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EP4256096A1 - Method for the recovery of aluminium from aluminium scrap, and multichamber melting furnace - Google Patents

Method for the recovery of aluminium from aluminium scrap, and multichamber melting furnace

Info

Publication number
EP4256096A1
EP4256096A1 EP21819852.1A EP21819852A EP4256096A1 EP 4256096 A1 EP4256096 A1 EP 4256096A1 EP 21819852 A EP21819852 A EP 21819852A EP 4256096 A1 EP4256096 A1 EP 4256096A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
scrap
chamber
air
combustion
scrap chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21819852.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rukiye GÜLTEKIN
Dominikus Schröder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LOI Thermprocess GmbH
Original Assignee
LOI Thermprocess GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LOI Thermprocess GmbH filed Critical LOI Thermprocess GmbH
Publication of EP4256096A1 publication Critical patent/EP4256096A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/001Dry processes
    • C22B7/003Dry processes only remelting, e.g. of chips, borings, turnings; apparatus used therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/005Preliminary treatment of scrap
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/0007Preliminary treatment of ores or scrap or any other metal source
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/0038Obtaining aluminium by other processes
    • C22B21/0069Obtaining aluminium by other processes from scrap, skimmings or any secondary source aluminium, e.g. recovery of alloy constituents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/0084Obtaining aluminium melting and handling molten aluminium
    • C22B21/0092Remelting scrap, skimmings or any secondary source aluminium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/02Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/022Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/04Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces of multiple-hearth type; of multiple-chamber type; Combinations of hearth-type furnaces
    • F27B3/045Multiple chambers, e.g. one of which is used for charging
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    • F27B3/10Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
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    • F27D17/004Systems for reclaiming waste heat
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0006Monitoring the characteristics (composition, quantities, temperature, pressure) of at least one of the gases of the kiln atmosphere and using it as a controlling value
    • F27D2019/0012Monitoring the composition of the atmosphere or of one of their components
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Definitions

  • the invention relates to a method for recovering aluminum from aluminum scrap that has organic adhesions, in a multi-chamber melting furnace, with a scrap chamber that is set up to receive melt, the scrap chamber having a batch loadable with the aluminum scrap hearth, which is above of the level (N) of the melt and wherein a loading door is arranged in the wall of the scrap chamber and with at least one heating chamber which is designed to receive melt and which has at least one combustion device, at least with the following process steps:
  • the invention relates to a multi-chamber melting furnace for the recovery of aluminum from aluminum scrap which has organic adhesions, comprising:
  • At least one Hei zhunt which is set up for receiving Schmel ze and has at least one combustion device.
  • the heat required for melting in both chambers is provided in the heating chamber by means of at least one combustion device.
  • at least one combustion device As a rule, several burners, in particular gas burners, are used.
  • At least part of the heat required for the pre-treatment is introduced into the scrap chamber by a recirculating flow of melt and atmosphere exchange from the heating chamber.
  • Scrap cans are either used aluminum beverage cans or return material from industrial production.
  • the aluminum scrap can also be any other type of scrap that is to be melted, e.g. B. scrap in the form of shredder material, profiles or other returns.
  • Aluminum scrap is often contaminated or shows some organic contamination on the surface.
  • the aluminum scrap can be contaminated with oils, greases, paints, coatings or other organic contaminants.
  • a first pre-treatment phase at a predetermined first temperature in an atmosphere free of oxygen, i. H. where the oxygen content is so low that there is no free oxygen available for oxidizing aluminum, most of the organic buildup is pyrolyzed.
  • the scrap still has organic adhesions on the surface, namely less volatile adhesions, such as e.g. B. in the form of elemental carbon. If these adhesions are introduced into the melting process in the heating chamber, the carbon reacts with the aluminum to form aluminum carbide. Residues of non-pyrolyzed adhesions react with the melt and lead to dross formation. This leads to metal loss.
  • organic adhesions such as e.g. B. in the form of elemental carbon.
  • the object of the invention is accordingly to provide a remedy here and to create a possibility of avoiding dross formation during the recovery of aluminum from aluminum scrap in a multi-chamber melting furnace and of increasing the metal yield.
  • This object is achieved by a method with the method steps according to claim 1 and a multi-chamber melting furnace with the features of claim 12.
  • the method according to the invention has at least the following steps:
  • process steps are carried out in the order shown. However, one or more of the method steps can also be carried out simultaneously, one after the other and/or at least partially in parallel.
  • the loading of the hearth of the scrap chamber with aluminum scrap in batches is preferably carried out by means of a special charging machine, in particular by means of a charging machine that is sealed off from the melting furnace, so that during loading because the entry of oxygen into the scrap chamber is largely avoided. If oxygen should be introduced into the scrap chamber during loading, it is eliminated during, preferably at the end of, the loading process step, preferably by means of a brief combustion step.
  • the organic adhesions on the aluminum scrap are converted into a pyrolysis gas by means of pyrolysis.
  • the first pre-treatment phase takes place at a first temperature, which is up to about 550°C, in an atmosphere which does not contain free oxygen, i. H. whose oxygen content is so low that oxidation of the aluminum scrap is avoided during pre-treatment.
  • the melting temperature of aluminum is between 600 and 650°C and thus above the pyrolysis temperature, which is a maximum of 550°C.
  • the scrap chamber is heated to at least the self-ignition temperature of the pyrolysis gas, which is around 750°C.
  • the predetermined second temperature is approximately 850°C.
  • Preferably the second temperature is between 750°C and 900°C.
  • the one in the junk room The air flow introduced supplies the oxygen required for a sub-stoichiometric combustion reaction.
  • the pyrolysis gas/air mixture is reacted sub-stoichiometrically in order to avoid oxidation of the aluminum scrap. During the reaction, those hydrocarbons are largely eliminated which, in the form of adhesions on the aluminum scrap, would react with the melt and lead to dross formation.
  • the aluminum scrap is inserted and melted in the liquid melt that surrounds the hearth.
  • the method according to the invention has the advantage that metal loss in the melt product is avoided.
  • the air stream is preferably provided in such a way that a pyrolysis gas/combustion air mixture with an air ratio (X) in the range from 0.3 to 0.6, preferably 0.5, is achieved.
  • a control/regulation unit is used for this.
  • the melt recirculates between the heating chamber and the scrap chamber to heat the melt in the scrap chamber.
  • a circuit line between the heating chamber and the scrap chamber could be used for recirculation.
  • the melt is advantageously conveyed from the heating chamber into the melting chamber by means of a line in which a pump is located.
  • a stirrer can ensure the circulation of the melt between the chambers if suitable openings are provided in the intermediate wall in the area of the melt.
  • the temperature in the scrap chamber is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas, generating at least one flame in the scrap chamber by means of a burner to which fuel and combustion air are supplied.
  • the burner serves to ignite the air/pyrolysis gas mixture when the temperature in the scrap chamber is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas.
  • the burner is switched off because the reaction between the oxygen in the air stream and the pyrolysis gas takes place without an ignition source.
  • An essential further development of the method according to the invention is characterized in that the atmosphere is transferred from the scrap chamber into the heating chamber for post-combustion and that the combustion device is preferably operated with excess air. Consequently, the air ratio (X), which puts the actually available air mass in relation to the necessary air mass, which is theoretically required for complete combustion, is greater than 1 , 0 .
  • the combustion device is operated over-stoichiometrically in order to provide the combustion air for the combustible parts of the atmosphere from the scrap chamber.
  • the combustion air for the post-combustion is thus supplied to the atmosphere in a simple manner by means of the combustion device.
  • the aluminum scrap has different amounts of organic adhesions. If there are large amounts of buildup, there is a risk that afterburning in the heating chamber will be overloaded.
  • overloading of the post-combustion in the heating chamber is avoided because part of the hydrocarbons is already burned in the scrap chamber during the second pretreatment phase. It is also advantageous that the combustion reaction during the second pre-treatment phase causes heating, in particular uniform heating of the charge of aluminum scrap.
  • a characteristic value for the mixing ratio or the air ratio of the gas/air mixture in the heating chamber is measured and, depending on the deviation of the measured value of the characteristic value from a target value, a signal is generated for supplying more or less fuel and/or combustion air to the combustion device, preferably using a control -/control unit .
  • a particularly advantageous development of the invention consists in that a manipulated variable for providing and/or terminating the provision of the air flow in the Scrap chamber and / or derived for generating the flame in the scrap chamber.
  • the oxygen content of the exhaust gas is preferably measured by means of the sensor.
  • other parameters for the mixing ratio of the gas/air mixture in the heating chamber could also be measured.
  • the method according to the invention is further characterized in that in the second pre-treatment phase the air flow is provided by directing the air flow between the loading door and aluminum scrap into the scrap chamber or by directing an air flow between the loading door and aluminum scrap into the Scrap room is addressed.
  • the area between the loading door and the aluminum scrap charge is the coldest area in the scrap chamber. Due to the reaction of the pyrolysis gas with the oxygen from the air flow directed into this area, the temperature in this area is raised to such an extent that the deposits that are still on the aluminum scrap are evenly converted into the gaseous state and can be burned.
  • the flame is generated adjacent to the airflow provided in the scrap chamber, preferably with the distance between flame and airflow being chosen such that the flame heats the airflow, and preferably with the flame and airflow being directed into the scrap chamber in the same way. In other words, the flame and the air flow are directed in the same direction into the scrap chamber.
  • the atmosphere inside the scrap chamber can be circulated by means of a circulation channel which is connected to the scrap chamber with an inlet opening and an outlet opening, preferably parallel to the partition wall in the scrap chamber, preferably by means of a fan.
  • the air flow and/or the flame in the flow of the circulated atmosphere in the outlet opening between the loading door and the aluminum scrap are preferably directed into the scrap chamber.
  • a particularly advantageous development of the invention is that the air flow in the scrap chamber is provided by means of the burner, which is operated with excess air when the temperature in the scrap chamber is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas and/or its fuel supply is interrupted and its Combustion air supply is reduced so that a sub-stoichiometric pyrolysis gas / combustion air t mixture is generated in the scrap chamber when the temperature in the scrap chamber has reached or exceeds the self-ignition temperature of the pyrolysis gas.
  • Scrap chamber by means of the fuel supply to the burner flame generated.
  • the combustion air is provided with the excess air in order to produce an ignitable sub-stoichiometric pyrolysis gas/combustion air mixture in the scrap chamber.
  • the air flow that has to be provided in the scrap chamber to generate an ignitable sub-stoichiometric pyrolysis gas/combustion air mixture is supplied by the combustion air supply to the burner and passes through the burner into the scrap chamber.
  • the invention also includes a multi-chamber melting furnace for the recovery of aluminum from aluminum scrap which has organic adhesions, comprising:
  • the scrap chamber which is set up to receive melt
  • the scrap chamber having a hearth which can be loaded in batches with the aluminum scrap, which is located above the level of the melt and a loading door is arranged in the wall of the scrap chamber, the scrap chamber for thermal pretreatment of the aluminum scrap is set up and during a first pretreatment phase, at a predetermined first temperature in an atmosphere that is free of oxygen, the organic buildup on the aluminum scrap can be converted into a pyrolysis gas
  • At least one heating chamber which is set up to receive melt and which has at least one combustion device
  • the scrap chamber can be heated to the self-ignition temperature of the pyrolysis gas
  • a control/regulating unit that is set up to provide the air flow in the scrap chamber in such a way that an ignitable substoichiometric pyrolysis gas/combustion air mixture is produced in the scrap chamber, which can be reacted in a combustion process in the scrap chamber and
  • the atmosphere is free of oxygen. This means that the oxygen content is extremely low, so that pyrolysis and no oxidation or combustion takes place.
  • the scrap chamber is heated to at least the self-ignition temperature of the pyrolysis gas, which is approx. is 750 °C.
  • the predetermined second temperature is about 850 °C.
  • Preferably the second temperature is between 750°C and 900°C.
  • the air flow introduced into the scrap chamber through the air inlet supplies the oxygen required for a sub-stoichiometric combustion reaction.
  • the pyrolysis gas/air mixture is reacted sub-stoichiometrically in order to avoid oxidation of the aluminum scrap.
  • the multi-chamber melting furnace is characterized in that there is a partition wall between the scrap chamber and the heating chamber and that the partition wall has at least one opening for recirculating the melt between the heating chamber and the scrap chamber to heat up the melt in the scrap chamber.
  • the scrap chamber and the heating chamber are arranged horizontally one behind the other, next to one another or in an L-shape and are separated from one another by the partition.
  • the atmosphere outlet is preferably designed as a connecting line between the scrap chamber and the heating chamber in order to transfer the atmosphere from the scrap chamber into the heating chamber for post-combustion, and the combustion device can preferably be operated with excess air in order to supply the atmosphere with the combustion air for post-combustion by means of the supply combustion device.
  • the connecting line between the scrap chamber and the heating chamber preferably has a blower/fan.
  • the scrap chamber has at least one burner to which fuel is supplied by means of a fuel supply and combustion air is supplied by means of a combustion air supply and the burner is set up to initiate the combustion process of the pyrolysis gas/air mixture by means of a flame.
  • the temperature in the scrap chamber is lower than the ent Ignition temperature of the pyrolysis gas.
  • the combustion reaction can thus be initiated at the earliest possible point in time and the process can thus be accelerated.
  • the multi-chamber melting furnace is characterized in that the air inlet is designed as an air lance and/or that the burner is arranged next to the air inlet, that preferably the distance between the air inlet and the burner is selected such that the flame of the burner heats the air flow from the air inlet and that preferably the burner and the air inlet are equally directed into the scrap chamber between the loading door and the aluminum scrap.
  • the flame from the burner and the air flow from the air inlet are directed in the same direction into the scrap chamber in the form of an air lance.
  • an air lance is preferably directed into the scrap chamber between the loading door and aluminum scrap.
  • This embodiment has proven to be particularly effective.
  • the arrangement should be chosen in such a way that the flame and airflow are not directed at the scrap but next to it.
  • a particularly advantageous development of the invention is that the burner forms the air inlet and that the control/regulation unit is set up to operate the burner with excess air when the temperature in the scrap chamber is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas and/or around the Shut off the fuel supply to the burner and reduce its combustion air supply when the temperature in the scrap chamber has reached the self-ignition temperature of the pyrolysis gas or exceeds it.
  • the fuel supply and the combustion air supply have corresponding control elements.
  • the temperature in the scrap chamber is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas, a flame is generated in the scrap chamber by means of the burner.
  • the burner is operated with excess air in order to use the excess air to provide the air flow that is required in the scrap chamber in order to produce an ignitable substoichiometric pyrolysis gas/combustion air t mixture.
