occurs among themselves to achieve the desired particle size distribution.
  • the pre-shredding device is adapted to shred aluminum scrap substantially tearing and / or shearing, preferably non-cutting.
  • the pre-shredding device is a
  • Multi-shaft shredder in particular a two- or three-shaft shredder.
  • Multi-shaft shredders have multiple shafts with ripping tools, at least two of which run in opposite directions.
  • the breaker preferably has several, in particular at least three
  • Ripper discs are arranged.
  • the rupture discs can, for example, as Star discs or hook discs may be formed.
  • the shafts are preferably driven to rotate in operation at speeds in the range of 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 up even highly compacted scrap packages.
  • the speeds of rotation of the shafts are preferably different. For example, two waves with speeds between 10 and 30
  • the pre-crushing device Be provided revolutions per minute.
  • the pre-crushing device Be provided revolutions per minute.
  • the pre-shredding device is adapted to comminute the supplied aluminum scrap so that the pre-crushed aluminum scrap has a particle size distribution in which d95 ⁇ 1000 mm, in particular d95 ⁇ 500 mm, and more preferably d5> 50 mm.
  • the comminution device is preferably configured to further comminute the pre-shredded scrap aluminum in such a way that the comminuted material is shredded
  • 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 particle size distribution is advantageous for subsequent sorting.
  • the particle size distribution or the values for d5, d95, etc. are determined by a
  • a transport system is provided between the pre-crushing device and the crushing device, which is adapted to pre-shredded from the pre-crushing device
  • the pre-shredded aluminum scrap is transported by means of a transport system to the crushing device.
  • the transport system may for example have one or more conveyor belts with which the pre-shredded scrap from the
  • Pre-crushing device is transported to the crushing device.
  • the transport system is adapted to supply the aluminum scrap to the crushing device controlled.
  • Controlled crushing device in particular with a predetermined volume flow or mass flow, feeds.
  • the transport system may for example have a weighing device such as a belt scale and control the conveying speed of the scrap depending on the weight determined by the weighing device.
  • the conveying speed of the scrap depends on one of the
  • the transport system comprises a
  • Vibratory conveyor designed to control the volume or mass flow of the to equalize pre-shredded aluminum scrap from the pre-shredding device.
  • the vibrations transmitted from the vibration conveyor to the pre-shredded scrap cause the individual scrap fragments to spread more evenly. In this way, a more uniform volume or mass flow can be achieved.
  • the additional application point may be, for example, a straight section of a conveyor belt, which is within reach of a Polypgreifer or a
  • Crane system is arranged. Furthermore, as an additional application point and a section of a conveyor belt can be provided, which is arranged below a starting point for a truck or forklift, so that of such a truck or
  • Forklift scrap can be applied to the conveyor belt.
  • Transport system is preferably designed so robust that it is suitable for such an additional task of scrap at the additional application point.
  • Conveyor belt for example, a steel plate belt can be used for conveying.
  • a chute arranged in this way is provided on the pre-shredding device so that aluminum scrap can be supplied to the pre-shredding device by being placed on the chute. In this way, even with discontinuous scrap feeding at the
  • Pre-grinder a continuous volume or mass flow be achieved. If the aluminum scrap, for example, with a Polypgreifer gradually added to the chute, so the jam accumulates on the chute on the collection of Vorzerklein réellesvortechnisch.
  • Pre-shredding device processed volume or mass flow is then essentially only from the working speed of the
  • Pre-shredding device i. the rotational speed of the slow runner determined and not from the discontinuous scrap feed through the
  • the crushing plant comprises a
  • Control device for controlling the crushing plant.
  • Control device is preferably for controlling the crushing plant according to the above-described crushing method or a
  • control means may comprise a microprocessor and a memory connected thereto, the memory containing instructions whose execution on the microprocessor the
  • the control device may in particular be adapted to the crushing plant, in particular the
  • Pre-grinder and a possible transport system to be controlled so that the crushing device is supplied to a uniform volume or mass flow.
