DE3337657A1

DE3337657A1 - Einrichtung zum einschmelzen von schrott und abfaellen aus nicht-eisenmetallen

Info

Publication number: DE3337657A1
Application number: DE19833337657
Authority: DE
Inventors: Hans Joachim Dipl.-Ing. 7032 Sindelfingen Krämer; Georg 7100 Heilbronn Kühnle
Original assignee: Individual
Current assignee: Kuehnle Georg 8400 Regensburg De
Priority date: 1983-10-17
Filing date: 1983-10-17
Publication date: 1985-04-25
Also published as: DE3337657C2

Description

Bezeichnung: Einrichtung zum Einschmelzen von Schrott
und Abfällen aus Nicht-Eisenmetallen Beschreibung: Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einschmelzen von Schrott und Abfällen aus Nicht-Eisenmetallen mit einem Ofen zur Aufnahme eines Schmelztiegels, einer den Tiegel abdekkenden Haube, einem an die Haube angeschlossenen Vorratsbehälter für einzuschmelzendes Gut, einer Beschickungseinrichtung und einer an die Haube angeschlossenen Aubsaugeinrichtung.
Eine derartige Schmelzeinrichtung ist bekannt (DE-OS 19 18 368). Dabei ist der Vorratsbehälter als Trichter ausgebildet, der im Abstand von der Haube angeordnet ist und das einzuschmelzende Gut offen an die Beschickungseinrichtung abgibt, die sich zwischen dem Vorratsbehälter und der Haube erstreckt. Die Haube ist fest mit der Beschickungseinrichtung und mit der Absaugeinrichtung verbunden und dementsprechend nicht verlagerbar. Die Absaugeinrichtung dient der Abführung und Nachverbrennung sich bildender Gase und Dämpfe, wobei über Regelklappen und sonstige Luftspalte der nicht abgedichteten Anlage Luft in die Haube einströmt, so daß das Schmelzverfahren im wesentlichen unter Atmosphärendruck stattfindet.
Wird eine solche unter Atmosphärendruck betriebene Schmelzeinrichtung zum Einschmelzen von Nicht-Eisenmetallen wie Aluminium oder Magnesium eingesetzt, ergeben sich eine Reihe von Schwierigkeiten. Dazu gehört ein öffentlich rechtliches Genehmigungsverfahren im Hinblick auf die möglichen Umweltbelastungen. Aufwendige Maßnahmen zum Niederschlagen und Abscheiden von Verunreinigungen sind unumgänglich, bevor die abgesaugte Luft in die Atmosphäre abgegeben werden kann.
Neben den hohen Anlageinvestitionen ergeben sich auch vergleichsweise hohe Betriebskosten durch die ständige Absaugung von Luft und Gasen, mit denen Ofenwärme abgeführt wird.
Hinzu kommen Verluste durch einen vergleichsweise starken Abbrand infolge des durch Nachströmen von Luft in die Haube und ihrer Dichte bei Atmosphärendruck oberhalb der Schmelze ständig vorhandenen Sauerstoffmenge. Diese Umstände machen das Einschmelzen mit einer entsprechenden Einrichtung unwirtschaftlich, insbesondere wenn es sich um eine vergleichsweise kleine Anlage handelt, wie sie häufig in Anpassung an den Schrottanfall oder den Bedarf an Schmelze zur alsbaldigen Weiterverarbeitung geeignet ist.
Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einschmelzeinrichtung zu schaffen, die geringere Anlage und Betriebskosten macht, zu einer hohen Schmelzausbeute führt und infolge geringer Umweltbelastung keine genehmigBngsrechtlichen Probleme aufwirft, so daß sich zahlreiche lohnende Einsatzmöglichkeiten ergeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Haube zwischen der Abdeckstellung und einer seitlichen Tiegelfreigabestellung verfahrbar ist, daß eine in der Abdeckstellung zur Wirkung kommende Dichtung zwischen der Haube und dem Tiegel vorgesehen ist, daß der Vorratsbehälter als vakuumdicht verschließbarer Chargenbehälter ausgebildet und vakuumdicht mit der Haube verbunden ist und daß die Absaugeinrichtung eine Vakuumpumpe aufweist.
Mit einer derartigen Einrichtung kann unter Vakuumbedingungen eingeschmolzen werden. Es ist bekannt, daß die strengen genehmigungsrechtlichen Auflagen nicht für Vakuum-Schmelzanlagen gelten, bei denen ein unkontrolliertes Entweichen von Gasen ausgeschlossen ist. Im übrigen führt das Vakuum zu einer vorteilhaften Verdampfung von organischen Substanzen, die am Schrott anhaften, bevor dieser in die Schmelze eintaucht. Daher kann auf eine Vorreinigung bei begrenzter Verschmutzung des Schrotts mit Öl oder dergleichen verzichtet werden. Die verdampften Substanzen können einfach und vollständig in einer Kühl zone vor der Vakuumpumpe niedergeschlagen und an einem Ölfilter abgeschieden werden. Daher kann die Abluft der Vakuumpumpe in die Atmosphäre gelassen werden.