  • a preferred embodiment is characterized in that at least one circulation duct is connected to the scrap chamber in order to circulate the atmosphere within the scrap chamber, preferably by means of a fan, so that the inlet opening of the circulation duct is in the wall of the scrap chamber adjacent to the Partition wall and the exit opening of the circulation zkanals preferably located in the wall of the scrap chamber between the loading door and the stove and that preferably the air inlet and / or the burner is located within the exit opening or. are .
  • the air inlet designed as an air lance is preferably designed in such a way that the air exit speed is relatively high in order to ensure an even distribution of the air in the area between the loading door and the charge with aluminum scrap receive .
  • the exit velocity from the burner is also high to obtain an even temperature distribution between the door and the scrap charge.
  • the exit speed of the burner is preferably between 60 m/s and 130 m/s and/or the exit speed of the air flow from the air inlet is between 30 m/s and 60 m/s.
  • FIG. 2 shows the multi-chamber melting furnace from FIG. 1 in a lateral sectional representation
  • FIG. 3 shows the multi-chamber melting furnace from FIG. 1 in a frontal sectional view
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the multi-chamber melting furnace according to the invention in a sectional representation from above;
  • the multi-chamber melting furnace 1 has a scrap chamber 2 and a heating chamber 3 with a wall 4 which is closed with respect to the outside atmosphere and has walls 4a and 4b.
  • the scrap chamber is set up for pre-treating the aluminum scrap before it is melted.
  • the scrap chamber 2 has a closable loading door 5 on the front side, through which the scrap chamber 2 can be loaded in batches with the aluminum scrap 6 .
  • the loading door 5 can be moved horizontally and extends essentially over the entire width of the scrap chamber 2 or the multi-chamber melting furnace 1 .
  • In the scrap chamber 2 there is a hearth 7 which is loaded with the aluminum scrap 6 .
  • the aluminum scrap 6 is put together as a batch.
  • the hearth 7 is at least partially sloping and borders the liquid melt 8 under production conditions, the hearth 7 being arranged above the level N of the melt 8 . After the pre-treatment, the aluminum scrap is manually pushed into the liquid melt 8 and melted.
  • the heating chamber 3 extends behind the scrap chamber 2 over the entire width of the multi-chamber melting furnace 1 liquid melt 8 and has a combustion device 9 and an exhaust gas outlet 10 .
  • the combustion device 9 is designed as a gas burner which is directed into a heating zone 3a above the melt 8 in the melting chamber.
  • Several combustion devices 9 in the form of gas burners are used, of which only one combustion device 9 is shown in FIG.
  • the scrap chamber 2 and the heating chamber 3 are arranged one behind the other in the longitudinal direction and are separated from one another by means of a partition wall 11 .
  • the chambers can also be arranged next to each other or in an L-shape.
  • it can be a hanging partition.
  • the partition wall 11 protrudes into the melt 8 under operating conditions.
  • the partition wall 11 has at least one opening 12 or channel below the level N or the surface of the melt 8 for recirculating the melt 8 between the heating chamber 3 in the scrap chamber 2 in order to heat the melt in the scrap chamber 2 and thus the scrap chamber 2 to heat.
  • the hearth 7 of the scrap chamber 2 is loaded in batches with aluminum scrap by means of an automatic charging machine (not shown) or a bucket wheel loader.
  • a charging machine is used here that is sealed off from the melting furnace so that the entry of oxygen into the scrap chamber during charging is largely avoided. If the oxygen input cannot be completely avoided during loading into the scrap chamber, the oxygen is eliminated before the first pre-treatment phase, preferably by means of a short-term incineration step. Experience has shown that combustion between 30 seconds and two minutes is sufficient to largely eliminate the oxygen that enters the scrap chamber during loading.
  • the scrap chamber 2 is initially by means of recirculation the melt 8 from the heating chamber 3 into the scrap chamber to a predetermined first temperature, preferably 550° C., is heated. The heating could be accelerated by means of a suitable external heating.
  • the aluminum scrap is treated at the predetermined first temperature in a reducing atmosphere, i. H. an atmosphere substantially free of oxygen to convert the organic buildup on the aluminum scrap into a pyrolysis gas.
  • a reducing atmosphere i. H. an atmosphere substantially free of oxygen to convert the organic buildup on the aluminum scrap into a pyrolysis gas.
  • Oxygen-free is understood to mean the absence of oxygen, so that the air ratio X is essentially 0. A large part of the buildup is converted into the gas phase during this first pretreatment phase.
  • an air inlet 13a, 13b each for providing an air flow L in the scrap chamber 2 in order to produce an ignitable pyrolysis gas/air mixture in the scrap chamber in a second pretreatment phase.
  • the provision of the air flow L is controlled in such a way that the air ratio of the pyrolysis gas/air mixture in the scrap chamber 2 is between 0.3 and 0.6, preferably 0.5.
  • one air inlet 13a, 13b each in the form of an air lance is arranged in such a way that the air flow L from each air inlet 13a, 13b into the scrap chamber 2 between Loading door 5 and aluminum scrap 6 is directed.
  • This is intended to the air flow in the coldest area of the scrap chamber 3 in the To provide proximity to the aluminum scrap 6, the air flow is not directed directly at the aluminum scrap 6 in order to avoid the melting of the metal and thus metal erosion.
  • an equalization of the temperature distribution in the melting chamber 3 is achieved.
  • the scrap chamber 2 is heated to the self-ignition temperature of the pyrolysis gas.
  • a control / regulation unit 14 is shown, which is set up to control or regulate the provision of the air flow from the air outlets 13a, 13b in the scrap chamber 2 such that in the scrap chamber 2 an ignitable sub-stoichiometric air t / pyrolysis gas mixture is formed, which reacts in the scrap chamber 2 in a combustion process to form a combustion gas.
  • the sub-stoichiometric combustion ensures that there is no unwanted oxidation of the aluminum scrap.
  • the scrap chamber has on opposite walls 4a, 4b je a burner 15a, 15b to initiate the combustion process during the second pre-treatment phase when the temperature in the scrap chamber 2 is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas.
  • These burners are used to remove oxygen, which may be introduced into the scrap chamber during loading, from the scrap chamber during or immediately after loading by means of a combustion reaction before the first pre-treatment phase begins.
  • the scrap chamber is fed by means of the burners only as much fuel until an ignitable mixture is formed with the oxygen present in the scrap chamber, which mixture is ignited.
  • Each burner 15a, 15b is associated with an air inlet 13a, 13b.
  • the distance between each air inlet 13a, 13b and a burner 15a, 15b is preferably so small that that in each case the flame of the burner heats the adjacent air flow L from the air inlet.
  • Adjacent burners and air outlets are directed into the scrap chamber 2 in the same direction, preferably substantially parallel to each other.
  • the exit speed of the air streams L from the air outlets 13a, 13b is between 30m/s and 60m/s. This ensures that an optimal mixture of air and the combustible components of the pyrolysis gas is achieved.
  • the exit speed of the burners 15a, 15b is between 60m/s and 130m/s.
  • the embodiment according to FIG. 4 shows that the scrap chamber 2 has a circulation channel 16a, 16b on both sides, each with a fan 17a, 17b, in order to circulate the atmosphere inside the scrap chamber 2.
  • the atmosphere is circulated in the longitudinal direction of the scrap chamber between the partition wall 11 and the front loading door.
  • Each circulation channel 16a, 16b has an inlet opening 18a, 18b and an outlet opening 19a, 19b in the walls 4a, 4b.
  • the inlet openings 18a, 18b are arranged adjacent to the partition wall 11.
  • the outlet opening 19a, 19b is located in the walls 4a, 4b between the front loading door and the hearth 7, respectively.
  • the air inlet 13a and the burner 15a are arranged inside the outlet opening 19a and the air inlet 13b and the burner 14b are arranged inside the outlet opening 19b.
  • FIG. 5 shows an embodiment in which the burners 15a', 15b' also serve as air outlets.
  • Each burner has a fuel supply 22a, 22b and an air supply 23a, 23b.
  • Each burner 15a', 15b' is operated with excess air as long as the temperature in the scrap chamber 2 is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas.
  • the fuel supply is 22a, 22b interrupted to the burner and the combustion air supply 23a, 23b reduced such that in the Scrap chamber 2 is a sub-stoichiometric pyrolysis gas / combustion air t mixture is generated when the temperature in the scrap chamber 2 has reached the self-ignition temperature of the pyrolysis gas or exceeds it.
  • this operating state which is shown in FIG. 5, only air flows out of the burners 15a', 15b'. Because there is no need for air lances, this embodiment is structurally particularly simple.
  • FIG. 2 shows that there is a connecting line 20 which has a blower 21 between the scrap chamber 2 and the heating chamber 3 in order to feed the atmosphere from the scrap chamber 2 to post-combustion in the heating chamber.
  • the atmosphere includes the exhaust gas from the combustion reaction during the second pretreatment phase and unburned pyrolysis gas.
  • the thermal energy generated during post-combustion is used to heat the heating chamber.
  • the combustion device 9 is connected to a fuel line 24 and a combustion line 25 .
  • the combustion device 9 in the heating chamber 3 is set up for over-stoichiometric operation, so that the combustion air for post-combustion in the heating chamber is supplied to the atmosphere from the scrap chamber 2 by means of the combustion device 9 .
  • This is a structurally particularly simple solution for providing combustion air for post-combustion.
  • the combustion air required for post-combustion could also be supplied to the atmosphere in the heating chamber 3 by means of an air line.
  • the combustion air line 26 of the combustion device 9 in the heating zone 3a of the melting chamber 3 is set up in the heating zone 3a in addition to the combustion air for the fuel that the combustion device device is supplied by means of the fuel line 25 to provide combustion air for post-combustion of the atmosphere from the scrap chamber 2 .
  • a sensor 26 for measuring the oxygen content in the exhaust gas outlet 10 of the heating chamber 3 is arranged in the exhaust gas outlet 10 of the heating chamber 3 .
  • the oxygen content represents a characteristic value for the mixing ratio of the gas/air mixture in the heating chamber 3 .
  • the control/regulating unit 14 Based on the deviation of the measured oxygen content from a target value, the control/regulating unit 14 generates a signal for supplying more or less fuel and/or combustion air to the combustion device 9 .
  • a manipulated variable for providing and/or terminating the provision of the air streams L in the melting chamber is also derived from the measured characteristic value or from the signal as a function of the deviation of the measured characteristic value from the desired value.
  • a signal for generating the flame in the scrap chamber ( 2 ) could also be derived within the scope of the invention.
  • the atmosphere from the scrap chamber 2 is afterburned in the heating chamber 3 in a safe and environmentally friendly manner with a long residence time and high temperatures.
  • the exhaust gases from the heating chamber 3 finally pass through the exhaust gas outlet 10 to a special exhaust gas cleaning process, in which the exhaust gas is cleaned of dust and harmful gas components.
  • the pre-treated aluminum scrap charge 6 is pushed into the melt in the scrap chamber 2 .
  • optimal pretreatment conditions are created in order to remove organic buildup as completely as possible to convert the gas phase. This leads to reduced dross formation and thus to an increased metal yield while at the same time saving energy.
  • the multi-chamber melting furnace can have more than two chambers.
  • only a single air inlet/burner combination or also several air inlet/burner combinations can be provided.

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Abstract

The invention relates to a method for the recovery of aluminium from aluminium scrap with adhering organic deposits in a multichamber melting furnace (1), at least comprising the following method steps: - batchwise charging of the hearth (7) of the scrap chamber (2) with aluminium scrap (6), - thermal pre-treatment of the aluminium scrap (6) in a scrap chamber (2) during a first pre-treatment phase at a specified first temperature and in an atmosphere which is substantially free of oxygen in order to transform the organic deposits adhering to the aluminium scrap into a pyrolysis gas, - thermal pre-treatment of the aluminium scrap (6) in the scrap chamber (2) during a second pre-treatment phase at a specified second temperature, wherein the scrap chamber (2) is heated up to the spontaneous ignition temperature of the pyrolysis gas, wherein at least one air stream (L) is provided in the scrap chamber (2) in order to produce an ignitable sub-stoichiometric pyrolysis-gas/combustion-air mixture, which is made to react in the scrap chamber (2) in a combustion process, and - transferring the atmosphere from the scrap chamber (2) to a post-combustion process. The invention also relates to a corresponding multichamber melting furnace.

Description

Verfahren zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott sowie Mehrkammer-Schmelzofen Process for the recovery of aluminum from aluminum scrap and multi-chamber melting furnace
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott, der organische Anhaftungen aufweist, in einem Mehrkammer-Schmelzofen, mit einer Schrottkammer, die zur Aufnahme von Schmelze eingerichtet ist, wobei die Schrottkammer einen mit dem Aluminiumschrott chargenweise beladbaren Herd aufweist, der sich oberhalb des Niveaus (N) der Schmelze befindet und wobei in der Wandung der Schrottkammer eine Beladetür angeordnet ist und mit mindestens einer Heizkammer, die zur Aufnahme von Schmelze eingerichtet ist und die mindestens eine Verbrennungseinrichtung aufweist, zumindest mit den folgenden Verfahrensschritten: The invention relates to a method for recovering aluminum from aluminum scrap that has organic adhesions, in a multi-chamber melting furnace, with a scrap chamber that is set up to receive melt, the scrap chamber having a batch loadable with the aluminum scrap hearth, which is above of the level (N) of the melt and wherein a loading door is arranged in the wall of the scrap chamber and with at least one heating chamber which is designed to receive melt and which has at least one combustion device, at least with the following process steps:
- chargenweises Beladen des Herds (7) der Schrottkammer (2) mit Aluminiumschrott (6) , - Batch loading of the hearth (7) of the scrap chamber (2) with aluminum scrap (6),
- thermische Vorbehandlung des Aluminiumschrotts (6) in der Schrottkammer (2) während einer ersten Vorbehandlungsphase bei einer vorgegebenen ersten Temperatur und in einer Atmosphäre, die frei von Sauerstoff ist, um die organischen Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott in ein Pyrolysegas zu überführen. - thermal pretreatment of the aluminum scrap (6) in the scrap chamber (2) during a first pretreatment phase at a predetermined first temperature and in an atmosphere free of oxygen in order to convert the organic adhesions on the aluminum scrap into a pyrolysis gas.