  • a processing station for the treatment of aluminum scrap such as the crushing device of the previously described
  • the scrap fragments of the processing station are preferably supplied in a controlled manner.
  • This can be accomplished in accordance with a second aspect of the present disclosure by a method of operating an aluminum scrap processing plant that provides scrap fragments in which the scrap fragments provided are conveyed as a stream of scrap fragments to a processing station for processing aluminum scrap, in which a flow rate value is determined on the stream of scrap fragments and the determined value for throughput is compared with a predetermined value for the throughput, the provision of the scrap fragments and / or the
  • this can be achieved by a facility for processing aluminum scrap with a processing station for processing aluminum scrap, with a
  • a staging station adapted to provide scrap fragments comprising a conveyor configured to transport and deliver scrap fragments provided by the staging station as power to and to the processing station, with a flowmeter adapted to a current carried by the conveyor of scrap fragments to measure a value for the flow rate of the stream, and with a
  • Control device adapted to receive one of
  • the processing station may in particular be a
  • Shredder act By feeding scrap fragments with controlled throughput, the crushing plant can be operated at the optimum operating point to achieve a certain degree of comminution. With an overload of the shredder by a too high throughput it can ever Depending on the type of comminution plant, the scrap fragments may be crushed too much or too weakly.
  • the processing station can also be a sorting plant, for example the sorting plant of the recycling plant according to the first aspect of the present disclosure.
  • the sorting system can be operated at the optimum operating point in order to reliably remove the individual scrap fragments at the highest possible level
  • Sort throughput If the sorting system is overloaded due to excessive throughput, the sorting quality decreases, making it undesirable
  • Impurities in the emerging from the sorting plant scrap fragments stream can come.
  • the processing station may also be a smelting plant. By supplying scrap fragments with controlled throughput, the
  • the conveyor preferably comprises one or more conveyor belts.
  • the method of operating an aluminum scrap processing plant and the aluminum scrap processing plant according to the second aspect of the present disclosure each make independent and independent ones
  • the second aspect of the present disclosure may be advantageously combined with the crushing method and the crushing apparatus according to the first aspect of the present disclosure.
  • the plant for processing aluminum scrap according to the second aspect of the present disclosure may be the crushing plant according to the invention First aspect of the present disclosure, wherein the
  • Aluminum scrap and the Vorzerklein réellesvortechnisch represents a staging station. Furthermore, the preferably provided transport system of the crushing plant is the conveyor.
  • a conveyor especially in the form of the preferably provided transport system, for the transport of scrap fragments of
  • Pre-shredding device for crushing device a
  • Throughput measuring device for measuring a value for the throughput of transported by the conveyor stream of scrap fragments and a
  • Control device is provided which is adapted to compare the measured value with a predetermined value for the throughput and the
  • the aluminum scrap pre-shredded by the pre-crushing device becomes the stream of scrap fragments
  • a crusher is conveyed, a flow rate value is determined on the stream of scrap fragments, the determined value is compared with a predetermined throughput value, and the pre-shredding device and / or the conveyance of scrap fragments to the crusher are controlled depending on the result of the comparison.
  • the scrap fragments are provided by a previous processing station for processing aluminum scrap.
  • the providing station is a preceding processing station for processing aluminum scrap.
  • Processing station that provides scrap fragments with uneven or inappropriate throughput.
  • Processing station is preferably a buffer memory, such as a buffer, between the processing station and the previous processing station. a silo, arranged.
  • the buffer memory of the buffer memory may be controlled depending on the result of the comparison to reach a supply to the processing station in a predetermined flow rate range.
  • the flow rate value is a mass flow rate, volume flow rate, unit rate rate, or area rate value.
  • a belt weigher may be provided, which may be integrated in particular in the conveyor.
  • a value for the volume flow a belt weigher may be provided, which may be integrated in particular in the conveyor.
  • Lasertriangulations leverage be provided.
  • laser triangulation in particular a laser beam on the conveyor, in particular on a
  • Conveyor belt directed and the position of the laser spot by means of several cameras are determined (by triangulation). In this way, the filling level of the scrap fragments on the conveyor, such as the conveyor belt, based on the vertical position of the laser spot and thus derived a value for the volume flow.