Im übrigen ist das von dem Schmelztiegel, der Haube und dem Chargenbehälter gebildete zu evakuierende Volumen vergleichsweise gering, so daß mit einer vergleichsweise kleinen und billigen Vakuumpumpe gearbeitet werden kann, zumal auch nach dem Evakuieren infolge des hermetischen Abschlusses keine größeren Strömungsdurchsätze von der Vakuumpumpe zu bewältigen sind. Das wirkt sich auch vorteilhaft auf die Reinigung der Abluft sowie auf die Herabsetzung der Abbrandverluste durch Oxydation der Metallschmelze aus. Schließlich kann durch die Verfahrbarkeit der Haube der Tiegel auf einfache Weise in den Ofen eingesetzt und entnommen werden, wobei eine direkte erste Tiegelfüllung mit einzuschmelzendem Gut vorgenommen werden kann, so daß ein entsprechend kleineres Volumen des an die Haube angeschlossenen Chargenbehälters ausreicht.
Es ist zwar schon ein Vakuuminduktionsofen für die Beheizung und Behandlung metallischer Schmelzen bekannt, bei dem eine abhebbare Haube vorgesehen ist, deren unterer Rand abdichtend aufgesetzt ist und der eine Absaugeinrichtung mit einer Vakuumpumpe zugeordnet ist (DE-PS 22 43 714). Dieser Ofen ist jedoch zum Warmhalten und zur Warmbehandlung von Schmelzen vorgesehen, nicht jedoch zum Einschmelzen von Material, das während des Schmelzvorgangs in den Tiegel nachgefüllt wird. Dementsprechend sind keine Vorratshehalter an die Haube angeschlossen, die auch nicht seitlich verfahrbar ist. Im übrigen liegt die Haube nicht abgedichtet am oberen Rand des in den Ofen eingesetzten Schmelztiegels sondern an einem stationären Ofenteil an. Daher ist in nachteiliger Weise eine zusätzliche Abdichtung zwischen dem unteren Ende des Tiegels und einem stationären Ofenteil erforderlich. Der Tiegel ist somit im wesentlichen über seine ganze Länge von einem evakuierbaren Ringraum umschlossen, was nicht nur eine zusätzliche Evakuierleistung erfordert sondern die Verwendung fossiler Brennstoffe zum Beheizen des Ofens an Stelle einer Induktionsheizung ausschließt.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei hat sich insbesondere bewährt, zwei mit nur geringer Neigung auf gegenüberliegenden Seiten der Haube an diese angeschlossene Chargenbehälter vorzusehen, die von der Haube abkuppelbar sind und über Räder am Boden abgestUtzt sind. Da zwei Behälter vorgesehen sind können Abmessungen gewählt werden, die ein manuelles Hantieren begünstigen, wobei die verfahrbaren Behälter nach dem Abkuppeln an einer geeigneten Stelle für eine neue Schmelzcharge nachgefüllt werden können. Durch Verwendung zusätzlicher Chargenbehälter kann während des Schmelzvorgangs bereits nachgefüllt werden, so daß nach Beendigung eines Schmelzvorgangs neben dem Tiegelaustausch nur ein Chargenbehälteraustausch vorzunehmen ist, damit der nächste Schmelzvorgang beginnen kann.
Das führt zu einer höheren Kapazitätsausnutzung sowie zu Einsparungen an Heizenergie.
Von besonderem Vorteil ist auch die Abdichtung zwischen Tiegel und Haube unter Verwendung eines zwischen diesen Teilen angeordneten Zwischenrings mit einem oberen Dichtungsring und einem unteren Dichtungsring, wobei die Teile nicht nur durch ihr Gewicht und Federn aneinandergedrückt sondern während des Betriebs inbesondere durch das Vakuum zusammengezogen werden. Zur Anpassung an unterschiedliche Tiegel kann der Zwischenring einfach gegen einen anderen Zwischenring mit entsprechenden Abmessungen ausgetauscht werden, wenn sich die Haube in der Tiegelfreigabestellung befindet. Dann sind auch die Dichtungsringe gut zugänglich, so daß sie erforderlichenfalls problemlos ausgetauscht werden können.
Durch Anschluß der Vakuumpumpe an die oberen Enden der Haube und des bzw. jedes Chargenbehälters wird eine vollständige Vakuumabsaugung sowie beim Fluten durch Einleiten einesInertgases wie Stickstoff bei fortgesetzter Absaugung ein Durchspülen der Einrichtung in allen Bereichen gewährleistet, so daß alle Gase und Dämpfe aus der Einschmelzeinrichtung abgeführt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Einschmelzeinrichtung mit angekuppelten Chargenbehältern, wobei vom Schacht ofen und dem in diesen eingesetzten Tiegel nur das obere Ende dargestellt sind; Fig. 2 die Haube der Einrichtung gemäß Fig. 1 mit ihrem Wagen und den zugehörigen Schienen in einem Querschnitt; Fig. 3 die Haube mit weiteren Einzelheiten nach dem Abkuppeln der Chargenbehälter; Fig. 4 einen Blick in die Haube durch eine der beiden Anschlußöffnungen für die Chargenbehälter; Fig. 5 die Abdichtung zwischen der Grundplatte der Haube und dem Schmelztiegel in der Betriebsstellung; Fig. 6 einen abgekuppelten Chargenbehälter im wesentlichen in Seitenansicht; Fig. 7 das Außenende des Chargenbehälters in vergrößerter Darstellung; Fig. 8 einen Blick in den Chargenbehälter durch das geöffnete Außenende zur Sichtbarmachung von Teilen der Beschikkungseinrichtung; Fig. 9 den Anschluß des inneren Endes eines Chargenbehälters mit Blick auf das fest an der Haube angeordnete Magazin; Fig. 10 das Innere des Magazins durch das geöffnete äußere Magazinende und Fig.11 eine Fig. 1 entsprechende größere Teildarstellung, die Abwandlungen im Hinblick auf eine andere Abdichtung zwischen Haube und Tiegel aufweist.