Ferner betrifft die Erfindung einen Mehrkammer-Schmelzofen zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott, der organische Anhaftungen aufweist, umfassend: Furthermore, the invention relates to a multi-chamber melting furnace for the recovery of aluminum from aluminum scrap which has organic adhesions, comprising:
- eine Schrottkammer , die zur Aufnahme von Schmelze eingerichtet ist, wobei die Schrottkammer einen mit dem Aluminiumschrott chargenweise beladbaren Herd aufweist, der sich oberhalb des Niveaus (N) der Schmelze befindet und wobei in der Wandung der Schrottkammer eine Beladetür angeordnet ist, wobei die Schrottkammer zur thermischen Vorbehandlung des Aluminiumschrotts eingerichtet ist und wobei während einer ersten Vorbehandlungsphase, bei einer vorgegebenen ersten Temperatur in einer Atmosphäre, die frei von Sauerstoff ist, die organischen Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott in ein Pyrolysegas überführbar sind und - a scrap chamber which is set up to receive melt, the scrap chamber having a hearth which can be loaded in batches with the aluminum scrap, which is located above the level (N) of the melt and a loading door is arranged in the wall of the scrap chamber, the scrap chamber is set up for the thermal pre-treatment of the aluminum scrap and wherein, during a first pre-treatment phase, at a predetermined first temperature in an atmosphere free of oxygen, the organic Adhesives on the aluminum scrap can be converted into a pyrolysis gas and
- mindestens eine Hei zkammer, die zur Aufnahme von Schmel ze eingerichtet ist und die mindestens eine Verbrennungseinrichtung aufweist . - At least one Hei zkammer, which is set up for receiving Schmel ze and has at least one combustion device.
Unter einem Mehrkammer-Schmel zofen wird eine Schmel zofenanlage mit mehreren voneinander getrennten Kammern verstanden . Die einzelnen Kammern können räumlich voneinander getrennt sein o- der in einem einzigen Ofengehäuse bzw . einer gemeinsamen Wandung ausgebildet sein . Ein an sich bekannter Zweikammerofen weist zwei Kammern auf und zwar eine Schrottkammer , in der Aluminiumschrott chargenweise zur thermischen Vorbehandlung eingebracht wird und eine Hei zkammer zum Behei zen der in der Hei zkammer befindlichen Schmel ze . A multi-chamber melting furnace is understood to mean a melting furnace system with a plurality of chambers that are separate from one another. The individual chambers can be spatially separated from one another or in a single furnace housing or be formed a common wall. A two-chamber furnace known per se has two chambers, specifically a scrap chamber into which aluminum scrap is introduced in batches for thermal pretreatment and a heating chamber for heating the melt located in the heating chamber.
In der Hei zkammer wird die für das Schmel zen in beiden Kammern erforderliche Wärme mittels mindestens einer Verbrennnungsein- richtung bereitgestellt . In der Regel werden mehrere Brenner, insbesondere Gasbrenner, eingesetzt . In die Schrottkammer wird zumindest ein Teil der für die Vorbehandlung erforderliche Wärme durch einen rezirkulierenden Strom aus Schmel ze und Atmosphärenaustausch aus der Hei zkammer eingebracht . The heat required for melting in both chambers is provided in the heating chamber by means of at least one combustion device. As a rule, several burners, in particular gas burners, are used. At least part of the heat required for the pre-treatment is introduced into the scrap chamber by a recirculating flow of melt and atmosphere exchange from the heating chamber.
Bei dem Aluminiumschrott kann es sich beispielsweise um Dosenschrott handelt . Bei Dosenschrotten handelt es sich entweder um gebrauchte Getränkedosen aus Aluminium oder um Rücklaufmaterial aus der industriellen Fertigung . Bei dem Aluminiumschrott kann es sich aber auch um beliebigen anderen Schrott handeln, der eingeschmol zen werden soll , z . B . in Form von Schredder-Material , Profilen oder sonstigen Rücklauf schrotten . The scrap aluminum can be scrap cans, for example. Scrap cans are either used aluminum beverage cans or return material from industrial production. However, the aluminum scrap can also be any other type of scrap that is to be melted, e.g. B. scrap in the form of shredder material, profiles or other returns.
Aluminiumschrott ist häufig verunreinigt bzw . weist an der Oberfläche einen Anteil an organischer Kontamination auf . Der Aluminiumschrott kann mit Ölen, Fetten, Lacken, Beschichtungen oder anderen organischen Kontaminierungen behaftet sein . Die Anhaftungen, z. B. die Beschichtungen von Getränkedosen, bestehen in der Regel aus langkettigen Kohlenwasserstoffverbindungen . Aluminum scrap is often contaminated or shows some organic contamination on the surface. The aluminum scrap can be contaminated with oils, greases, paints, coatings or other organic contaminants. the buildup, e.g. B. the coatings of beverage cans, usually consist of long-chain hydrocarbon compounds.
Aus der Praxis ist bekannt, Aluminiumschrotte einer thermischen Vorbehandlung zu unterziehen, um die Anhaftungen soweit wie möglich zu entfernen. Aufgrund der praktischen Umsetzbarkeit hat sich die thermische Vorbehandlung in Form einer Pyrolyse durchgesetzt. It is known from practice to subject aluminum scrap to a thermal pre-treatment in order to remove the buildup as far as possible. Due to its practical feasibility, thermal pre-treatment in the form of pyrolysis has become established.
Während einer ersten Vorbehandlungsphase, bei einer vorgegebenen ersten Temperatur in einer Atmosphäre, die frei von Sauerstoff ist, d. h. deren Sauerstoff gehalt so gering ist, dass für das Oxidieren von Aluminium kein freier Sauerstoff zur Verfügung steht, werden die organische Anhaftungen zu einem großen Teil pyrolysiert. During a first pre-treatment phase, at a predetermined first temperature in an atmosphere free of oxygen, i. H. where the oxygen content is so low that there is no free oxygen available for oxidizing aluminum, most of the organic buildup is pyrolyzed.
Nach der Vorbehandlung weist der Schrott jedoch noch organische Anhaftungen an der Oberfläche auf und zwar weniger volatile Anhaftungen, wie z. B. in Form von elementarem Kohlenstoff. Werden diese Anhaftungen in den Schmelzprozess in der Heizkammer eingebracht, reagiert der Kohlenstoff mit dem Aluminium zur Aluminiumkarbit . Reste von nicht pyrolysierten Anhaftungen reagieren mit der Schmelze und führen zur Krätzebildung. Dies führt zu einem Metallverlust. After the pre-treatment, however, the scrap still has organic adhesions on the surface, namely less volatile adhesions, such as e.g. B. in the form of elemental carbon. If these adhesions are introduced into the melting process in the heating chamber, the carbon reacts with the aluminum to form aluminum carbide. Residues of non-pyrolyzed adhesions react with the melt and lead to dross formation. This leads to metal loss.
Mit anderen Worten führen Wechselwirkungen zwischen organischen Anhaftungen und Schmelze zu hohen Metallverlusten. In other words, interactions between organic buildup and the melt lead to high metal losses.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, hier Abhilfe vorzusehen und eine Möglichkeit zu schaffen, Krätzebildung bei der Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott in einem Mehrkammer-Schmelzofen zu vermeiden und die Metallausbeute zu erhöhen . Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Verfahrensschritten nach Anspruch 1 und einen Mehrkammer-Schmel zofen mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst . The object of the invention is accordingly to provide a remedy here and to create a possibility of avoiding dross formation during the recovery of aluminum from aluminum scrap in a multi-chamber melting furnace and of increasing the metal yield. This object is achieved by a method with the method steps according to claim 1 and a multi-chamber melting furnace with the features of claim 12.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist zumindest die folgenden Schritte auf : The method according to the invention has at least the following steps:
- chargenweises Beladen des Herds der Schrottkammer mit Aluminiumschrott , - batchwise loading of the hearth of the scrap chamber with aluminum scrap,
- thermische Vorbehandlung des Aluminiumschrotts in der Schrottkammer während einer ersten Vorbehandlungsphase bei einer vorgegebenen ersten Temperatur und in einer Atmosphäre , die frei von Sauerstof f ist , um die organischen Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott in ein Pyrolysegas zu überführen,- Thermal pre-treatment of the aluminum scrap in the scrap chamber during a first pre-treatment phase at a predetermined first temperature and in an atmosphere that is free of oxygen in order to convert the organic adhesions on the aluminum scrap into a pyrolysis gas,
- thermische Vorbehandlung des Aluminiumschrotts in der Schrottkammer während einer zweiten Vorbehandlungsphase bei einer vorgegebenen zweiten Temperatur, wobei die Schrottkammer auf die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases aufgehei zt wird, wobei in der Schrottkammer mindestens ein Luftstrom bereitgestellt wird, um ein zündfähiges unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Verbrennungsluf t-Gemisch zu erzeugen, welches in der Schrottkammer in einem Verbrennungsprozess zur Reaktion gebracht wird und - Thermal pre-treatment of the aluminum scrap in the scrap chamber during a second pre-treatment phase at a predetermined second temperature, the scrap chamber being heated to the self-ignition temperature of the pyrolysis gas, at least one air flow being provided in the scrap chamber in order to create an ignitable sub-stoichiometric pyrolysis gas/combustion air mixture to generate, which is reacted in the scrap chamber in a combustion process and
- Überführen der Atmosphäre aus der Schrottkammer zu einer Nachverbrennung . - Transferring the atmosphere from the scrap chamber to afterburning.
Die Verfahrensschritte werden in der dargestellten Reihenfolge durchgeführt . Einzelne oder mehrere der Verfahrensschritte können j edoch auch zeitgleich, nacheinander und/oder zumindest teilweise parallel durchgeführt werden . The process steps are carried out in the order shown. However, one or more of the method steps can also be carried out simultaneously, one after the other and/or at least partially in parallel.
Das chargenweises Beladen des Herds der Schrottkammer mit Aluminiumschrott erfolgt vorzugsweise mittels einer speziellen Chargier-Maschine , insbesondere mittels einer zum Schmel zofen hin abgedichteten Chargier-Maschine , so dass während des Bela- dens der Eintrag von Sauerstoff in die Schrottkammer weitgehend vermieden wird. Falls Sauerstoff während des Beladens in die Schrottkammer eingetragen werden sollte, wird dieser während, vorzugsweise am Ende des Verfahrensschritts des Beladens beseitigt, vorzugsweise mittels eines kurzzeitigen Verbrennungsschritts . The loading of the hearth of the scrap chamber with aluminum scrap in batches is preferably carried out by means of a special charging machine, in particular by means of a charging machine that is sealed off from the melting furnace, so that during loading because the entry of oxygen into the scrap chamber is largely avoided. If oxygen should be introduced into the scrap chamber during loading, it is eliminated during, preferably at the end of, the loading process step, preferably by means of a brief combustion step.
Mit anderen Worten wird vor dem zweiten Vorbehandlungsphase zusätzlich folgender Verfahrensschritt ausgeführt: In other words, the following process step is additionally carried out before the second pre-treatment phase:
- Verbrennen des beim Beladen in die Schrottkammer eingetragenen Sauerstoffs. - Combustion of the oxygen introduced into the scrap chamber during loading.
Erfahrungsgemäß ist eine Verbrennung zwischen ca. 30 Sekunden und zwei Minuten ausreichend, um beim Beladen in die Schrottkammer eingetragenen Sauerstoff weitgehend zu eliminieren. Danach beginnt die erste Vorbehandlungsphase. Experience has shown that combustion between approx. 30 seconds and two minutes is sufficient to largely eliminate the oxygen that has entered the scrap chamber during loading. Then the first pre-treatment phase begins.
Während einer ersten Vorbehandlungsphase bei einer vorgegebenen ersten Temperatur werden die organischen Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott mittels einer Pyrolyse in ein Pyrolysegas überführen . During a first pre-treatment phase at a predetermined first temperature, the organic adhesions on the aluminum scrap are converted into a pyrolysis gas by means of pyrolysis.
Die erste Vorbehandlungsphase findet bei einer ersten Temperatur, die bis ca. 550°C beträgt, in einer Atmosphäre statt, die keinen freien Sauerstoff enthält, d. h. deren Sauerstoff gehalt so gering ist, dass eine Oxidation des Aluminiumschrotts während der Vorbehandlung vermieden wird. The first pre-treatment phase takes place at a first temperature, which is up to about 550°C, in an atmosphere which does not contain free oxygen, i. H. whose oxygen content is so low that oxidation of the aluminum scrap is avoided during pre-treatment.
Die Schmelztemperatur von Aluminium liegt abhängig von der Legierung zwischen 600 und 650°C und damit oberhalb der Pyroly- sierungs-Temperatur , die maximal 550°C beträgt. Depending on the alloy, the melting temperature of aluminum is between 600 and 650°C and thus above the pyrolysis temperature, which is a maximum of 550°C.
Während der zweiten Vorbehandlungsphase wird die Schrottkammer mindestens auf die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases aufgeheizt, die ca. 750°C beträgt. Die vorgegebene zweite Temperatur beträgt ca 850°C. Vorzugsweise beträgt die zweite Temperatur zwischen 750°C und 900°C. Der in die Schrottkammer eingebrachte Luftstrom liefert den für eine unterstöchiometrische Verbrennungsreaktion notwendigen Sauerstoff. Das Pyroly- segas/Luf t-Gemisch wird unterstöchiometrisch zur Reaktion gebracht, um eine Oxidation des Aluminiumschrotts zu vermeiden. Bei der Reaktion werden diejenigen Kohlenwasserstoffe weitgehend eliminiert, die in Form von Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott mit der Schmelze reagieren und zu Krätzebildung führen würden. During the second pre-treatment phase, the scrap chamber is heated to at least the self-ignition temperature of the pyrolysis gas, which is around 750°C. The predetermined second temperature is approximately 850°C. Preferably the second temperature is between 750°C and 900°C. The one in the junk room The air flow introduced supplies the oxygen required for a sub-stoichiometric combustion reaction. The pyrolysis gas/air mixture is reacted sub-stoichiometrically in order to avoid oxidation of the aluminum scrap. During the reaction, those hydrocarbons are largely eliminated which, in the form of adhesions on the aluminum scrap, would react with the melt and lead to dross formation.
Nach der zweiten Vorbehandlungsphase wird der Aluminiumschrott in der flüssigen Schmelze, die den Herd umgibt, eingeschoben und geschmolzen. After the second phase of pre-treatment, the aluminum scrap is inserted and melted in the liquid melt that surrounds the hearth.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass Metallverlust bei dem Schmelzprodukt vermieden wird. The method according to the invention has the advantage that metal loss in the melt product is avoided.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und des Mehrkammer-Schmelzofens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale können in beliebiger technologisch sinnvoller Art und Weise miteinander kombiniert werden und weitere Ausge staltungen der Erfindung definieren. Advantageous refinements of the method and of the multi-chamber melting furnace are specified in the dependent patent claims. The features listed individually in the dependent patent claims can be combined with one another in any technologically sensible manner and further developments of the invention can be defined.