  • a value for the piece rate ie the number of scrap fragments per unit of time
  • Separation device provided which separates the scrap fragments, and a detection device, such as a camera, a light barrier or a laser or X-ray-based detection unit that detects the scattered scrap fragments, so that the number of scrap fragments per unit time can be determined.
  • a detection device such as a camera, a light barrier or a laser or X-ray-based detection unit that detects the scattered scrap fragments, so that the number of scrap fragments per unit time can be determined.
  • a camera arranged above a conveyor belt may be provided, which captures image data from the conveyor belt, from which the occupied area on the conveyor belt can be determined.
  • control means is arranged to compare the measured value for the throughput with a lower and an upper limit value and the providing station and / or the
  • the flow rate is increased by a predetermined value, if the measured value for the flow rate for a predetermined period of time is below the lower limit, and that the flow rate is reduced by a predetermined value, if the measured value for the flow rate for a given period of time is above the upper limit.
  • the upper limit is greater than the lower limit.
  • the lower and upper limit value is used to control to a permissible limit
  • the control device is configured to allow a further reduction or increase in the throughput after a reduction or increase in the throughput only after a predetermined period of time. In this way it is considered that there is a latency between the readjustment of the staging station or the conveyor and the measurable reduction or increase of the throughput. An overregulation is avoided in this way. In particular, it is avoided in this way that the throughput is increased too much, which can lead to an overload of the processing station.
  • the controller is configured to compare the measured value for the flow rate with a first upper limit value and a second, higher upper limit value, and the
  • Deployment station and / or the conveyor so dependent on the result of the comparisons to control that the throughput is reduced by a first predetermined value, when the measured value for the flow rate for a predetermined period of time is above the first upper limit, and that the throughput by one second predetermined value is reduced as soon as the measured value for the flow rate is above the second upper limit.
  • a combined control is achieved.
  • a sustained moderate deviation i. If the first upper limit is exceeded for a certain period of time, a moderate control is performed so that too much readjustment is avoided.
  • a large deviation i. when the second upper limit is exceeded, an immediate, preferably large, reduction in throughput is achieved to avoid overloading the processing station.
  • FIG. 1 shows several packages of UBC scrap with a low degree of compaction
  • FIG. 2 shows several packages of UBC scrap with a high degree of compaction
  • 3 is a diagram of a recycling plant or a
  • FIG. 4 shows the comminuting plant of the recycling plant from FIG. 3, FIG.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of the comminution plant according to the invention and the comminution method according to the invention
  • FIG. 6 shows a diagram of an embodiment of the invention
  • FIG 7 shows an embodiment of the method and the installation according to the second aspect of the present disclosure.
  • UBC scrap is scrap metal from used aluminum beverage cans.
  • AA5xxx series AA: Aluminum Association
  • AA584 AA5xxx series
  • AA3xxx series AA3104
  • scrap aluminum drink cans in principle good for Recycling is suitable.
  • UBC scrap available on the scrap market has, in addition to the actual aluminum can scrap, various types of impurities that must be removed before metallurgical recycling of the scrap.
  • UBC scrap comprises various non-metallic contaminants, such as plastic films, sand or water, but also various metallic contaminants, such as non-aluminum alloy fragments
  • FIG. 1 shows an example of packages 2 made of UBC scrap, which has a relatively small size
  • Kompaktierungsgrad have a density of 200 kg / m 3 .
  • the aluminum cans contained in the packages or aluminum can fragments 4 are pressed together relatively loosely.
  • such packages can be 2 individual
  • package composite such packages are typically wrapped with a plastic film 6 and may e.g. stored or transported on a pallet 8.
  • FIG. 2 shows an example of packages 12 of UBC scrap having a high
  • the aluminum cans contained in the packages or aluminum can fragments 14 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 also hold together without further aids such as plastic films or the like. 3 now shows a diagram of a recycling plant or a
  • Recycling plant 20 comprises a comminuting plant 22, a sorting plant 24, a paint stripping plant 26 and a melting furnace 28.