Gemäß Fig. 1 weist die Einschmelzeinrichtung 1 einen Schachtofen 2 auf, der in den Boden 3 eingelassen ist. Der Schachtofen 2 ist in bekannter Weise als elektrisch beheizter Induktionsofen ausgeführt, der einen Schmelztiegel 4 mit einem oberen Randflansch 5 aufnehmen kann.
Des weiteren gehört zur Einschmelzeinrichtung 1 eine Haube 6 mit einer Grundplatte 7, die sich in der in Fig. 1 dargestellten Abdeckstellung in der Mitte über dem Schachtofen 2 bzw. dem Tiegel 4 befindet, mit dem sie während des Einschmelzvorgangs durch eine Abdichtungseinrichtung 8 verbunden ist, deren Ausbildung im Einzelnen aus Fig. 5 zu ersehen ist.
Die Haube 6 stützt sich an einem Wagen 10 mit vier Rädern ab, die auf zwei Schienen 12 laufen, so daß die Haube 6 gemäß Fig. 1 aus der dargestellung Abdeckstellung nach links in eine seitliche Tiegelfreigabestellung verfahrbar ist.
In dieser Tiegelfreigabestellung kann der Tiegel 4 senkrecht nach oben aus dem Schacht ofen 2 entnommen oder eingesetzt werden.
Die Haube 6 weist zwei sich diametral gegenüberliegende Anschlußöffnungen 14 und 15 auf, an die Chargenbehälter 16 und 17 ankuppelbar sind, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Die Chargenbehälter 16 und 17 sind mit einer Neigung von beispielsweise 40 abwärts zur Haube 6 geneigt und weisen beispielsweise einen Querschnitt von 76 x 50 cm bei einer Länge von 4,5 m auf. Die Chargenbehälter 16 und 17 sind jeweils über ein Fußgestell 18 mit Rädern 19 am Boden 3 abgestützt. Am Boden fest angeordnete Führungsschienen 20, die sich parallel zu den Schienen 12 erstrecken und an ihren äußeren Enden nach außen abgewinkelte Einführungsabschnitte 21 aufweisen, sichern eine exakte Ausrichtung der Chargenbehälter 16 und 17 auf die Anschluß öffnung 14 bzw. 15 der Haube 6.
Jeder Chargenbehälter ist aus Blech zusammengeschweißt und an seiner Außenseite mit Verstärkungsrippen 23 versehen, so daß er einem inneren Vakuum standhält. Ferner weist jeder Chargenbehält er an seinem inneren Ende einen Innenflansch 24 und an seinem äußeren Ende einen Außenflansch 25 auf. Auf jeder Seite sind zwei Schnellverschlüsse 26 bekannter Bauart vorgesehen, die den Innenflansch 24 hintergreifen und unter Einspannung einer Dichtung 27 gegen einen Anschlußflansch 28 ziehen, der die betreffende Anschlußöffnung 14 bzw. 15 der Haube 6 umgibt.
Das äußere Ende eines jeden Chargenbehälters 16 bzw. 17 ist mit einem Verschlußdeckel 30 verschließbar, der einen Handgriff 31 aufweist, auf der einen Seite mittels Scharnieren 32 an den Außenflansch 25 angelenkt ist und durch zwei Schnellverschlüsse 33 auf der gegenüberliegenden Seite unter Einspannung einer Dichtung 34 gegen den Außenflansch 25 des Chargenbehälters anziehbar ist.
Jeder Chargenbehälter 16 bzw. 17 ist mit einer Beschickungseinrichtung 35 versehen, die einen den Querschnitt des Chargenbehälters im wesentlichen ausfüllenden plattenförmigen Schieber 36 aufweist, der über zwei Gelenkaugen 37 schwenkbar an einer horizontalen Querachse 38 aufgehängt ist. Diese ist an einem Wagen 39 mit Rädern 40 aufgehängt, die auf den einander zugewandten Schenkeln zweier Winkelschienen 41 laufen, die innerhalb des Chargenbehälters 16 bzw. 17 an dessen oberer Wand befestigt sind und sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Chargenbehälters erstrecken. Der Wagen 39 ist an einer Endloskette 42 befestigt, die über ein Antriebsrad 43 am äußeren und ein Umlenkrad 44 am inneren Ende des Chargenbehälters umläuft. Zur teilweisen Aufnahme dieser Antriebsteile ist der Chargenbehälter mit einem nach außen hin geschlossenen Gehäuseaufsatz 45 versehen.
Das Antriebsrad 43 ist in beiden Drehrichtungen mittels eines Elektromotors 47 mit einem Getriebe 48 antreibbar.
Die Antriebswelle 49 ist ebenso wie die Umlenkwelle in abgedichteter Weise nach außen geführt und mit einer Riemenscheibe 50 versehen, über die ein Riemen 51 mit einer Markierung 52 läuft, die auf den Wagen 39 bzw. den Schieber 36 ausgerichtet ist und somit dessen jeweilige Stellung innerhalb des Chargenbehälters 16 bzw. 17 anzeigt.
Wie aus Fig. 7 zu ersehen ist der Gehäuseaufsatz nahe seinem äußeren Ende mit einer von einem Flansch 54 umgebenen Zugangsöffnung versehen, die durch einen abnehmbaren Deckel 55 und einen Dichtungsring dicht verschlossen ist. Durch diese Zugangsöffnung sind die Endloskette 42 sowie der Wagen 39 zu Wartungs- oder Reparaturzwecken von oben zugänglich.