Vorzugsweise wird während der zweiten Vorbehandlungsphase der Luftstrom derart bereitgestellt, dass ein Pyrolysegas/Verbren- nungsluf t-Gemisch mit einer Luftzahl (X) im Bereich von 0,3 bis 0, 6, vorzugsweise 0,5, erreicht wird. Dazu wird eine Steuer-/Regeleinheit verwendet. During the second pretreatment phase, the air stream is preferably provided in such a way that a pyrolysis gas/combustion air mixture with an air ratio (X) in the range from 0.3 to 0.6, preferably 0.5, is achieved. A control/regulation unit is used for this.
Vorzugsweise rezirkuliert die Schmelze zwischen der Heizkammer und der Schrottkammer , um die Schmelze in der Schrottkammer aufzuheizen . Preferably, the melt recirculates between the heating chamber and the scrap chamber to heat the melt in the scrap chamber.
Durch die Rezirkulation der Schmelze zwischen der Heizkammer und der Schrottkammer wird die Schmelze, die in der Heizkammer mittels der Verbrennungseinrichtung beheizt wird, in die Schrottkammer eingebracht und dient dort zur Erwärmung des nach der zweiten Vorbehandlungsphase in die Schmel ze geschobenen Schrotts bis dieser eingeschmol zen ist . Due to the recirculation of the melt between the heating chamber and the scrap chamber, the melt, which is heated in the heating chamber by means of the combustion device, is introduced into the scrap chamber and is used there to heat the scrap after the second pre-treatment phase scrap is pushed into the melt until it has melted down.
Für die Rezirkulation könnte eine Kreisleitung zwischen Hei zkammer und Schrottkammer eingesetzt werden . Vorteilhafterweise wird die Schmel ze mittels einer Leitung, in der sich eine Pumpe befindet , von der Hei zkammer in die Schmel zkammer gefördert . Alternativ kann ein Rührer für die Zirkulation der Schmel ze zwischen den Kammern sorgen, wenn geeignete Öf fnungen in der Zwischenwand im Bereich der Schmel ze vorgesehen werden . A circuit line between the heating chamber and the scrap chamber could be used for recirculation. The melt is advantageously conveyed from the heating chamber into the melting chamber by means of a line in which a pump is located. Alternatively, a stirrer can ensure the circulation of the melt between the chambers if suitable openings are provided in the intermediate wall in the area of the melt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet , dass während der zweiten Vorbehandlungsphase zusätzlich folgender Verfahrensschritt ausgeführt wird : An advantageous embodiment is characterized in that the following method step is additionally carried out during the second pretreatment phase:
- wenn die Temperatur in der Schrottkammer geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases , Erzeugen mindestens einer Flamme in der Schrottkammer , mittels eines Brenners , dem Brennstof f und Verbrennungsluft zugeführt werden . - if the temperature in the scrap chamber is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas, generating at least one flame in the scrap chamber by means of a burner to which fuel and combustion air are supplied.
Der Brenner dient dazu, eine Zündung des Luf t/Pyrolysegas-Ge- misches zu bewirken, wenn die Temperatur in der Schrottkammer geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases . Wenn die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases in der Schrottkammer erreicht ist , wird der Brenner abgeschaltet , weil die Reaktion zwischen dem Sauerstof f aus dem Luftstrom und dem Pyrolysegas ohne Zündquelle abläuft . The burner serves to ignite the air/pyrolysis gas mixture when the temperature in the scrap chamber is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas. When the self-ignition temperature of the pyrolysis gas in the scrap chamber is reached, the burner is switched off because the reaction between the oxygen in the air stream and the pyrolysis gas takes place without an ignition source.
Eine wesentliche Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet , dass die Atmosphäre aus der Schrottkammer in die Hei zkammer zur Nachverbrennung überführt wird und dass vorzugsweise die Verbrennungseinrichtung mit Luftüberschuss betrieben wird . Folglich ist die Luftzahl (X) , welche die tatsächlich zur Verfügung stehende Luftmasse ins Verhältnis zur notwendigen Luftmasse setzt , die theoretisch für eine vollständige Verbrennung benötigt wird, größer als 1 , 0 . Mit anderen Worten wird die Verbrennungseinrichtung überstöchiometrisch betrieben, um die Verbrennungsluft für die brennbaren Anteile der Atmosphäre aus der Schrottkammer zur Verfügung zu stellen . Somit wird der Atmosphäre die Verbrennungsluft für die Nachverbrennung auf einfache Art und Weise mittels der Verbrennungseinrichtung zugeführt . An essential further development of the method according to the invention is characterized in that the atmosphere is transferred from the scrap chamber into the heating chamber for post-combustion and that the combustion device is preferably operated with excess air. Consequently, the air ratio (X), which puts the actually available air mass in relation to the necessary air mass, which is theoretically required for complete combustion, is greater than 1 , 0 . In other words, the combustion device is operated over-stoichiometrically in order to provide the combustion air for the combustible parts of the atmosphere from the scrap chamber. The combustion air for the post-combustion is thus supplied to the atmosphere in a simple manner by means of the combustion device.
Der Aluminiumschrott weist unterschiedlich große Mengen an organischen Anhaftungen auf . Bei großen Mengen an Anhaftungen besteht die Gefahr, dass die Nachverbrennung in der Hei zkammer überlastet wird . Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Überlastung der Nachverbrennung in der Hei zkammer vermieden, weil ein Teil der Kohlenwasserstof fe bereits während der zweiten Vorbehandlungsphase in der Schrottkammer verbrannt wird . Es ist weiterhin von Vorteil , dass die Verbrennungsreaktion während der zweiten Vorbehandlungsphase eine Erwärmung, insbesondere eine gleichmäßige Erwärmung der Charge an Aluminiumschrott bewirkt . The aluminum scrap has different amounts of organic adhesions. If there are large amounts of buildup, there is a risk that afterburning in the heating chamber will be overloaded. In the method according to the invention, overloading of the post-combustion in the heating chamber is avoided because part of the hydrocarbons is already burned in the scrap chamber during the second pretreatment phase. It is also advantageous that the combustion reaction during the second pre-treatment phase causes heating, in particular uniform heating of the charge of aluminum scrap.
Vorzugsweise wird mittels eines Sensors in einem Abgasauslass der Hei zkammer ein Kennwert für das Mischungsverhältnis bzw . die Luftzahl des Gas/Luf t-Gemisches in der Hei zkammer gemessen und in Abhängigkeit der Abweichung des Messwerts des Kennwerts von einem Sollwert ein Signal zur Zuführung von mehr oder weniger Brennstof f und/oder Verbrennungsluft zu der Verbrennungseinrichtung erzeugt , vorzugsweise unter Verwendung eine Steuer-/Regeleinheit . A characteristic value for the mixing ratio or the air ratio of the gas/air mixture in the heating chamber is measured and, depending on the deviation of the measured value of the characteristic value from a target value, a signal is generated for supplying more or less fuel and/or combustion air to the combustion device, preferably using a control -/control unit .
Aus dem Kennwert lassen sich Rückschlüsse auf den Verbrennungsverlauf ziehen . Falls der Anteil von Kohlenwasserstof fen in der Atmosphäre , die der Hei zkammer zur Nachverbrennung zugeführt wird, extrem hoch sein sollte , könnte die Brennstof fzufuhr zu der Verbrennungseinrichtung auch komplett unterbrochen werden, so dass nur noch Verbrennungsluft aus der Verbrennungseinrichtung strömt . Aus dem gemessenen Kennwert könnte im Rahmen der Erfindung, vorzugsweise mittels der Steuer-/Regeleinheit , eine Stellgröße zum Bereitstellen und/oder Beenden der Bereitstellung des Luftstroms in der Schrottkammer erzeugt werden . Conclusions about the course of combustion can be drawn from the characteristic value. If the proportion of hydrocarbons in the atmosphere that is supplied to the heating chamber for post-combustion should be extremely high, the fuel supply to the combustion device could also be completely interrupted, so that only combustion air flows out of the combustion device. Within the scope of the invention, a manipulated variable for providing and/or terminating the provision of the air flow in the scrap chamber could be generated from the measured characteristic value, preferably by means of the control/regulating unit.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass aus dem gemessenen Kennwert oder aus dem Signal in Abhängigkeit der Abweichung des gemessenen Kennwerts vom Sollwert , vorzugsweise mittels der Steuer-/Regeleinheit , eine Stellgröße zum Bereitstellen und/oder Beenden der Bereitstellung des Luftstroms in der Schrottkammer und/oder zum Erzeugen der Flamme in der Schrottkammer abgeleitet wird . A particularly advantageous development of the invention consists in that a manipulated variable for providing and/or terminating the provision of the air flow in the Scrap chamber and / or derived for generating the flame in the scrap chamber.
Vorzugsweise wird mittels des Sensors der Sauerstof f gehalt des Abgases gemessen . Alternativ könnten auch andere Kenngrößen für das Mischungsverhältnis des Gas/Luf t-Gemisches in der Hei zkammer gemessen werden . The oxygen content of the exhaust gas is preferably measured by means of the sensor. Alternatively, other parameters for the mixing ratio of the gas/air mixture in the heating chamber could also be measured.
Das Verfahren nach der Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet , dass in der zweiten Vorbehandlungsphase der Luftstrom bereitgestellt wird, indem der Luftstrom zwischen Beladetür und Aluminiumschrott in die Schrottkammer gerichtet wird oder indem von sich gegenüberliegenden Wänden der Schrottkammer aus j e ein Luftstrom zwischen Beladetür und Aluminiumschrott in die Schrottkammer gerichtet wird . The method according to the invention is further characterized in that in the second pre-treatment phase the air flow is provided by directing the air flow between the loading door and aluminum scrap into the scrap chamber or by directing an air flow between the loading door and aluminum scrap into the Scrap room is addressed.
Der Bereich zwischen Beladetür und der Aluminiumschrott-Charge ist der kälteste Bereich in der Schrottkammer . Aufgrund der Reaktion des Pyrolysegases mit dem Sauerstof f aus dem in diesen Bereich gerichteten Luftstrom wird die Temperatur in diesem Bereich so angehoben, dass die Anhaftungen, die sich noch auf dem Aluminiumschrott befinden, gleichmäßig in den gas förmigen Zustand überführt und verbrannt werden können . Vorzugsweise wird die Flamme neben dem in der Schrottkammer bereitgestellten Luftstrom erzeugt , wobei vorzugsweise der Abstand zwischen Flamme und Luftstrom so gewählt wird, dass die Flamme den Luftstrom erwärmt und wobei vorzugsweise die Flamme und der Luftstrom in gleicher Art und Weise in die Schrottkammer gerichtet werden . Mit anderen Worten sind die Flamme und der Luftstrom mit gleicher Richtung in die Schrottkammer gerichtet . The area between the loading door and the aluminum scrap charge is the coldest area in the scrap chamber. Due to the reaction of the pyrolysis gas with the oxygen from the air flow directed into this area, the temperature in this area is raised to such an extent that the deposits that are still on the aluminum scrap are evenly converted into the gaseous state and can be burned. Preferably, the flame is generated adjacent to the airflow provided in the scrap chamber, preferably with the distance between flame and airflow being chosen such that the flame heats the airflow, and preferably with the flame and airflow being directed into the scrap chamber in the same way. In other words, the flame and the air flow are directed in the same direction into the scrap chamber.
Im Rahmen der Erfindung kann die Atmosphäre innerhalb der Schrottkammer mittels eines Umwäl zkanals , der mit einer Eintrittsöf fnung und einer Austrittsöf fnung an die Schrottkammer angeschlossen ist , vorzugsweise parallel zur Trennwand in der Schrottkammer umgewäl zt werden, vorzugsweise mittels eines Ventilators . Vorzugsweise sind der Luftstrom und/oder die Flamme im Strom der umgewäl zten Atmosphäre in der Austrittsöf fnung zwischen Beladetür und Aluminiumschrott in die Schrottkammer gerichtet . Within the scope of the invention, the atmosphere inside the scrap chamber can be circulated by means of a circulation channel which is connected to the scrap chamber with an inlet opening and an outlet opening, preferably parallel to the partition wall in the scrap chamber, preferably by means of a fan. The air flow and/or the flame in the flow of the circulated atmosphere in the outlet opening between the loading door and the aluminum scrap are preferably directed into the scrap chamber.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Luftstrom in der Schrottkammer mittels des Brenners bereitgestellt wird, der mit Luftüberschuss betrieben wird, wenn die Temperatur in der Schrottkammer geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases und/oder dessen Brennstof f zufuhr unterbrochen und dessen Verbrennungsluftzufuhr so reduziert wird, dass in der Schrottkammer ein unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Verbrennungsluf t- Gemisch erzeugt wird, wenn die Temperatur in der Schrottkammer die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases erreicht hat oder diese übersteigt . A particularly advantageous development of the invention is that the air flow in the scrap chamber is provided by means of the burner, which is operated with excess air when the temperature in the scrap chamber is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas and/or its fuel supply is interrupted and its Combustion air supply is reduced so that a sub-stoichiometric pyrolysis gas / combustion air t mixture is generated in the scrap chamber when the temperature in the scrap chamber has reached or exceeds the self-ignition temperature of the pyrolysis gas.
Wenn die Temperatur in der Schrottkammer geringer ist als dieIf the temperature in the scrap chamber is lower than the
Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases , wird in derAuto-ignition temperature of the pyrolysis gas is determined in the
Schrottkammer mittels der Brennstof f zufuhr zu dem Brenner eine Flamme erzeugt . Mit dem Luftüberschuss wird die Verbrennungsluft bereitgestellt , um in der Schrottkammer ein zündfähiges unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Verbrennungsluf t-Gemisch zu erzeugen . Scrap chamber by means of the fuel supply to the burner flame generated. The combustion air is provided with the excess air in order to produce an ignitable sub-stoichiometric pyrolysis gas/combustion air mixture in the scrap chamber.
Wenn die Temperatur in der Schrottkammer die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases erreicht hat oder diese übersteigt , wird zu Zündzwecken keine Flamme mehr benötigt . Der Luftstrom, der zur Erzeugung eines zündfähiges unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Verbrennungsluf t-Gemisch in der Schrottkammer bereitgestellt werden muss , wird von der Verbrennungsluftzufuhr zu dem Brenner geliefert und gelangt über den Brenner in die Schrottkammer . When the temperature in the scrap chamber reaches or exceeds the autoignition temperature of the pyrolysis gas, a flame is no longer needed for ignition purposes. The air flow that has to be provided in the scrap chamber to generate an ignitable sub-stoichiometric pyrolysis gas/combustion air mixture is supplied by the combustion air supply to the burner and passes through the burner into the scrap chamber.