  • the Crushing plant 22 given and crushed there.
  • the shredded scrap is then placed in the sorting plant 24 and sorted there to remove contaminants from the scrap.
  • the sorted scrap is then supplied to the paint stripping plant 26 in order to remove varnish layers from the beverage can fragments and finally melted down in the melting furnace 28.
  • Fig. 4 shows the crushing plant 22 of the recycling plant 20 of FIG. 1 in a schematic representation.
  • the crushing plant 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 side by side and are connected in a rotationally fixed manner to the shaft 28.
  • a grid 34 is arranged below the shaft 28, so that between the shaft 28 with the discs 30 and the grid 34, a crushing space 36 is defined.
  • scrap is introduced as volume or mass flow 40 through an inlet 42 into the hammer mill 24 and arrives in the comminution space 36.
  • the crushing plant 22 has various disadvantages.
  • the greatly differing degrees of compaction of the UBC scrap packets cause the volume or mass flow 40 supplied to the hammer mill 24 to fluctuate greatly. Accordingly, the volume or Mass flow 44 of the crushed scrap, which is fed to the downstream sorting system 24. This leads to a deterioration of the sorting efficiency and to a high susceptibility to failure of the sorting system 24.
  • Hammer mill 24 also to strong density fluctuations in the crushing chamber 36, whereby the degree of comminution of the hammer mill 24 is influenced.
  • a high volume or mass flow 40 leads to a high degree of comminution, so that, for example, a high proportion of fine particles is produced when heavily compacted packages 12 are placed in the hammer mill 24, while the scrap fragments are less crushed in the case of slightly compacted packages 2. This results in addition to the fluctuating volume or mass flow 44 also to a
  • the crushing plant 22 is also prone to failure, since 12 massive foreign scrap such as cast steel can be hidden in highly compacted scrap packages, which can block the hammer mill 24 or even damage.
  • the crushing plant 52 comprises a pre-shredding device 54 for
  • the pre-shredding device 54 is downstream of a comminution device 58, in which the pre-shredded scrap 60 is further comminuted. Furthermore, the crushing plant 52 comprises a
  • Transport system 62 with a plurality of conveyor belts 64a-d, with the automatically pre-shredded by the pre-shredding device 54 scrap 60 to
  • Sorting system is transported.
  • the pre-shredding device 54 has a housing 68 in which three driven shafts 70a-c are arranged parallel to one another. On the shafts 70a-c, a plurality of rupture discs 72 are arranged in each case, which are rotatably connected to the respective shaft.
  • the shafts 70a-c are driven in operation by a motor (not shown) at lower speeds but high torque.
  • the direction of rotation of the individual shafts 70a-c is indicated in FIG. 5 by the arrows 74a-c
  • the rotational speeds of the shafts 70a-c are preferably in a range of 5 to 15 revolutions per minute (rpm) and are preferably different.
  • the first shaft 70a may be driven at 5 rpm
  • the second shaft 70b at 7.5 rpm
  • the third shaft 70c at 15 rpm.
  • Torque per shaft is preferably 200,000 Nm or more. With the speeds mentioned, the pre-comminuting device 54 is therefore referred to as
  • this further has an upwardly open chute 76.
  • the UBC scrap 56 may be placed on the chute 76 with a polyp gripper 78 from a scrap bin 80 in whole packages 82, for example.
  • the packages 82 then slide down the chute 76 and thus arrive at the rotating one
  • Rupture discs 72 whereby the packages 82 torn apart and the
  • compacted packages (such as package 12 of FIG. 2).
  • the pre-shredded scrap 60 falls from the pre-shredding device 54 on the conveyor belt 64a, which is preferably designed as a vibrating conveyor. Due to the vibrations of the conveyor belt 64a, the scrap 60 is distributed more evenly on the belt, resulting in a more uniform volume or mass flow.