Zwischen dem hinteren Ende des Wagens 39 und dem unteren Ende des Schiebers 36 ist eine Hebelanordnung 56 vorgesehen, mit welcher der schwenkbar aufgehängte Schieber 36 in der senkrecht herabhängenden Schieberstellung blockiert werden kann. Bei bis zum äußeren Behälterende zurückgefahrenem Wagen 39 und geöffnetem Verschlußdeckel 30 kann der Schieber 36 jedoch von Hand nach hinten hochgeschwenkt und mittels einer Arretierung 57 in hochgeschwenkter Lage fixiert werden, so daß der Chargenbehälter von seinem äußeren Ende her mit einzuschmelzendem Schrott oder mit Abfällen gefüllt werden kann.
Auf jedem Chargenbehälter 16 bzw. 17 ist eine sich im wesentlichen über die ganze Behälterlänge erstreckende Vakuumleitung 58 angeordnet, die am äußeren Sunde des Chargenbehälters in diesen einmündet und im Bereich des inneren Endes des Chargenbehälters bzw. seines Innenflansches 24 einen Verbindungsflansch 59 aufweist.
Gemäß Fig. 5 weist die Abdichtungseinrichtung 8 zwischen der Grundplatte 7 der Haube 6 und dem Randflansch 5 des Tiegels 4 einen Zwischenring 60 von rechteckigem Hohlprofil auf, dessen Hohlraum durch eine spiralförmige Trennwand 61 in einen spiralförmigen Kühlkanal 62 unterteilt ist, dessen Enden mit Anschlüssen 63 und 64 zur Zu- und Ableitung von Kühlwasser versehen sind. Der Zwischenring 60 trägt einen unteren Dichtung 65 ringazur Anlage am Randflansch 5 des Tiegels 4 sowie einen oberen Dichtungsring 66 zur Anlage an der Grundplatte der Haube 6.
Der Tiegel 4 stützt sich mit seinem Randflansch 5 auf vertikal angeordneten Druckfedern 68 ab. Diese Federn 68 bewirken ein ausreichendes Einspannen der Abdichtungseinrichtung 8 zwischen dem Randflansch 5 und der Grundplatte 7. Ein Vakuum innerhalb der Haube 6 und des Tiegels 4 führt zu einem zusätzlichen vertikalen Andrücken der Teile.
Damit die Haube 6 in der vorbeschriebenen Weise auf den Schienen 12 zwischen der Abdeckstellung und der Tiegelfreigabestellung verfahren werden kann, müssen der Tiegel 4 mit dem Zwischenring 60 abgesenkt werden. Das geschieht beispielsweise mittels zwei sich diametral gegenüberliegender Niederdrückeinrichtungen 70. Diese sind in gleicher Weise ausgebildet und besitzen ein Druckstück 71, das wie dargestellt um einen vertikalen Zapfen 72 in eine den Randflansch 5 übergreifende Niederdrückstellung schwenkbar ist. Diese Verschwenkung wird dadurch erleichtert, daß das Druckstück 71 normalerweise mittels einer den Zapfen 72 umschließenden Anhebfeder 73 vom Randflansch 5 abgehoben ist. Oberhalb des Druckstücks 71 ist eine Exzenterwelle 74 gelagert, die zwischen den beiden Lagern 75 und 76 eine Exzenterscheibe 77 trägt. Wird die Exzenterwelle 74 mittels des Betätigungshebels 78 gedreht, so wird das Druckstück 71 von der Exzenterscheibe 77 niedergedrückt, und die Druckfedern 68 werden so weit zusammengedrückt, daß der Zwischenring 60 mit dem oberen Dichtungsring 66 eine Abstandsstellung gegenüber der Grundplatte 7 der Haube 6 einnimmt. Durch eine umgekehrte Betätigung der Niederdrückeinrichtung 70 werden die Federn 68 frei gegeben, um die Abdichtungseinrichtung 8 wieder in die Abdichtungsstellung zu überführen.
Gemäß Figuren 2 und 3 ist der Wagen 10 zum Verfahren der Haube 6 mit einer Antriebseinrichtung 80 versehen, die einen Elektromotor 81 mit einem Getriebe umfaßt, das zwei über eine Querwelle 82 miteinander verbundene Ritzel 83 antreibt, die mit Zahnstangen 84 an den beiden Schienen 12 kämmen.
Oberhalb der Haube 6 ist eine horizontale Vakuumverteilleitung 85 vorgesehen, deren offene Enden mit Verbindungsflanschen 86 versehen sind, an die sich unter Einspannung eines Dichtungsrings bei angekuppelten Chargenbehältern 16 und 17 die Verbindungsflansche 59 der Vakuumleitungen 58 anlegen. Bei entsprechender Bemessung führt das Anziehen der Chargenbehälter 16 und 17 mittels der Schnellverschlüsse 26 auch zu einer abdichtenden Verbindung zwischen den Verbindungsflanschen 59 und 86. Nach dem Aufbringen von Vakuum werden die Verbindungsflansche 59 und 86 zusätzlich aneinander gedrückt. Die Vakuumverteilleitung 85 ist über ein Verbindungsrohr 87 und eine nicht dargestellte flexible Leitung mit einer gleichfalls nicht dargestellten Vakuumpumpe verbunden, der ein Kühler und ein Filter vorgeschaltet sind. Die flexible Leitung ist so ausgebildet, daß sie äußerem Überdruck standhält. Sie ermöglicht ein Verfahren der Haube 6 zwischen der Abdeckstellung und der Tiegelfreigabestellung, ohne daß die Verbindung der Vakuumverteilleitung 85 mit der Vakuumpumpe unterbrochen-werden muß. Die Vakuumverteilleitung 85 ist über einen Anschlußstutzen 88 mit dem oberen Ende der Haube 6 verbunden.