Die Erfindung beinhaltet ferner einen Mehrkammer-Schmel zofen zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott , der organische Anhaftungen aufweist , umfassend : The invention also includes a multi-chamber melting furnace for the recovery of aluminum from aluminum scrap which has organic adhesions, comprising:
- eine Schrottkammer , die zur Aufnahme von Schmel ze eingerichtet ist , wobei die Schrottkammer einen mit dem Aluminiumschrott chargenweise beladbaren Herd aufweist , der sich oberhalb des Niveaus der Schmel ze befindet und wobei in der Wandung der Schrottkammer eine Beladetür angeordnet ist , wobei die Schrottkammer zur thermischen Vorbehandlung des Aluminiumschrotts eingerichtet ist und wobei während einer ersten Vorbehandlungsphase , bei einer vorgegebenen ersten Temperatur in einer Atmosphäre , die frei von Sauerstof f ist , die organischen Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott in ein Pyrolysegas überführbar sind, - a scrap chamber which is set up to receive melt, the scrap chamber having a hearth which can be loaded in batches with the aluminum scrap, which is located above the level of the melt and a loading door is arranged in the wall of the scrap chamber, the scrap chamber for thermal pretreatment of the aluminum scrap is set up and during a first pretreatment phase, at a predetermined first temperature in an atmosphere that is free of oxygen, the organic buildup on the aluminum scrap can be converted into a pyrolysis gas,
- mindestens eine Hei zkammer, die zur Aufnahme von Schmel ze eingerichtet ist und die mindestens eine Verbrennungseinrichtung aufweist , - at least one heating chamber which is set up to receive melt and which has at least one combustion device,
- mindestens einen Lufteinlass in der Wandung der Schrottkammer zur Bereitstellung mindestens eines Luftstroms in der Schrottkammer während einer zweiten Vorbehandlungsphase bei einer vorgegebenen zweiten Temperatur, wobei die Schrottkammer auf die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases aufhei zbar ist , - at least one air inlet in the wall of the scrap chamber for providing at least one air flow in the scrap chamber during a second pre-treatment phase at a predetermined second temperature, the scrap chamber can be heated to the self-ignition temperature of the pyrolysis gas,
- eine Steuer-/Regeleinheit , die dazu eingerichtet ist , den Luftstrom in der Schrottkammer derart bereitzustellen, dass in der Schrottkammer ein zündfähiges unterstöchiometrisches Pyro- lysegas/Verbrennungsluf t-Gemisch entsteht , welches in der Schrottkammer in einem Verbrennungsprozess zur Reaktion bringbar ist und - A control/regulating unit that is set up to provide the air flow in the scrap chamber in such a way that an ignitable substoichiometric pyrolysis gas/combustion air mixture is produced in the scrap chamber, which can be reacted in a combustion process in the scrap chamber and
- einen Atmosphären-Auslass in der Wandung der Schrottkammer zum Abführen der Atmosphäre aus der Schrottkammer zu einer Nachverbrennung . - An atmosphere outlet in the wall of the scrap chamber for discharging the atmosphere from the scrap chamber to an afterburning.
Während der ersten Vorbehandlungsphase findet bei der vorgegebenen ersten Temperatur eine Pyrolyse statt . Es handelt sich dabei um einen Umwandlungsprozess , bei dem organische Verbindungen in Abwesenheit von Sauerstof f ( Luftzahl X im Wesentlichen = 0 ) gespalten werden . Mittels des Sauerstof f ausschlusses wird eine Oxidation des Alumiumschrottes verhindert . During the first pretreatment phase, pyrolysis takes place at the predetermined first temperature. This is a conversion process in which organic compounds are split in the absence of oxygen (air ratio X essentially = 0). The exclusion of oxygen prevents the aluminum scrap from oxidizing.
Die Atmosphäre ist frei von Sauerstof f . Darunter wird verstanden, dass der Sauerstof f gehalt extrem gering ist , so dass während der ersten Vorbehandlungsphase eine Pyrolyse und keine Oxidation bzw . Verbrennung stattfindet . The atmosphere is free of oxygen. This means that the oxygen content is extremely low, so that pyrolysis and no oxidation or combustion takes place.
Während der zweiten Vorbehandlungsphase wird die Schrottkammer mindestens auf die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases aufgehei zt , die ca . 750 ° C beträgt . Die vorgegebene zweite Temperatur beträgt ca 850 ° C . Vorzugsweise beträgt die zweite Temperatur zwischen 750 ° C und 900 ° C . Der in die Schrottkammer durch den Lufteinlass eingebrachte Luftstrom liefert den für eine unterstöchiometrische Verbrennungsreaktion notwendigen Sauerstof f . Das Pyrolysegas/Luf t-Gemisch wird unterstöchiometrisch zur Reaktion gebracht , um eine Oxidation des Aluminiumschrotts zu vermeiden . Bei der Reaktion werden diej enigen Koh- lenwasserstof f e weitgehend eliminiert , die in Form von Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott mit der Schmel ze reagieren und zu Krätzebildung führen würden, wenn der Aluminiumschrott nach der Vorbehandlung in die flüssige Schmel ze , die den Herd umgibt , eingeschoben und geschmol zen wird . During the second pre-treatment phase, the scrap chamber is heated to at least the self-ignition temperature of the pyrolysis gas, which is approx. is 750 °C. The predetermined second temperature is about 850 °C. Preferably the second temperature is between 750°C and 900°C. The air flow introduced into the scrap chamber through the air inlet supplies the oxygen required for a sub-stoichiometric combustion reaction. The pyrolysis gas/air mixture is reacted sub-stoichiometrically in order to avoid oxidation of the aluminum scrap. During the reaction, those carbon Hydrogen sulfide is largely eliminated, which would react with the melt in the form of buildup on the aluminum scrap and would lead to dross formation if the aluminum scrap, after pre-treatment, was inserted into the liquid melt surrounding the hearth and melted.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist der Mehrkammer-Schmel zofen dadurch gekennzeichnet , dass sich zwischen der Schrottkammer und Hei zkammer eine Trennwand befindet und dass die Trennwand mindestens eine Öf fnung zur Re- zirkulation der Schmel ze zwischen der Hei zkammer und der Schrottkammer aufweist , um die Schmel ze in der Schrottkammer auf zuhei zen . Die Schrottkammer und die Hei zkammer sind in hori zontaler Richtung hintereinander, nebeneinander oder in L- Form zueinander angeordnet und sind durch die Trennwand voneinander getrennt . According to a further advantageous feature of the invention, the multi-chamber melting furnace is characterized in that there is a partition wall between the scrap chamber and the heating chamber and that the partition wall has at least one opening for recirculating the melt between the heating chamber and the scrap chamber to heat up the melt in the scrap chamber. The scrap chamber and the heating chamber are arranged horizontally one behind the other, next to one another or in an L-shape and are separated from one another by the partition.
Vorzugsweise ist der Atmosphären-Auslass als Verbindungsleitung zwischen der Schrottkammer und der Hei zkammer ausgebildet um die Atmosphäre aus der Schrottkammer in die Hei zkammer zur Nachverbrennung zu überführen und wobei vorzugsweise die Verbrennungseinrichtung mit Luftüberschuss betreibbar ist , um der Atmosphäre die Verbrennungsluft für die Nachverbrennung mittels der Verbrennungseinrichtung zuzuführen . Die Verbindungsleitung zwischen der Schrottkammer und der Hei zkammer weist vorzugsweise ein Gebläse/Ventilator auf . The atmosphere outlet is preferably designed as a connecting line between the scrap chamber and the heating chamber in order to transfer the atmosphere from the scrap chamber into the heating chamber for post-combustion, and the combustion device can preferably be operated with excess air in order to supply the atmosphere with the combustion air for post-combustion by means of the supply combustion device. The connecting line between the scrap chamber and the heating chamber preferably has a blower/fan.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Schrottkammer mindestens einen Brenner auf , dem Brennstof f mittels einer Brennstof f Zuführung und Verbrennungsluft mittels einer Verbrennungsluftzuführung zugeführt werden und wobei der Brenner eingerichtet ist , den Verbrennungsprozess des Pyrolysegas/Luf t-Gemisches mittels einer Flamme einzuleiten, wenn dieAccording to a further feature of the invention, the scrap chamber has at least one burner to which fuel is supplied by means of a fuel supply and combustion air is supplied by means of a combustion air supply and the burner is set up to initiate the combustion process of the pyrolysis gas/air mixture by means of a flame. if the
Temperatur in der Schrottkammer geringer ist als die Selbst- ent Zündungstemperatur des Pyrolysegases . Damit kann die Verbrennungsreaktion zu einem möglichst frühen Zeitpunkt eingeleitet und somit der Prozess beschleunigt werden . temperature in the scrap chamber is lower than the ent Ignition temperature of the pyrolysis gas. The combustion reaction can thus be initiated at the earliest possible point in time and the process can thus be accelerated.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist der Mehrkammer-Schmel zofen dadurch gekennzeichnet , dass der Lufteinlass als Luftlanze ausgebildet ist und/oder dass der Brenner neben dem Lufteinlass angeordnet ist , dass vorzugsweise der Abstand zwischen dem Lufteinlass und dem Brenner so gewählt ist , dass die Flamme des Brenners den Luftstrom aus dem Lufteinlass erwärmt und dass vorzugsweise der Brenner und der Lufteinlass in gleicher Art und Weise in die Schrottkammer zwischen Beladetür und Aluminiumschrott gerichtet sind . According to a further advantageous feature of the invention, the multi-chamber melting furnace is characterized in that the air inlet is designed as an air lance and/or that the burner is arranged next to the air inlet, that preferably the distance between the air inlet and the burner is selected such that the flame of the burner heats the air flow from the air inlet and that preferably the burner and the air inlet are equally directed into the scrap chamber between the loading door and the aluminum scrap.
Anders ausgedrückt werden die Flamme aus dem Brenner und der Luftstrom aus dem Lufteinlass in Form einer Luftlanze in gleicher Richtung in die Schrottkammer gerichtet . In other words, the flame from the burner and the air flow from the air inlet are directed in the same direction into the scrap chamber in the form of an air lance.
Vorzugsweise ist ausgehend von sich gegenüberliegenden Wänden der Schrottkammer j e eine Luftlanze in die Schrottkammer zwischen Beladetür und Aluminiumschrott gerichtet . Diese Aus führungs form hat sich als besonders ef fektiv herausgestellt . Die Anordnung sollte so gewählt werden, dass die Flamme und der Luftstrom nicht auf den Schrott , sondern daneben gerichtet sind . Starting from opposite walls of the scrap chamber, an air lance is preferably directed into the scrap chamber between the loading door and aluminum scrap. This embodiment has proven to be particularly effective. The arrangement should be chosen in such a way that the flame and airflow are not directed at the scrap but next to it.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Brenner den Lufteinlass bildet und dass die Steuer-/Regeleinheit eingerichtet ist , den Brenner mit Luftüberschuss zu betreiben, wenn die Temperatur in der Schrottkammer geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases und/oder um die Brennstof f zufuhr zu dem Brenner zu unterbrechen und dessen Verbrennungsluftzufuhr zu reduzieren, wenn die Temperatur in der Schrottkammer die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases erreicht hat oder diese übersteigt . Dazu weisen die Brennstof f Zuführung und die Verbrennungsluftzuführung entsprechende Stellorgane auf . A particularly advantageous development of the invention is that the burner forms the air inlet and that the control/regulation unit is set up to operate the burner with excess air when the temperature in the scrap chamber is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas and/or around the Shut off the fuel supply to the burner and reduce its combustion air supply when the temperature in the scrap chamber has reached the self-ignition temperature of the pyrolysis gas or exceeds it. For this purpose, the fuel supply and the combustion air supply have corresponding control elements.
Wenn die Temperatur in der Schrottkammer geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases wird mittels des Brenners eine Flamme in der Schrottkammer erzeugt . Der Brenner wird mit Luftüberschuss betrieben, um mit dem Luftüberschuss den Luftstrom bereitzustellen, der in der Schrottkammer benötigt wird, um ein zündfähiges unterstöchiometrisches Pyrolyse- gas/Verbrennungsluf t-Gemisch zu erzeugen . If the temperature in the scrap chamber is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas, a flame is generated in the scrap chamber by means of the burner. The burner is operated with excess air in order to use the excess air to provide the air flow that is required in the scrap chamber in order to produce an ignitable substoichiometric pyrolysis gas/combustion air t mixture.
Wenn die Temperatur in der Schrottkammer die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases erreicht hat , wird zwecks Zündung keine Flamme mehr benötigt . Folglich wird die Brennstof f zufuhr zu dem Brenner unterbrochen . Weil dem Brenner kein Brennstof f mehr zugeführt wird, kann die Verbrennungsluftzufuhr entsprechend verringert werden, so dass nur noch so viel Verbrennungsluft zugeführt wird, um ein zündfähiges unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Verbrennungsluf t-Gemisch in der Schrottkammer zu erzeugen . When the temperature in the scrap chamber has reached the self-ignition temperature of the pyrolysis gas, a flame is no longer required for ignition. Consequently, the fuel supply to the burner is interrupted. Because the burner is no longer supplied with fuel, the combustion air supply can be reduced accordingly, so that only enough combustion air is supplied to produce an ignitable substoichiometric pyrolysis gas/combustion air mixture in the scrap chamber.
Eine bevorzugte Aus führungs form ist dadurch gekennzeichnet , dass an die Schrottkammer mindestens ein Umwäl zkanal angeschlossen ist , um die Atmosphäre innerhalb der Schrottkammer umzuwäl zen, vorzugsweise mittels eines Ventilators , dass sich die Einlassöf fnung des Umwäl zkanals in der Wandung der Schrottkammer benachbart zu der Trennwand und die Austrittsöf fnung des Umwäl zkanals vorzugsweise in der Wandung der Schrottkammer zwischen der Beladetür und dem Herd befinden und dass vorzugsweise der Lufteinlass und/oder der Brenner innerhalb der Austrittsöf fnung angeordnet ist bzw . sind . A preferred embodiment is characterized in that at least one circulation duct is connected to the scrap chamber in order to circulate the atmosphere within the scrap chamber, preferably by means of a fan, so that the inlet opening of the circulation duct is in the wall of the scrap chamber adjacent to the Partition wall and the exit opening of the circulation zkanals preferably located in the wall of the scrap chamber between the loading door and the stove and that preferably the air inlet and / or the burner is located within the exit opening or. are .