  • the pre-shredded scrap 60 is then transported via the further conveyor belts 64b-c to the shredding device 58.
  • the crushing device 58 is in the present case 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 side by side and non-rotatably connected to the shaft 88.
  • a grating 94 is arranged so that between the shaft 88 with the discs 90 and the grating 94, a crushing chamber 96 is defined.
  • an anvil 97 in the form of a steel plate which has the smallest distance from the hammers 92 in comparison with the grating 94, is arranged at the entrance of the comminuting space 96-seen in the direction of rotation of the shaft 88 (see arrow 100) At this point the narrowest gap results.
  • the pre-shredded scrap 60 is fed via the transport system 62 through an inlet 98 provided at the housing 86 of the hammer mill 58 and arrives at the shaft 88 (see arrow 100) in the gap between the hammers 92 and the anvil 97 and is crushed there , Subsequently, the scrap 60 passes further into the crushing chamber 96, where it is further comminuted by the force of the hammers 92 and the friction of the scrap fragments with each other. As soon as the scrap 60 has reached a certain size, it falls out of the hammer mill 58 through the grate 94 and onto the conveyor belt 64d as comminuted scrap 66.
  • the shaft 88 of the hammer mill 58 has speeds in the range of 500 to 1000 revolutions per minute and thus provides a
  • Crushing device 54 to a constant degree of comminution, so that the grain distribution of the crushed scrap 60 is not subject to large variations.
  • the pre-shredding device 54 by tearing highly compacted packages with the pre-shredding device 54, it can be achieved that the maximum density of the volume or mass flow fed to the shredding device 54 is reduced, so that less fine-grained material is produced during comminution. This in turn favors the subsequent further processing, in particular sorting, of the scrap.
  • Vorzerklein mecanicalsvortechnische 54 protects the hammer mill 58 from damage by massive foreign scraps, as they are already in the
  • Pre-shredder 54 remain stuck, but without damaging them, since the Vorzerklein fürsvortechnisch 54 is a slow-speed.
  • the comminution plant 52 preferably has a control device 102 with which the pre-comminuting device 54, the transport system 62 and the comminution device 58 can be controlled in order to maintain as constant volume or mass flow as possible of the scrap 60 transported to the comminuting device 58 or of the comminuting device 58 to be transported away scraps 66.
  • the control device 102 with which the pre-comminuting device 54, the transport system 62 and the comminution device 58 can be controlled in order to maintain as constant volume or mass flow as possible of the scrap 60 transported to the comminuting device 58 or of the comminuting device 58 to be transported away scraps 66.
  • Control device 102 may be connected, for example, with a sensor for monitoring the motor current for driving the shaft 88.
  • An increasing Volumentig. Mass flow in the comminution device 58 can then be detected via an increasing motor current and in this case the control device 102 can reduce, for example, the rotational speed of the shafts 70a-d and / or the transport speed of the transport system 62.
  • Transport system 62 between the pre-shredding device 54 and the Crushing device 58 includes an additional feed point 104 that is positioned and configured to allow separate delivery of UBC scrap to the transport system 62.
  • additional feed point 104 that is positioned and configured to allow separate delivery of UBC scrap to the transport system 62.
  • the recycling plant 120 comprises the crushing plant 52 from FIG. 5 with the pre-shredding device 54 and the
  • Comminution device 58 The comminuting system 52 is followed by a sorting system 122, a paint stripping system 124 and a melting furnace 126.
  • the UBC scrap can be comminuted with the comminution plant 52 in such a way that the further processing, i. in particular the sorting system 122 supplied crushed scrap on the one hand a more even volume or mass flow and on the other hand a
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of the method and the installation according to the second aspect of the present disclosure.
  • the plant 200 for processing aluminum scrap comprises a processing station 202 for the treatment of aluminum scrap.
  • Processing station 202 may be, for example, the
  • Shredder 58 of FIG. 5 act.
  • the installation 200 comprises a provisioning station 204, which is connected to the
  • the provisioning station 204 may be a buffer storage such as a silo or the pre-shredding device 54 of FIG. 4.