An die Haube 6 ist ein geneigtes Magazin 90 fest angeschlossen, das der Zuführung von Sondermetallen und insbesondere sehr dünnem einzuschmelzendem Gut dient. Das Magazin 90 ist durch eine Zwischenwand 91 (Fig. 10) in zwei Kanäle unterteilt, die an ihrem unteren Ende durch Klappen 92 und 93 einzeln verschließbar sind. Die Klappen 92 und 93 sind jeweils mit einer oberen Achse 94 schwenkbar gelagert, die an der betreffenden Seite abgedichtet aus dem Magazin 90 herausgeführt und mit einem Handhebel 94' zum manuellen Aufschwenken der Klappe versehen ist, so daß das betreffende Gut auf dem Boden des Magazins 90 in die Haube 6 hineingleitet, bis die Klappe 92 bzw. 93 wieder in die Sperrstellung zurückgeschwenkt und arretiert wird.
Das obere äußere Ende des Magazins 90 ist durch einen Dekkel 95 mit einem Handgriff 96 unter Einspannung eines Dichtungsrings 97 verschließbar. Der Deckel 95 ist über Scharniere 98 an die Unterkante des Randflansches 99 am äußeren Ende des Magazins 90 angelenkt, so daß bei geöffnetem Deckel dieser gemäß Fig. 10 herabhängt. Durch Klemmverschlüsse 100 kann der in die Schließstellung hochgeklappte und auf dem Randflansch 99 aufliegende Deckel 95 abdichtend gegen den Randflansch 99 angezogen werden. Auch das obere Ende des Magazins 90 ist durch ein Anschlußrohr 89 an die Vakuumverteilleitung 85 angeschlossen.
Die Haube 6 ist mit einem Füllstandsanzeiger 102 versehen.
Dieser weist einen herabhängenden Pendelstab 103 auf, der an seinem oberen Ende fest mit einer Schwenkwelle 104 verbunden ist, die in einer Lagerplatte 105 sowie in der Wand der Haube 6 gelagert ist, durch die sie abgedichtet nach außen geführt ist. Auf das Außenende der Schwenkwelle 104 ist drehfest ein Schwenkhebel 106 befestigt, der sich in der selben Ebene wie die Pendelstange 103 erstreckt. Die horizontale Schwenkwelle 104 erstreckt sich in der Mitte zwischen den Anschlußöffnungen 14 und 15 der Haube 6, und der Pendelstab 103 erstreckt sich zentral durch die von der Grundplatte 7 umgebene untere Haubenöffnung, die etwas kleiner als der Innendurchmesser des Tiegels 4 ist. Der Pendelstab 103 ist in seinem unteren Bereich fächerförmig ausgebildet, wozu in der durch den Pendelstab 103 und die Schwenkwelle 104 festgelegten Ebene zwei kürzere Stäbe 107 und 108 auf gegenüberliegenden Seiten an den Pendelstab 103 angeschweißt sind.
Beim Beschicken aus dem Chargenbehälter 16 bzw. 17 wird die Pendelstange 103 und mit ihr der Schwenkhebel 106 zur einen bzw. zur anderen Seite hin ausgelenkt. Erst wenn der eingefüllte Schrott infolge des Einschmelzvorgangs bis in den Bereich des unteren Endes der Pendelstange 103 abgesackt ist, nimmt die Pendelstange 103 wieder eine frei herabhängende Stellung ein, was durch die Stellung des Schwenkhebels 106 angezeigt wird. Dementsprechend kann erneut Schrott aus einem der beiden Chargenbehälter nachgefüllt werden.
Um Materialstauungen innerhalb der Haube 6 und insbesondere ihres unteren trichterförmigen Abschnitts begegnen zu können, ist auf der Haube 6 ein an seinem oberen Ende abgedichtetes vertikales Führungsrohr 110 angeordnet, das eine Stoßstange 111 aufnimmt. Mittels eines Elektromotors 112, der über ein Ritzel an einer mit der Stoßstange 111 verbundenen Zahnstange angreift, kann die Stoßstange 111 bei Bedarf nach unten ausgefahren und wieder hochgefahren werden.
Auf der Haube 6 ist ferner ein Salzbehälter 115 mit einer Sichtanzeige 116 zur Feststellung des jeweiligen Füllstandes angeordnet. Der Salzbehälter 115 ist durch einen Deckel 117 dicht verschlossen. Die Haubenöffnung 118 am unteren Ende des Salzbehälters 115 ist durch einen sich nach oben verjüngen den Konus 119 verschließbar, der über einen Handhebel 120 betätigbar ist.
Ferner sind an der Außenseite der Haube zwei Zugangsstutzen 122 und 123 vorgesehen, die mit Öffnungen 124 bzw. 125 in der Haubenwand münden und nach unten auf die Ofenmitte gerichtet sind. Diese Stutzen sollen eine Betrachtung der Schmelze im Tiegel 4 ermöglichen und sind dementsprechend an ihrem äußeren Ende mit einem Schauglas 126 bzw. 127 versehen, das abdichtend und abnehmbar angebracht ist. Unterhalb des Schauglases ist jeweils ein Kugelhahn 128 bzw. 129 mit einem Betätigungshebel 130 bzw. 131 zum Verschwenken des Kükens vorgesehen. Dadurch besteht die Möglichkeit, während des Betriebs ein verschmutztes Schauglas abzunehmen und zu reinigen, nachdem zuvor der betreffende Kugelhahn geschlossen wurde. In der Öffnungsstellung des Kugelhahns gibt die Kükenbohrung den Durchblick zur Schmelze frei.