Vorzugsweise ist der als Luftlanze ausgebildete Lufteinlass so gestaltet , dass die Luftaustrittsgeschwindigkeit relativ hoch ist , um so eine gleichmäßige Verteilung der Luft im Bereich zwischen der Beladetür und der Charge mit Aluminiumschrott zu erhalten . Die Austrittsgeschwindigkeit aus dem Brenner ist ebenfalls hoch, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung zwischen der Tür und der Schrottcharge zu erhalten . Vorzugsweise beträgt die Austrittsgeschwindigkeit des Brenners zwischen 60m/ s und 130m/ s und/oder die Austrittsgeschwindigkeit des Luftstroms aus dem Lufteinlass zwischen 30m/ s und 60m/ s . The air inlet designed as an air lance is preferably designed in such a way that the air exit speed is relatively high in order to ensure an even distribution of the air in the area between the loading door and the charge with aluminum scrap receive . The exit velocity from the burner is also high to obtain an even temperature distribution between the door and the scrap charge. The exit speed of the burner is preferably between 60 m/s and 130 m/s and/or the exit speed of the air flow from the air inlet is between 30 m/s and 60 m/s.
Die Erfindung, weitere Vorteile sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand bevorzugter Aus führungs formen beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert . Die Erfindung soll durch die gezeigten Aus führungsbeispiele nicht eingeschränkt werden . Es ist auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Merkmale mit anderen Merkmalen aus anderen Figuren und/oder der Beschreibung zu kombinieren . The invention, further advantages and the technical environment are explained in more detail below using preferred embodiments by way of example with reference to the accompanying drawings. The invention should not be restricted by the exemplary embodiments shown. It is also possible to combine partial aspects of the features explained in the figures with other features from other figures and/or the description.
Es zeigen in schematischer Darstellung : They show in a schematic representation:
Figur 1 einen Mehrkammer-Schmel zofens zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott in einer Schnittdarstellung von oben; FIG. 1 shows a multi-chamber melting furnace for recovering aluminum from aluminum scrap in a sectional view from above;
Figur 2 den Mehrkammer-Schmel zofen aus Figur 1 in einer seitlichen Schnittdarstellung; FIG. 2 shows the multi-chamber melting furnace from FIG. 1 in a lateral sectional representation;
Figur 3 den Mehrkammer-Schmel zofen aus Figur 1 in einer stirnseitigen Schnittdarstellung; FIG. 3 shows the multi-chamber melting furnace from FIG. 1 in a frontal sectional view;
Figur 4 eine weitere Aus führungs form des erfindungsgemäßen Mehrkammer-Schmel zofens in einer Schnittdarstellung von oben; FIG. 4 shows a further embodiment of the multi-chamber melting furnace according to the invention in a sectional representation from above;
Figur 5 eine weitere Aus führungs form des erfindungsgemäßen Mehrkammer-Schmel zofens in einer seitlichen Schnittdarstellung . In allen Figuren haben gleiche Bauteile gleiche Bezugsziffern. Die Figur 1 zeigt in einer Schnittdarstellung, von oben gesehen, einen als Zweikammer-Schmelzofen ausgebildeten Mehrkammer-Schmelzofen 1 zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott, der organische Anhaftungen aufweist. Figur 2 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung und Figur 3 eine Schnittdarstellung über die Breite des Mehrkammer-Schmelzofens von der Stirnseite aus gesehen. Es werden nur die Bestandteile des Mehrkammer-Schmelzofens 1 dargestellt, die für die Erfindung wesentlich sind. FIG. 5 shows a further embodiment of the multi-chamber melting furnace according to the invention in a lateral sectional representation. In all figures, the same components have the same reference numbers. FIG. 1 shows a sectional representation, seen from above, of a multi-chamber melting furnace 1 designed as a two-chamber melting furnace for the recovery of aluminum from aluminum scrap which has organic adhesions. FIG. 2 shows a sectional view from the side and FIG. 3 shows a sectional view over the width of the multi-chamber melting furnace seen from the end face. Only the components of the multi-chamber melting furnace 1 that are essential to the invention are shown.
In den Figuren 1 bis 4 ist schematisch dargestellt, dass der Mehrkammer-Schmelzofen 1 eine Schrottkammer 2 und eine Heizkammer 3 mit einer gegenüber der Außenatmosphäre geschlossenen Wandung 4 mit Wänden 4a und 4b aufweist. In FIGS. 1 to 4 it is shown schematically that the multi-chamber melting furnace 1 has a scrap chamber 2 and a heating chamber 3 with a wall 4 which is closed with respect to the outside atmosphere and has walls 4a and 4b.
Die Schrottkammer ist für eine Vorbehandlung des Aluminiumschrotts vor dem Schmelzen eingerichtet. Die Schrottkammer 2 weist stirnseitig eine verschließbare Beladetür 5 auf, durch die die Schrottkammer 2 chargenweise mit dem Aluminiumschrott 6 beladbar ist. Die Beladetür 5 ist horizontal beweglich und erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der Schrottkammer 2 bzw. des Mehrkammer-Schmelzofens 1. In der Schrottkammer 2 befindet sich ein Herd 7, der mit dem Aluminiumschrott 6 beladen ist. Der Aluminiumschrott 6 ist als Charge zusammengestellt. Der Herd 7 ist zumindest teilweise schräg ausgebildet und grenzt unter Produktionsbedingungen an die flüssige Schmelze 8, wobei der Herd 7 oberhalb des Niveaus N der Schmelze 8 angeordnet ist. Nach der Vorbehandlung wird der Aluminiumschrott manuell in der flüssigen Schmelze 8 eingeschoben und geschmolzen. The scrap chamber is set up for pre-treating the aluminum scrap before it is melted. The scrap chamber 2 has a closable loading door 5 on the front side, through which the scrap chamber 2 can be loaded in batches with the aluminum scrap 6 . The loading door 5 can be moved horizontally and extends essentially over the entire width of the scrap chamber 2 or the multi-chamber melting furnace 1 . In the scrap chamber 2 there is a hearth 7 which is loaded with the aluminum scrap 6 . The aluminum scrap 6 is put together as a batch. The hearth 7 is at least partially sloping and borders the liquid melt 8 under production conditions, the hearth 7 being arranged above the level N of the melt 8 . After the pre-treatment, the aluminum scrap is manually pushed into the liquid melt 8 and melted.
Die Heizkammer 3 erstreckt sich, von der Beladetür 5 aus betrachtet, hinter der Schrottkammer 2 über die gesamte Breite des Mehrkammer-Schmelzofens 1. In der Heizkammer 3 befindet sich flüssige Schmelze 8 und weist eine Verbrennungseinrichtung 9 und einen Abgasauslass 10 auf. Die Verbrennungseinrichtung 9 ist als Gasbrenner ausgebildet, der in eine Heizzone 3a oberhalb der Schmelze 8 in der Schmelzkammer gerichtet ist. Es werden mehrere Verbrennungseinrichtungen 9 in Form von Gasbrennern eingesetzt, von denen nur eine Verbrennungseinrichtung 9 in Figur 2 dargestellt ist. Viewed from the loading door 5, the heating chamber 3 extends behind the scrap chamber 2 over the entire width of the multi-chamber melting furnace 1 liquid melt 8 and has a combustion device 9 and an exhaust gas outlet 10 . The combustion device 9 is designed as a gas burner which is directed into a heating zone 3a above the melt 8 in the melting chamber. Several combustion devices 9 in the form of gas burners are used, of which only one combustion device 9 is shown in FIG.
Die Schrottkammer 2 und die Heizkammer 3 sind in Längsrichtung hintereinander angeordnet und sind mittels einer Trennwand 11 voneinander getrennt. Die Kammern können alternativ auch nebeneinander oder in L-Form angeordnet werden. Es kann sich beispielsweise um eine hängende Trennwand handeln. Die Trennwand 11 ragt unter Betriebsverhältnissen in die Schmelze 8 hinein. Die Trennwand 11 weist unterhalb des Niveaus N bzw. der Oberfläche der Schmelze 8 mindestens eine Öffnung 12 bzw. einen Kanal zum Rezirkulieren der Schmelze 8 zwischen der Heizkammer 3 in der Schrottkammer 2 auf, um die Schmelze in der Schrottkammer 2 aufzuheizen und somit die Schrottkammer 2 zu beheizen. The scrap chamber 2 and the heating chamber 3 are arranged one behind the other in the longitudinal direction and are separated from one another by means of a partition wall 11 . Alternatively, the chambers can also be arranged next to each other or in an L-shape. For example, it can be a hanging partition. The partition wall 11 protrudes into the melt 8 under operating conditions. The partition wall 11 has at least one opening 12 or channel below the level N or the surface of the melt 8 for recirculating the melt 8 between the heating chamber 3 in the scrap chamber 2 in order to heat the melt in the scrap chamber 2 and thus the scrap chamber 2 to heat.
Der Herd 7 der Schrottkammer 2 wird mittels einer nicht dargestellten automatischen Chargier-Maschine oder einem Schaufelradlader chargenweise mit Aluminiumschrott beladen. Hier wird eine Chargier-Maschine eingesetzt, die gegenüber dem Schmelzofen abgedichtet ist, so dass während des Beladens der Eintrag von Sauerstoff in die Schrottkammer weitgehend vermieden wird. Falls sich der Sauerstoff-Eintrag während des Beladens in die Schrottkammer nicht vollständig vermeiden lässt, wird der Sauerstoff vor der ersten Vorbehandlungsphase beseitigt, vorzugsweise mittels eines kurzzeitigen Verbrennungsschritts. Erfahrungsgemäß ist eine Verbrennung zwischen 30 Sekunden und zwei Minuten ausreichend, um Sauerstoff, der während des Beladens in die Schrottkammer eingetragen wird, weitgehend zu beseitigen. Die Schrottkammer 2 wird zunächst mittels Rezirkulation der Schmelze 8 aus der Heizkammer 3 in die Schrottkammer auf eine vorgegebene erste Temperatur vorzugsweise 550°C, aufgeheizt. Die Aufheizung könnte mittels einer geeigneten externen Beheizung beschleunigt werden. The hearth 7 of the scrap chamber 2 is loaded in batches with aluminum scrap by means of an automatic charging machine (not shown) or a bucket wheel loader. A charging machine is used here that is sealed off from the melting furnace so that the entry of oxygen into the scrap chamber during charging is largely avoided. If the oxygen input cannot be completely avoided during loading into the scrap chamber, the oxygen is eliminated before the first pre-treatment phase, preferably by means of a short-term incineration step. Experience has shown that combustion between 30 seconds and two minutes is sufficient to largely eliminate the oxygen that enters the scrap chamber during loading. The scrap chamber 2 is initially by means of recirculation the melt 8 from the heating chamber 3 into the scrap chamber to a predetermined first temperature, preferably 550° C., is heated. The heating could be accelerated by means of a suitable external heating.
Der Schrottkammer wird während der ersten Vorbehandlungsphase kein Sauerstoff zugeführt. Der Aluminiumschrott wird während der ersten Vorbehandlungsphase bei der vorgegebenen ersten Temperatur in einer reduzierenden Atmosphäre, d. h. einer Atmosphäre, die im Wesentlichen frei von Sauerstoff ist, vorbehandelt, um die organischen Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott in ein Pyrolysegas zu überführen. No oxygen is supplied to the scrap chamber during the first pre-treatment phase. The aluminum scrap is treated at the predetermined first temperature in a reducing atmosphere, i. H. an atmosphere substantially free of oxygen to convert the organic buildup on the aluminum scrap into a pyrolysis gas.
Unter „frei von Sauerstsoff" wird die Abwesenheit von Sauerstoff verstanden, so dass die Luftzahl X im Wesentlichen = 0 ist. Ein Großteil der Anhaftungen wird während dieser ersten Vorbehandlungsphase in die Gasphase überführt. "Oxygen-free" is understood to mean the absence of oxygen, so that the air ratio X is essentially 0. A large part of the buildup is converted into the gas phase during this first pretreatment phase.
In den Wänden 4a, 4b der Schrottkammer 2 befindet sich je ein Lufteinlass 13a, 13b zur Bereitstellung je eines Luftstroms L in der Schrottkammer 2, um in der Schrottkammer in einer zweiten Vorbehandlungsphase ein zündfähiges Pyrolysegas/Luf t-Ge- misch zu erzeugen. In the walls 4a, 4b of the scrap chamber 2 there is an air inlet 13a, 13b each for providing an air flow L in the scrap chamber 2 in order to produce an ignitable pyrolysis gas/air mixture in the scrap chamber in a second pretreatment phase.
Während der zweiten Vorbehandlungsphase wird das Bereitstellen des Luftstroms L derart gesteuert, dass die Luftzahl des Pyrolysegas/Luf t-Gemisches in der Schrottkammer 2 zwischen 0,3 und 0, 6, vorzugsweise 0,5 beträgt. During the second pre-treatment phase, the provision of the air flow L is controlled in such a way that the air ratio of the pyrolysis gas/air mixture in the scrap chamber 2 is between 0.3 and 0.6, preferably 0.5.
Bei den beiden Ausführungsbeispielen ist, ausgehend von sich gegenüberliegenden Wänden 4a und 4b der Wandung 4 der Schrottkammer 2, je ein Lufteinlass 13a, 13b in Form je einer Luftlanze derart angeordnet, dass der Luftstrom L aus jedem Lufteinlass 13a, 13b in die Schrottkammer 2 zwischen Beladetür 5 und Aluminiumschrott 6 gerichtet ist. Damit wird beabsichtigt, den Luftstrom im kältesten Bereich der Schrottkammer 3 in der Nähe des Aluminiumschrotts 6 bereitzustellen, wobei der Luftstrom nicht direkt auf den Aluminiumschrott 6 gerichtet wird, um das Einschmel zen des Metalls und damit Metallabbrand zu vermeiden . Zudem wird eine Vergleichmäßigung der Temperaturverteilung in der Schmel zkammer 3 erreicht . In the two exemplary embodiments, starting from opposite walls 4a and 4b of the wall 4 of the scrap chamber 2, one air inlet 13a, 13b each in the form of an air lance is arranged in such a way that the air flow L from each air inlet 13a, 13b into the scrap chamber 2 between Loading door 5 and aluminum scrap 6 is directed. This is intended to the air flow in the coldest area of the scrap chamber 3 in the To provide proximity to the aluminum scrap 6, the air flow is not directed directly at the aluminum scrap 6 in order to avoid the melting of the metal and thus metal erosion. In addition, an equalization of the temperature distribution in the melting chamber 3 is achieved.