  • the system 200 further comprises a conveyor 206, which in Fig. 6
  • Conveyor 206 may be, for example, the transport system 62 of FIG. 5.
  • the plant 200 further includes a flow meter 210 configured to measure a flow rate of the stream 208 at the stream 208 of scrap fragments.
  • a flow meter 210 configured to measure a flow rate of the stream 208 at the stream 208 of scrap fragments.
  • Throughput meter 210 have a camera system 212, which determines the number of scrap fragments per unit time or covered by the scrap fragments on the conveyor belt 206 surface.
  • a separating device 214 is provided for this purpose, which the scrap fragments on the
  • a belt scale 216 may also be provided to determine a value for the mass flow.
  • a device for laser triangulation (not shown) may be provided to determine a value for the volume flow of the stream 208.
  • various 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 flow rate value determined by the throughput meter 210 is compared in a designated controller 218 with a predetermined value for the throughput.
  • the controller 218 may determine whether the measured value for the flow rate exceeds a predetermined upper limit or falls below a predetermined lower limit. Depending on the result of the comparison, the controller 218 then drives the conveyor 206 and / or the staging station 204.
  • the control device 218 may include a removal device 220 of the
  • Supply means 204 and the conveyor 206 to drive such that the removal rate of the extraction device 220 and the transport speed of the conveyor belt 206 is increased (decreased) when the measured value for the throughput is too low (too high). Is the staging station 204 a
  • Pre-shredding device such as the pre-shredding device 54
  • the controller 218 can also increase their operating speed
  • a throughput window with a lower limit of 200 pieces / second (slice rate) and a first upper limit of 240 pieces / second is set.
  • This throughput window can be, for example, the 5 may be an optimum operating point of an X-ray sorter or, alternatively, the comminution device 58 of FIG. 5, which in the present example represents the processing station 202.
  • a second upper limit value of 260 pieces / second is set in the control device, in which the X-ray sorter or the comminuting device 58 is overloaded.
  • the staging station 204 for example a silo or silo group (or the pre-shredder 54 of FIG. 5), is set to an initial one
  • Discharge rate of, for example, 10 t / hour set The control by the controller 218 may be performed, for example, after a predetermined period of time, e.g. 180 s, after starting the X-ray sorter or the
  • Throughput meter 210 measured value for the throughput for more than e.g. 10 s below the lower limit, the controller 218 controls the extractor 220 (or the pre-grinder 54) so as to increase the discharge rate by, for example, 0.1t / hour. If, after 90 seconds (time from silo discharge to flow meter 210), the throughput is still below the first limit, the output power is increased again, for example by 0.1 t / hour again.
  • Throughput meter 210 measured value for the throughput for more than e.g. 10 s above the first and below the second upper limit, the control device 218 controls the removal device 220 (or the
  • Pre-shredding device 54 so as to reduce the discharge rate by, for example, 0.25 ton / hour. If, after 90 seconds (time from silo discharge to flow meter 210), the flow rate continues to be in the range between the first and second upper limits, the output power is reduced again, for example by 0.25 t / hour again.
  • the controller 218 determines that the of the
  • Extraction device 220 (or the pre-shredding device 54) so that the discharge power is reduced immediately, for example, by 0.5 t / h, a
  • the processing station 202 e.g. the crushing device 58 or a sorting plant, the optimal
  • Crushing device 58 as a processing station 202 results in that a desired degree of crushing of the scrap is achieved. In a sorting system as processing station 202, this leads to a good sorting result with the highest possible throughput. By setting the desired degree of comminution or the improvement of the sorting result in the sorting system can be a good
  • Sorting performance can be achieved with high purity of the sorting result.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsanlage (52) zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott (56), insbesondere UBC-Schrott, mit einer Zerkleinerungsvorrichtung (58) zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott, die als Schnellläufer ausgebildet ist, wobei der Zerkleinerungsvorrichtung (58) eine Vorzerkleinerungsvorrichtung (54) zur Vorzerkleinerung von Aluminiumschrott vorgeschaltet ist, die als Langsamläufer ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Zerkleinerungsverfahren zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott (56), insbesondere UBC-Schrott, bei dem eine Menge Aluminiumschrott (56) mit einer als Langsamläufer ausgebildeten Vorzerkleinerungsvorrichtung (54) vorzerkleinert wird und bei dem der vorzerkleinerte Aluminiumschrott (60) mit einer als Schnellläufer ausgebildeten Zerkleinerungsvorrichtung (58) weiter zerkleinert wird. Die Erfindung betrifft ferner eine die Zerkleinerungsanlage (52) umfassende Recyclinganlage sowie eine das Zerkleinerungsverfahren umfassendes Recyclingverfahren.