Zur Durchführung eines Einschmelzvorgangs wird ein mit Schrott gefüllter Tiegel 4 in den Schachtofen 2 eingesetzt. Dann werden die Druckstücke 71 über den Randflansch 5 des Tiegels 4 eingeschwenkt, wie es Fig. 5 zeigt, worauf die Exzenterscheiben 77 mit den Betätigungshebeln 78 gedreht werden, was zu einem Zusammendrücken der Druckfedern 68 und damit zu einem Niederdrücken des Tiegels 4 führt. Auf den Randflansch 5 wird der Zwischenring 60 mit den Dichtungsringen 65 und 66 aufgelegt, und an die Anschlüsse 63 und 64 werden Kühlwasserleitungen angebracht. Nunmehr wird die Haube 6 auf den Schienen 12 aus der seitlichen Tiegelfreigabestellung in die Abdeckstellung über dem Schachtofen 2 gefahren. Dazu wird der Elektromotor 81 entsprechend betätigt, wozu man sich eines an der Haube 6 angeordneten Schaltkastens 133 mit Schaltknöpfen zur Steuerung der verschiedenen Elektromotore bedient.
Bereits zuvor wurden die beiden abgekuppelten Chargenbehäl ter 16 und 17 mit Schrott gefüllt, wozu die Schieber 36 zu den äußeren Behälterenden zurückgefahren, hochgeklappt und nach dem Füllen der Behälter wieder in der herabhängenden Schieberstellung blockiert wurden, worauf die Verschlußdeckel 30 angezogen wurden. Nunmehr werden die gefüllten Chargenbehälter 16 und 17 mit ihren Rädern 19 zwischen die Führungsschienen bugsiert und an die in der Abdeckstellung befindliche Haube 6 herangefahren, worauf sie durch Betätigen der Schnellverschlüsse 26 dicht an die Haube angeschlossen werden. Nunmehr werden die Exzenterscheiben 77 gelöst, so daß die Druckfedern 68 den Tiegel 4 mit seinem Randflansch 5 unter Einspannung des Zwischenrings 60 gegen die Grundplatte 7 der Haube 6 vorspannen. Auch das fest angeschlossene Magazin 90 ist ggf. bereits bei in der Tiegelfreigabestellung befindlicher Haube 6 gefüllt worden.
In dieser Stellung wird über die Vakuumverteilleitung 85 Vakuum an die Haube 6, die Chargenbehälter 16 und 17 sowie das Magazin 90 angelegt. Das zu evakuierende Volumen kann beispielsweise etwa 4 m3 betragen, wobei der Tiegel 4 eine Größe aufweist, die zur Herstellung einer Schmelzcharge von etwa 600 kg ausreicht. Wegen dieses vergleichsweise kleinen zu evakuierenden Volumens kann eine verhältnismäßig kleine Vakuumpumpe von beispielsweise etwa 250 m3/h verwendet werden. Dabei kann das Vakuum den Gegebenheiten angepaßt und auch im Laufe des Einschmelzverfahrens geändert werden. Beispielsweise kann mit einem Druck von 700 bis 800 mbar begonnen und das Vakuum später auf 300 bis 400 mbar erhöht werden. Gleichzeitig wird die Heizung des Schachtofens 2 in Betrieb genommen.
Durch das Vakuum und die Vorwärmung wird Wasserdampf aus dem Schrott abgezogen, was insbesondere beim Einschmelzen von Magnesium von großer Bedeutung ist und eine Vorbehandlung des Schrotts überflüssig machen kann. Ebenfalls werden organische Verunreinigungen abgeführt, vor der Vakuumpumpe kondensiert und in entsprechenden Filtern abgeschieden. Dementsprechend kann die von der Vakuumpumpe abgegebene Luft ohne Umweltverschmutzung ins Freie abgeblasen werden.
Durch das Schmelzen von Schrott im Tiegel 4 muß immer wieder einzuschmelzendes Gut in die Haube 6 nachgefüllt werden, was durch schrittweises Beschicken aus den Chargenbehältern 16 oder 17 erfolgt, indem deren Beschickungseinrichtungen 35 mittels der Elektromotore 47 in Intervallen betätigt werden.
Auch das in das Magazin 90 eingefüllte Gut kann zu gegebener Zeit in die Haube 6 entleert werden. Ferner wird aus dem Salzbehälter 115 dem jeweiligen Bedarf entsprechend ein Spezialsalz zugeführt, das verhindert, daß sich auf der Schmelzoberfläche eine Oxidationshaut bildet, und zum anderen bewirkt, daß insbesondere bei stählernen Schmelztiegeln deren Wand mit einer die Gleitfähigkeit verbessernden Schicht überzogen wird. Dabei bewirkt der Konus 119, daß das herabfallende Salz verstärkt zum Umfang der Haube 6 und damit des Schmelztiegels 4 bewegt wird. Das Salz hat ferner die Eigenschaft, durch sein höheres spezifisches Gewicht Verunreinigungen mit zum Grund des Tiegels zu führen.