Während der zweiten Vorbehandlungsphase wird die Schrottkammer 2 auf die Selbst zündtemperatur des Pyrolysegases aufgehei zt . In den Figuren 2 und 3 ist eine Steuer-/Regeleinheit 14 dargestellt , die dazu eingerichtet ist , die Bereitstellung des Luftstroms aus den Luftauslässen 13a, 13b in der Schrottkammer 2 derart zu steuern oder zu regeln, dass in der Schrottkammer 2 ein zündfähiges unterstöchiometrisches Luf t/Pyrolysegas-Ge- misch entsteht , welches in der Schrottkammer 2 in einem Verbrennungsprozess zu einem Verbrennungsgas reagiert . Die unterstöchiometrische Verbrennung stellt sicher, dass keine unerwünschte Oxidation des Aluminiumschrotts erfolgt . During the second pre-treatment phase, the scrap chamber 2 is heated to the self-ignition temperature of the pyrolysis gas. In Figures 2 and 3, a control / regulation unit 14 is shown, which is set up to control or regulate the provision of the air flow from the air outlets 13a, 13b in the scrap chamber 2 such that in the scrap chamber 2 an ignitable sub-stoichiometric air t / pyrolysis gas mixture is formed, which reacts in the scrap chamber 2 in a combustion process to form a combustion gas. The sub-stoichiometric combustion ensures that there is no unwanted oxidation of the aluminum scrap.
Die Schrottkammer weist an gegenüberliegenden Wänden 4a, 4b j e einen Brenner 15a, 15b auf , um während der zweiten Vorbehandlungsphase den Verbrennungsprozess einzuleiten, wenn die Temperatur in der Schrottkammer 2 geringer ist als die Selbstzündtemperatur des Pyrolysegases . Diese Brenner werden eingesetzt , um Sauerstof f , der eventuell während des Beladens in die Schrottkammer eingetragen wird, während oder unmittelbar nach dem Beladen mittels einer Verbrennungsreaktion aus der Schrottkammer zu entfernen, bevor die erste Vorbehandlungsphase beginnt . Der Schrottkammer wird mittels der Brenner nur so viel Brennstof f zugeführt , bis mit dem in der Schrottkammer vorhandenen Sauerstof f ein zündfähiges Gemisch entsteht , welche zur Zündung gebracht wird . The scrap chamber has on opposite walls 4a, 4b je a burner 15a, 15b to initiate the combustion process during the second pre-treatment phase when the temperature in the scrap chamber 2 is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas. These burners are used to remove oxygen, which may be introduced into the scrap chamber during loading, from the scrap chamber during or immediately after loading by means of a combustion reaction before the first pre-treatment phase begins. The scrap chamber is fed by means of the burners only as much fuel until an ignitable mixture is formed with the oxygen present in the scrap chamber, which mixture is ignited.
Jeder Brenner 15a, 15b ist neben einem Lufteinlass 13a, 13b zugeordnet . Vorzugsweise ist der Abstand zwischen j e einem Lufteinlass 13a, 13b und einem Brenner 15a, 15b so gering, dass jeweils die Flamme des Brenners den benachbarten Luftstrom L aus dem Lufteinlass erwärmt. Benachbarte Brenner und Luftauslässe sind in die gleiche Richtung, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander, in die Schrottkammer 2 gerichtet. Die Austrittsgeschwindigkeit der Luftströme L aus den Luftauslässen 13a, 13b beträgt zwischen 30m/s und 60m/s. Damit wird sichergestellt, dass eine optimale Mischung von Luft und den brennbaren Bestandteilen des Pyrolysegases erreicht wird. Die Austrittsgeschwindigkeit der Brenner 15a, 15b beträgt zwischen 60m/s und 130m/s. Each burner 15a, 15b is associated with an air inlet 13a, 13b. The distance between each air inlet 13a, 13b and a burner 15a, 15b is preferably so small that that in each case the flame of the burner heats the adjacent air flow L from the air inlet. Adjacent burners and air outlets are directed into the scrap chamber 2 in the same direction, preferably substantially parallel to each other. The exit speed of the air streams L from the air outlets 13a, 13b is between 30m/s and 60m/s. This ensures that an optimal mixture of air and the combustible components of the pyrolysis gas is achieved. The exit speed of the burners 15a, 15b is between 60m/s and 130m/s.
Bei der Aus führungs form nach Figur 4 ist dargestellt, dass die Schrottkammer 2 beidseitig je einen Umwälzkanal 16a, 16b mit je einem Ventilator 17a, 17b aufweist, um die Atmosphäre innerhalb der Schrottkammer 2 umzuwälzen. Die Atmosphäre wird in Längsrichtung der Schrottkammer zwischen der Trennwand 11 und der stirnseitigen Beladetür umgewälzt. Jeder Umwälzkanal 16a, 16b weist in den Wänden 4a, 4b je eine Eintrittsöffnung 18a, 18b und je eine Austrittsöffnung 19a, 19b auf. Die Eintrittsöffnungen 18a, 18b sind benachbart zu der Trennwand 11 angeordnet. Die Austrittsöffnung 19a, 19b befindet sich jeweils in den Wänden 4a, 4b zwischen der stirnseitigen Beladetür und dem Herd 7. Der Lufteinlass 13a und der Brenner 15a sind innerhalb der Austrittsöffnung 19a und der Lufteinlass 13b und der Brenner 14b sind innerhalb der Austrittsöffnung 19b angeordnet. The embodiment according to FIG. 4 shows that the scrap chamber 2 has a circulation channel 16a, 16b on both sides, each with a fan 17a, 17b, in order to circulate the atmosphere inside the scrap chamber 2. The atmosphere is circulated in the longitudinal direction of the scrap chamber between the partition wall 11 and the front loading door. Each circulation channel 16a, 16b has an inlet opening 18a, 18b and an outlet opening 19a, 19b in the walls 4a, 4b. The inlet openings 18a, 18b are arranged adjacent to the partition wall 11. The outlet opening 19a, 19b is located in the walls 4a, 4b between the front loading door and the hearth 7, respectively. The air inlet 13a and the burner 15a are arranged inside the outlet opening 19a and the air inlet 13b and the burner 14b are arranged inside the outlet opening 19b.
In Figur 5 ist eine Aus führungs form dargestellt, bei der die Brenner 15a', 15b' auch als Luftauslässe dienen. Jeder Brenner weist eine Brennstoff Zuführung 22a, 22b und eine Luft Zuführung 23a, 23b auf. Jeder Brenner 15a', 15b' wird mit Luftüberschuss betrieben, solange die Temperatur in der Schrottkammer 2 geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases. Mittels der Steuer-/Regeleinheit 14 wird die Brennstoffzufuhr 22a, 22b zu dem Brenner unterbrochen und dessen Verbrennungsluftzufuhr 23a, 23b derart reduziert, dass in der Schrottkammer 2 ein unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Ver- brennungsluf t-Gemisch erzeugt wird, wenn die Temperatur in der Schrottkammer 2 die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases erreicht hat oder diese übersteigt . In diesem Betriebszustand, der in Figur 5 dargestellt ist , strömt nur noch Luft aus den Brennern 15a ' , 15b ' . Weil auf Luftlanzen verzichtet werden kann, ist diese Aus führungs form konstruktiv besonders einfach . FIG. 5 shows an embodiment in which the burners 15a', 15b' also serve as air outlets. Each burner has a fuel supply 22a, 22b and an air supply 23a, 23b. Each burner 15a', 15b' is operated with excess air as long as the temperature in the scrap chamber 2 is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas. By means of the control / regulating unit 14, the fuel supply is 22a, 22b interrupted to the burner and the combustion air supply 23a, 23b reduced such that in the Scrap chamber 2 is a sub-stoichiometric pyrolysis gas / combustion air t mixture is generated when the temperature in the scrap chamber 2 has reached the self-ignition temperature of the pyrolysis gas or exceeds it. In this operating state, which is shown in FIG. 5, only air flows out of the burners 15a', 15b'. Because there is no need for air lances, this embodiment is structurally particularly simple.
In Figur 2 ist dargestellt , dass sich eine Verbindungsleitung 20 , die ein Gebläse 21 aufweist , zwischen der Schrottkammer 2 und der Hei zkammer 3 befindet , um die Atmosphäre aus der Schrottkammer 2 der einer Nachverbrennung in der Hei zkammer zuzuführen . Die Atmosphäre weist das Abgas aus der Verbrennungsreaktion während der zweiten Vorbehandlungsphase sowie unverbranntes Pyrolysegas auf . Die bei der Nachverbrennung erzeugte Wärmeenergie wird zu Behei zung der Hei zkammer genutzt . FIG. 2 shows that there is a connecting line 20 which has a blower 21 between the scrap chamber 2 and the heating chamber 3 in order to feed the atmosphere from the scrap chamber 2 to post-combustion in the heating chamber. The atmosphere includes the exhaust gas from the combustion reaction during the second pretreatment phase and unburned pyrolysis gas. The thermal energy generated during post-combustion is used to heat the heating chamber.
Die Verbrennungseinrichtung 9 ist an eine Brennstof f leitung 24 und eine Verbrennungsleitung 25 angeschlossen . Die Verbrennungseinrichtung 9 in der Hei zkammer 3 ist für den überstöchiometrischen Betrieb eingerichtet , so dass der Atmosphäre aus der Schrottkammer 2 die Verbrennungsluft zur Nachverbrennung in der Hei zkammer mittels der Verbrennungseinrichtung 9 zugeführt wird . Dies ist eine konstruktiv besonders einfache Lösung der Bereitstellung von Verbrennungsluft zur Nachverbrennung . Der Atmosphäre in der Hei zkammer 3 könnte aber auch die für eine Nachverbrennung erforderliche Verbrennungsluft mittels einer Luftleitung zugeführt werden . The combustion device 9 is connected to a fuel line 24 and a combustion line 25 . The combustion device 9 in the heating chamber 3 is set up for over-stoichiometric operation, so that the combustion air for post-combustion in the heating chamber is supplied to the atmosphere from the scrap chamber 2 by means of the combustion device 9 . This is a structurally particularly simple solution for providing combustion air for post-combustion. However, the combustion air required for post-combustion could also be supplied to the atmosphere in the heating chamber 3 by means of an air line.
Mit anderen Worten ist die Verbrennungsluftleitung 26 der Verbrennungseinrichtung 9 in der Hei z zone 3a der Schmel zkammer 3 dafür eingerichtet , in der Hei z zone 3a zusätzlich zu der Verbrennungsluft für den Brennstof f , die der Verbrennungseinrich- tung mittels der Brennstof f leitung 25 zugeführt wird, Verbrennungsluft für die Nachverbrennung der Atmosphäre aus der Schrottkammer 2 bereitzustellen . In other words, the combustion air line 26 of the combustion device 9 in the heating zone 3a of the melting chamber 3 is set up in the heating zone 3a in addition to the combustion air for the fuel that the combustion device device is supplied by means of the fuel line 25 to provide combustion air for post-combustion of the atmosphere from the scrap chamber 2 .
In dem Abgasauslass 10 der Hei zkammer 3 ist ein Sensor 26 ( Figur 2 ) zum Messen des Sauerstof f gehalts im Abgasauslass 10 der Hei zkammer 3 angeordnet . Der Sauerstof f gehalt stellt einen Kennwert für das Mischungsverhältnis des Gas/Luf t-Gemisches in der Hei zkammer 3 dar . Die Steuer-/Regeleinheit 14 erzeugt in Abhängigkeit der Abweichung des gemessenen Sauerstof f gehalts von einem Sollwert ein Signal zur Zuführung von mehr oder weniger Brennstof f und/oder Verbrennungsluft zu der Verbrennungseinrichtung 9 . A sensor 26 (FIG. 2) for measuring the oxygen content in the exhaust gas outlet 10 of the heating chamber 3 is arranged in the exhaust gas outlet 10 of the heating chamber 3 . The oxygen content represents a characteristic value for the mixing ratio of the gas/air mixture in the heating chamber 3 . Depending on the deviation of the measured oxygen content from a target value, the control/regulating unit 14 generates a signal for supplying more or less fuel and/or combustion air to the combustion device 9 .
Aus dem gemessenen Kennwert oder aus dem Signal in Abhängigkeit von der Abweichung des gemessenen Kennwerts vom Sollwert wird ferner eine Stellgröße zum Bereitstellen und/oder Beenden der Bereitstellung der Luftströme L in der Schmel zkammer abgeleitet . Im Rahmen der Erfindung könnte auch ein Signal zum Erzeugen der Flamme in der Schrottkammer ( 2 ) abgeleitet werden . A manipulated variable for providing and/or terminating the provision of the air streams L in the melting chamber is also derived from the measured characteristic value or from the signal as a function of the deviation of the measured characteristic value from the desired value. A signal for generating the flame in the scrap chamber ( 2 ) could also be derived within the scope of the invention.
Während der Nachverbrennung wird die Atmosphäre aus der Schrottkammer 2 in der Hei zkammer 3 bei einer langen Verweilzeit und hohen Temperaturen sicher und umweltfreundlich nachverbrannt . Die Abgase aus der Hei zkammer 3 gelangen abschließend aus dem Abgasauslass 10 zu einem speziellen Abgasreinigungsprozess , in welchem das Abgas von Staub und schädlichen Gasbestandteilen gereinigt wird . During afterburning, the atmosphere from the scrap chamber 2 is afterburned in the heating chamber 3 in a safe and environmentally friendly manner with a long residence time and high temperatures. The exhaust gases from the heating chamber 3 finally pass through the exhaust gas outlet 10 to a special exhaust gas cleaning process, in which the exhaust gas is cleaned of dust and harmful gas components.
Nach Beendigung der zweiten Vorbehandlungsphase wird die vorbehandelte Alumiumschrott-Charge 6 in die Schmel ze in der Schrottkammer 2 geschoben . After the end of the second pre-treatment phase, the pre-treated aluminum scrap charge 6 is pushed into the melt in the scrap chamber 2 .
Erfindungsgemäß werden optimale Vorbehandlungsbedingungen geschaf fen, um organische Anhaftungen möglichst vollständig in die Gasphase zu überführen . Dies führt zu verringerter Krätzebildung und somit zu einer gesteigerten Metallausbeute bei gleichzeitiger Einsparung von Energie . According to the invention, optimal pretreatment conditions are created in order to remove organic buildup as completely as possible to convert the gas phase. This leads to reduced dross formation and thus to an increased metal yield while at the same time saving energy.