Description

Zerkleinerungsanlage und Zerkleinerungsverfahren zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott
Die Erfindung betrifft eine 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.
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
Polyp greifer. 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. 1 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 Volumenbzw. 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 Volumenbzw. 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 Volumenbzw. 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

P a t e n t a n s p r ü c h e
Zerkleinerungsanlage (52) zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott (56), insbesondere UBC-Schrott,
mit einer Zerkleinerungsvorrichtung (58) zur Zerkleinerung von
Aluminiumschrott, die als Schnellläufer ausgebildet ist,
wobei der Zerkleinerungsvorrichtung (58) eine Vorzerkleinerungsvorrichtung (54) zur Vorzerkleinerung von Aluminiumschrott vorgeschaltet ist, die als Langsamläufer ausgebildet ist
dadurch gekennzeichnet,
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) z transportieren und dieser vorzugsweise gleichmäßig zuzuführen.
Zerkleinerungsanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsvorrichtung (58) dazu eingerichtet ist, Aluminiumschrott im Wesentlichen schlagend und/oder scherend zu zerkleinern.
Zerkleinerungsanlage nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsvorrichtung (58) ein
Einwellenzerkleinerer, eine Hammermühle oder ein Ringshredder ist. Zerkleinerungsanlage 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.
Zerkleinerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzerkleinerungsvorrichtung (54) ein
Mehrwellenzerkleinerer, insbesondere ein Zwei- oder Dreiwellenzerkleinerer, ist.
Zerkleinerungsanlage 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.
Zerkleinerungsanlage 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.
Zerkleinerungsanlage 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. Zerkleinerungsanlage 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 11 bis 14 eingerichtet ist.
Recyclinganlage (120) zur Aufbereitung von Aluminiumschrott, insbesondere UBC-Schrott, umfassend eine Zerkleinerungsanlage (52) nach einem der
Ansprüche 1 bis 9.
Recyclinganlage nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Recyclinganlage (120) eine der
Zerkleinerungsanlage (52) nachgeordnete Sortieranlage (122) aufweist, die vorzugsweise für eine sensorgestützte Sortierung, insbesondere LIBS-basierte Sortierung, eingerichtet ist.
Zerkleinerungsverfahren zur Zerkleinerung von Aluminiumschrott (56), insbesondere UBC-Schrott, insbesondere unter Verwendung einer
Zerkleinerungsanlage (52) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
bei dem eine Menge Aluminiumschrott (56) mit einer als Langsamläufer ausgebildeten Vorzerkleinerungsvorrichtung (54) vorzerkleinert wird und bei dem der vorzerkleinerte Aluminiumschrott (60) mit einer als Schnellläufer ausgebildeten Zerkleinerungsvorrichtung (58) weiter zerkleinert wird, dadurch gekennzeichnet,
dass der vorzerkleinerte Aluminiumschrott (60) der Zerkleinerungsvorrichtung (58) kontrolliert, insbesondere mit einem vorgegebenen Volumenstrom oder Massenstrom, zugeführt wird.
Zerkleinerungsverfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass 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,
bei dem eine Menge Aluminiumschrott (56) mit einem Zerkleinerungsverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14 zerkleinert wird und
bei dem der zerkleinerte Schrott (66) weiter aufbereitet, insbesondere sortiert wird.
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