Während des Schmelzprozesses kann es unter Umständen notwendig werden, das Vakuum aufzuheben und/oder angesammelte Gase aus der Haube 6, den Chargenbehältern 16 und 17 sowie dem Magazin 90 zu entfernen. Das geschieht durch Fluten der Einschmelzeinrichtung 1 beispielsweise mit Stickstoff. Dazu mündet in die Haube 6 eine Flutungsleitung 135, an die eine Stickstoffflasche anschließbar ist. Durch fortgesetztes Absaugen mittels der Vakuumpumpe ist ein schnelles und vollständiges Fluten der Einrichtung gewährleistet.
Nach dem vollständigen Einschmelzen einer Charge von beispielsweise 600 kg Aluminium oder Magnesium werden die Ofenheizung und die Vakuumpumpe abgeschaltet. Bei Atmosphären druck innerhalb der Einschmelzeinrichtung werden die Chargen behälter 16 und 17 durch Öffnen der Schnellverschlüsse 26 abgekuppelt und weggefahren. Die Druckstücke 71 werden wieder über den Randflansch 5 des Tiegels 4 geschwenkt und die Niederdrückeinrichtungen 70 betätigt, worauf die Haube 6 in die seitliche Tiegelfreigabestellung gefahren und der Tiegel 4 mit der Schmelze entnommen werden. Diese kann in Masseln gegossen oder auch ohne vorherige Erstarrung zu Spritzgußerzeugnissen weiterverarbeitet werden, ggf. unter Verwendung eines Warmhalteofens.
Zwischen aufeinanderfolgenden Chargen ergeben sich nur geringe Stillstandszeiten, da der Tiegelwechsel sowie der Austausch der geleerten Chargenbehälter gegen bereits zuvor gefüllte andere Chargenbehälter vergleichsweise schnell vor sich gehen kann. So kann beispielsweise alle zwei Stunden eine neue Charge Schmelzmetall hergestellt werden.
Fig. 11 zeigt eine Abdichtung zwischen der Haube 6 mit der Grundplatte 7 und dem Tiegel 4 mit dem Randflansch 5, die von der in Fig. 5 dargestellten Abdichtung abweicht. An Stelle des Zwischenrings 60 gemäß Fig. 5 ist eine Ringplatte 140 vorgesehen, die gleichfalls gekühlt wird, ohne daß dieses aus der Zeichnung zu ersehen ist. Der Randflansch 5 des Tiegels 4 liegt unter Zwischenfügung einer Tiegeldichtung 141 auf der Ringplatte 140 auf, während die Grundplatte 7 der Haube 6 unter Zwischenfügung einer Haubendichtung 142 auf der Ringplatte 140 aufliegt. In die Ringplatte 140 ist ein Exzenter mit einer Exzenterwelle 144 und einem Bedienungshebel 145 eingebaut, mit dem der Tiegel 4 auf der Ringplatte 140 festgeklemmt werden kann. Am Wagen 10 zum Verfahren der Haube 6 ist ein weiterer Exzenter mit einer Exzenterwelle 147 und einem Bedienungshebel 148 angeordnet. Damit kann die Haube 6 aus der dargestellten und gegenüber dem Wagen 10 abgesenkten Abdichtungsstellung in eine Fahrstellung angehoben werden, in der die Haube 6 unbehindert über den Tiegel 4 sowie die Ringplatte 140 hinweg gefahren werden kann.
Bezeichnung: Einrichtung zum Einschmelzen von Schrott und Abfällen aus Nicht-Eisenmetallen Bezugs zeic henliste 1 Einschmelzeinrichtung 2 Schachtofen 3 Boden 4 Schmelztiegel 5 Randflansch 6 Haube 7 Grundplatte 8 Abdichtungseinrichtung 10 Wagen 11 Räder 12 Schienen 14 und 15 Anschlußöffnungen 16 Chargenbehälter 17 Chargenbehälter 18 Fußgestell 19 Räder 20 Führungsschienen 21 Einführungsabschnitte 2 3 Verstärkungsrippen 24 Innenflansch 25 Außenflansch 26 Schnellverschluß 27 Dichtung 28 Anschlußflansch 30 Verschlußdeckel 31 Handgriff 32 Scharniere 33 Schnellverschlüsse 35 Beschickungseinrichtung 36 Schieber 37 Gelenkaugen 38 Querachse 39 Wagen 1O Räder 41 Winkelschienen 42 Endloskette 43 Antriebsrad 44 Umlenkrad 45 Gehäuseaufsatz 34 Dichtung 57 Arretierung 47 Elektromotor 48 Getriebe 49 Antriebswelle 50 Riemenscheibe 51 Riemen 52 Markierung 54 Flansch 55 Deckel 56 Hebelanordnung 58 Vakuumleitung 59 Verbindungsflansch 60 Zwischenring 61 Trennwand 62 Kühlkanal 63 Anschluß 64 Anschluß 65 unterer Dichtungsring 66 oberer Dichtungsring 68 Druckfedern 70 Niederdrückeinrichtung 71 Druckstück 72 Zapfen 73 Anhebfeder 74 Exzenterwelle 75 Lager 76 Lager 77 Exzenterscheibe 78 Betätigungshebel 80 Antriebseinrichtung 81 Elektromotor 82 Querwelle 83 Ritzel 85 Vakuumverteilleitung 86 Verbindungsflansche 87 Verbindungsrohr 88 Anschlußstutzen 89 Anschlußrohr 90 Magazin 84 Zahnstangen 91 Zwischenwand 92 Klappe 93 Klappe 94 Achse 941 Handhebel 95 Deckel 96 Handgriff 97 Dichtungsring 98 Scharniere 99 Randflansche 100 Klemmverschlüsse 102 Füllstandsanzeiger 103 Pendelstab 104 Schwenkwelle 105 Lagerplatte 106 Schwenkhebel 107 Stab 108 Stab 110 Führungsrohr 111 Stoßstange 112 Elektromotor 115 Salzbehälter 116 Sichtanzeige 117 Deckel 118 Haubenoffnung 119 Konus 120 Handhebel 122 Zugangsstutzen 123 Zugangsstutzen 124 Öffnung 125 Öffnung 126 Schauglas 127 Schauglas 128 Kugelhahn 129 Kugelhahn 130 Betätigungshebel 131 Betätigungshebel 133 Schaltkasten 135 Flutungsleitung 140 Ringplatte 141 Tiegeldichtung 142 Haubendichtung 144 Exzenterwelle 145 Bedienungshebel 147 Exzenterwelle 148 Bedienungshebel

Claims

Bezeichnung: Einrichtung zum Einschmelzen von Schrott und Abfällen aus Nicht-Eisenmetallen Ansprüche: 1. Einrichtung zum Einschmelzen von Schrott und Abfällen aus Nicht-Eisenmetallen mit einem Ofen (2) zur Aufnahme eines Schmelztiegels (4), einer den Tiegel (4) abdeckenden Haube (6),einem an die Haube (6) angeschlossenen Vorratsbehälter (16,17) für einzuschmelzendes Gut, einer Beschickungseinrichtung (35) und einer an die Haube (.6) angeschlossenen Absaugeinrichtung, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Haube (6) zwischen der Abdeckstellung und einer seitlichen Tiegelfreigabestellung verfahrbar ist, daß eine in der Abdeckstellung zur Wirkung kommende Abdichtungseinrichtung (8) zwischen der Haube (6) und dem Tiegel (4) vorgesehen ist, daß der Vorratsbehälter als vakuumdicht verschließbarer Chargenbehälter (16,17) ausgebildet und vakuumdicht mit der Haube(6) verbunden ist und daß die Absaugeinrichtung eine Vakuumpumpe aufweist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Chargenbehälter (16,17) sich im wesentlichen waagerecht mit ggf. geringer Neigung zur Haube (6) erstreckt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Chargenbehälter (16,17) einen im wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt aufweist und die Beschickungseinrichtung (35) einen dem Behälterquerschnitt angepaßten Schieber (36) aufweist, der durch den Chargenbehälter (16,17) bewegbar ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß zwei Chargenbehälter (16 und 17) auf sich diametral gegenüberliegenden Seiten an die Haube (6) angeschlossen sind.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der bzw. jeder Chargenbehälter (16,17) abkuppelbar an die Haube (6) angeschlossen ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der bzw. jeder Chargenbehälter (16,17) auf Rädern (19) verfahrbar abgestützt ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 und Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß Führungsschienen (20) zum Heranfahren des bzw. Jedes Chargenbehälters (16,17) an die in der Abdeckstellung befindliche Haube (6) vorgesehen sind.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Haube (6) auf Schienen (12) zwischen der Abdeckstellung und der seitlichen Tiegelfreigabestellung verfahrbar ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Tiegel (4) über Federn (68) abgestützt und in abdichtende Anlage an die in der Abdeckstellung befindliche Haube (6) angedrückt ist und daß der Tiegel (4) mittels einer Niederdrückeinrichtung (70) gegen die Kraft der Federn (68) aus der Betriebsstellung in eine Senkstellung absenkbar ist, in der die Haube (6) über den Tiegel (4) hinweg verfahrbar ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß zur Abdichtung zwischen dem Tiegel (4) und der Haube (6) ein von Kühlwasser durchströmbarer Zwischenring(60) mit einem an einem oberen Randflansch (5) des Tiegels (4) anliegenden unteren Dichtungsring (65) und einem oberen Dichtungsring (66) vorgesehen ist, der mit einer Grundplatte (7) der Haube (6) zusammenwirkt.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Haube (6) mit einem fest angeschlossenen Magazin (90) für die Zuführung von Sondermetallen oder Kleinteilen und mit ggf. einem Behälter (115) für die Zudosierung von Zuschlagstoffen versehen ist, die jeweils vakuumdicht verschließbar sind.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vakuumpumpe über ein Rohrleitungssystem (87,85,88,89,58) an die oberen Enden der Haube (6) des bzw. jedes Chargenbehälters(16,17) und des ggf. vorgesehenen Magazins (90) angeschlossen ist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in die Haube (6) eine Flutungsleitung (135) für die Zuführung eines Inertgases mündet.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Haube (6) mit wenigstens einem Zugangsstutzen (122,123) versehen ist, der mittels eines abnehmbaren Schauglases (126,127) verschlossen ist und einen Kugelhahn (128,129) aufweist, dessen Küken zwischen einer Absperrstellung und einer Durchblickstellung drehbar ist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Füllstandsanzeiger (102) mit einem herabhängenden Pendelstab (103),der vom in die Haube (6) eingefüllten Gut seitlich auslenkbar ist, und einer in der Haube (6) gelagerten horizontalen Schwenkwelle (;in4) vorgesehen ist, die aus der Haube (6) herausgeführt ist und eine Stellungsanzeige (106) trägt.
16. Einrichtung nach Anspruch 4 und Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schwenkwelle (104) sich quer zum Haubendurchmesser erstreckt, auf dem die beiden Chargenbehälter (16 und 17) liegen.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Haube (6) ein vertikales Führungsrohr (110) trägt, das eine nach unten ausfahrbare Stoßstange (111) aufnimmt.