Die vorstehend beschriebenen Aus führungs formen sind beispiel- haft zu verstehen . Die Merkmale , welche zusammen mit anderen Merkmalen beschrieben sind, definieren unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig of fenbart sind, auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung . Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlungen möglich . So kann der Mehrkammer-Schmel zofen mehr als zwei Kammern aufweisen . Im Rahmen der Erfindung kann nur eine einzige Luf- teinlass/Brenner-Kombination oder auch mehrere Luftein- lass/Brenner-Kombinationen vorgesehen werden . Schließlich wird darauf hingewiesen, dass der Begri f f „aufweisend" keine Bauteile oder Elemente ausschließt , dass Bezugszeichen in den Ansprüchen keine Einschränkung darstellen und dass „ein" oder „eine" eine Viel zahl einschließt . The embodiments described above are to be understood as examples. The features that are described together with other features also individually define essential components of the invention, regardless of whether they are disclosed in the description, the claims, the figures or otherwise. Modifications are readily possible within the scope of the invention. Thus, the multi-chamber melting furnace can have more than two chambers. Within the scope of the invention, only a single air inlet/burner combination or also several air inlet/burner combinations can be provided. Finally, it is pointed out that the term "comprising" does not exclude any components or elements, that reference signs in the claims do not represent any limitation and that "a" or "an" includes a plurality.
Bezugszeichenliste Reference List
1 Mehr Kammer- Schmelzofen 1 More Chamber Furnace
2 Schrottkammer 2 scrap room
3 Heizkammer 3 heating chamber
3a Heizzone der Heizkammer 3a heating zone of the heating chamber
4 Wandung 4 wall
4a, 4b Wand 4a, 4b wall
5 Beladetür 5 loading door
6 Alumiumschrott 6 aluminum scrap
7 Herd 7 stove
8 Schmelze 8 melt
9 Verbrennungseinrichtung 9 combustion device
10 Abgasauslass 10 exhaust outlet
11 Trennwand 11 partition
12 Öffnung 12 opening
13a, 13b Lufteinlass 13a, 13b air inlet
14 Steuer-/Regeleinheit 14 control unit
15a, 15b Brenner 15a, 15b burners
15a' 15b Brenner 15a' 15b burner
16a, 16b Umwälzkanal 16a, 16b circulation channel
17a, 17b Ventilator 17a, 17b fan
18a, 18b Eintrittsöffnung 18a, 18b entrance opening
19a, 19b Austrittsöffnung 19a, 19b outlet opening
20 Atmosphärenauslass/Verbindungsleitung20 Atmosphere outlet/connecting line
21 Gebläse 21 blowers
22a, 22b Brennstoff Zuführung 22a, 22b fuel supply
23a, 22b Verbrennungsluft Zuführung 23a, 22b combustion air supply
24 Brennstoff lei tung 24 fuel line
25 Verbrennungs lüft lei tung 25 Combustion ventilation duct
26 Sensor 26 sensors
X Luft zahl X air count
L Luf tstrom L air flow
N Niveau der Schmelze N level of the melt

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott, der organische Anhaftungen aufweist, in einem Mehrkammer-Schmelzofen (1) , mit einer Schrottkammer (2) , die zur Aufnahme von Schmelze eingerichtet ist, wobei die Schrottkammer (2) einen mit dem Aluminiumschrott (6) chargenweise beladbaren Herd (7) aufweist, der sich oberhalb des Niveaus (N) der Schmelze befindet und wobei sich in der Wandung (4) der Schrottkammer (2) eine Beladetür (5) befindet und mit mindestens einer Heizkammer (3) , die zur Aufnahme von Schmelze eingerichtet ist und die mindestens eine Verbrennungseinrichtung (9) aufweist, zumindest mit den folgenden Verfahrensschritten: Process for the recovery of aluminum from aluminum scrap, which has organic adhesions, in a multi-chamber melting furnace (1), with a scrap chamber (2) that is set up to receive melt, wherein the scrap chamber (2) has an aluminum scrap (6 ) chargeable in batches (7), which is above the level (N) of the melt and wherein in the wall (4) of the scrap chamber (2) is a loading door (5) and with at least one heating chamber (3), the is set up to receive melt and has at least one combustion device (9), at least with the following method steps:
- chargenweises Beladen des Herds (7) der Schrottkammer (2) mit Aluminiumschrott (6) , - Batch loading of the hearth (7) of the scrap chamber (2) with aluminum scrap (6),
- thermische Vorbehandlung des Aluminiumschrotts (6) in der Schrottkammer (2) während einer ersten Vorbehandlungsphase bei einer vorgegebenen ersten Temperatur und in einer Atmosphäre, die frei von Sauerstoff ist, um die organischen Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott in ein Pyrolysegas zu überführen, - thermal pretreatment of the aluminum scrap (6) in the scrap chamber (2) during a first pretreatment phase at a predetermined first temperature and in an atmosphere that is free of oxygen in order to convert the organic buildup on the aluminum scrap into a pyrolysis gas,
- thermische Vorbehandlung des Aluminiumschrotts (6) in der Schrottkammer (2) während einer zweiten Vorbehandlungsphase bei einer vorgegebenen zweiten Temperatur, wobei die Schrottkammer (2) auf die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases aufgeheizt wird, wobei in der Schrottkammer (2) mindestens ein Luftstrom (L) bereitgestellt wird, um ein zündfähiges unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Verbren- nungsluf t-Gemisch zu erzeugen, welches in der Schrottkammer (2) in einem Verbrennungsprozess zur Reaktion gebracht wird und - Überführen der Atmosphäre aus der Schrottkammer (2) zu einer Nachverbrennung. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der zweiten Vorbehandlungsphase der Luftstrom (L) derart bereitgestellt wird, dass ein Pyrolysegas/Verbrennungsluf t-Gemisch mit einer Luftzahl (X) im Bereich von 0,3 bis 0, 6, vorzugsweise 0,5, erreicht wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze zwischen der Heizkammer (3) und der Schrottkammer (2) rezirkuliert, um die Schmelze in der Schrottkammer (2) aufzuheizen. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der zweiten Vorbehandlungsphase zusätzlich folgender Verfahrensschritt ausgeführt wird: - wenn die Temperatur in der Schrottkammer (2) geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases, Erzeugen mindestens einer Flamme in der Schrottkammer, mittels eines Brenners (15a, 15b, 15a', 15b') , dem Brennstoff und Verbrennungsluft zugeführt werden. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Atmosphäre aus der Schrottkammer (2) in die Heizkammer (3) zur Nachverbrennung überführt wird und dass vorzugsweise die Verbrennungseinrichtung (9) in der Heizkammer (3) mit Luftüberschuss betrieben wird. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Sensors (26) in einem Abgasauslass (10) der Heizkammer (3) ein Kennwert für das Mischungsverhältnis des Gas/Luf t-Gemisches in der Heizkammer (3) gemessen und in Abhängigkeit von der Abweichung des gemessenen Kennwerts von einem Sollwert ein Signal zur Zuführung von mehr oder weniger Brennstoff und/oder Verbrennungsluft zu der Verbrennungseinrichtung (9) , erzeugt wird . Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem gemessenen Kennwert, vorzugsweise dem Sauerstoff gehalt oder aus dem Signal in Abhängigkeit von der Abweichung des gemessenen Kennwerts vom Sollwert eine Stellgröße zum Bereitstellen und/oder Beenden der Bereitstellung des Luftstroms (L) in der Schrottkammer (2) und/oder zum Erzeugen der Flamme in der Schrottkammer (2) abgeleitet wird. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Vorbehandlungsphase der Luftstrom (L) bereitgestellt wird, indem der Luftstrom (L) zwischen Beladetür (5) und Aluminiumschrott (6) in die Schrottkammer (2) gerichtet wird oder indem von sich gegenüber liegenden Wänden (4a, 4b) der Schrottkammer (2) aus je ein Luftstrom (L) zwischen Beladetür (5) und Aluminiumschrott (6) in die Schrottkammer (2) gerichtet wird . Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flamme neben dem in der Schrottkammer (2) bereitgestellten Luftstrom (L) erzeugt wird und dass vorzugsweise der Abstand zwischen Flamme und Luftstrom (L) so gewählt wird, dass die Flamme den Luftstrom (L) erwärmt und dass vorzugsweise die Flamme und der Luftstrom (L) in gleicher Art und Weise in die Schrottkammer (2) gerichtet werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom (L) in der Schrottkammer mittels des Brenners (15a', 15b) bereitgestellt wird, der mit Luftüberschuss betrieben wird, wenn die Temperatur in der Schrottkammer (2) geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases und/oder dessen Brennstoff zufuhr unterbrochen und dessen Verbrennungsluftzufuhr so reduziert wird, dass in der Schrottkammer ein unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Verbrennungs- luft-Gemisch erzeugt wird, wenn die Temperatur in der Schrottkammer (2) die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases erreicht hat oder diese übersteigt. Mehrkammer-Schmelzofen zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott, der organische Anhaftungen aufweist, umfassend : - Thermal pre-treatment of the aluminum scrap (6) in the scrap chamber (2) during a second pre-treatment phase at a predetermined second temperature, the scrap chamber (2) being heated to the self-ignition temperature of the pyrolysis gas, with at least one air flow (L ) is provided in order to produce an ignitable substoichiometric pyrolysis gas/combustion air t mixture which is reacted in the scrap chamber (2) in a combustion process and - Converting the atmosphere from the scrap chamber (2) to an afterburning. Method according to Claim 1, characterized in that during the second pre-treatment phase the air flow (L) is provided in such a way that a pyrolysis gas/combustion air mixture with an air ratio (X) in the range from 0.3 to 0.6, preferably 0. 5, is reached. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the melt is recirculated between the heating chamber (3) and the scrap chamber (2) in order to heat the melt in the scrap chamber (2). Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the following method step is additionally carried out during the second pre-treatment phase: - if the temperature in the scrap chamber (2) is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas, generating at least one flame in the scrap chamber by means of a Burner (15a, 15b, 15a', 15b') to which fuel and combustion air are supplied. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the atmosphere from the scrap chamber (2) is transferred to the heating chamber (3) for post-combustion and that the combustion device (9) in the heating chamber (3) is preferably operated with excess air. Method according to Claim 5, characterized in that a characteristic value for the mixing ratio of the gas/air mixture in the heating chamber (3) is measured by means of a sensor (26) in an exhaust gas outlet (10) of the heating chamber (3) and as a function of the If the measured characteristic value deviates from a target value, a signal for supplying more or less fuel and/or combustion air to the combustion device (9) is generated. Method according to Claim 6, characterized in that a manipulated variable for providing and/or terminating the provision of the air flow (L) in the scrap chamber is derived from the measured characteristic value, preferably the oxygen content, or from the signal as a function of the deviation of the measured characteristic value from the target value (2) and/or for generating the flame in the scrap chamber (2). Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the air flow (L) is provided in the second pre-treatment phase by directing the air flow (L) between the loading door (5) and aluminum scrap (6) into the scrap chamber (2) or by from opposite walls (4a, 4b) of the scrap chamber (2), a current of air (L) between the loading door (5) and aluminum scrap (6) is directed into the scrap chamber (2). Method according to one of Claims 4 to 8, characterized in that the flame is generated next to the air flow (L) provided in the scrap chamber (2) and that the distance between the flame and the air flow (L) is preferably selected in such a way that the flame Air flow (L) heated and that preferably the flame and the air flow (L) are directed in the same way in the scrap chamber (2). Method according to any one of claims 4 to 9, characterized in that the air flow (L) in the scrap chamber is provided by means of the burner (15a', 15b) which is operated with excess air when the temperature in the scrap chamber (2) is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas and/or its fuel supply is interrupted and its combustion air supply is reduced in such a way that a sub-stoichiometric pyrolysis gas/combustion air mixture is generated in the scrap chamber when the temperature in the scrap chamber (2) has reached the self-ignition temperature of the pyrolysis gas or exceeds it. Multi-chamber melting furnace for the recovery of aluminum from aluminum scrap containing organic residues, comprising :
- eine Schrottkammer (2) , die zur Aufnahme von Schmelze eingerichtet ist, wobei die Schrottkammer (2) einen mit dem Aluminiumschrott (6) chargenweise beladbaren Herd (7) aufweist, der sich oberhalb des Niveaus (N) der Schmelze befindet und wobei in der Wandung (4) der Schrottkammer eine Beladetür (5) angeordnet ist, wobei die Schrottkammer (2) zur thermischen Vorbehandlung des Aluminiumschrotts (6) 30 eingerichtet ist und wobei während einer ersten Vorbehandlungsphase, bei einer vorgegebenen ersten Temperatur in einer Atmosphäre, die frei von Sauerstoff ist, die organischen Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott (6) in ein Pyrolysegas überführbar sind, - a scrap chamber (2) which is set up to receive melt, the scrap chamber (2) having a hearth (7) which can be loaded in batches with the aluminum scrap (6) and which is located above the level (N) of the melt and wherein in a loading door (5) is arranged on the wall (4) of the scrap chamber, the scrap chamber (2) for the thermal pre-treatment of the aluminum scrap (6) 30 is set up and wherein during a first pretreatment phase, at a predetermined first temperature in an atmosphere that is free of oxygen, the organic buildup on the aluminum scrap (6) can be converted into a pyrolysis gas,
- mindestens eine Heizkammer (3) , die zur Aufnahme von Schmelze (8) eingerichtet ist und die mindestens eine Verbrennungseinrichtung (9) aufweist, - at least one heating chamber (3) which is designed to receive melt (8) and which has at least one combustion device (9),
- mindestens einen Lufteinlass (13a, 13b) in der Wandung der Schrottkammer zur Bereitstellung mindestens eines Luftstroms (L) in der Schrottkammer (2) während einer zweiten Vorbehandlungsphase bei einer vorgegebenen zweiten Temperatur, wobei die Schrottkammer (2) auf die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases aufheizbar ist, - at least one air inlet (13a, 13b) in the wall of the scrap chamber to provide at least one air flow (L) in the scrap chamber (2) during a second pre-treatment phase at a predetermined second temperature, the scrap chamber (2) being heatable to the self-ignition temperature of the pyrolysis gas is,
- eine Steuer-/Regeleinheit (14) , die dazu eingerichtet ist, den Luftstrom (L) in der Schrottkammer (2) derart bereitzustellen, dass in der Schrottkammer (2) ein zündfähiges unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Verbrennungsluf t-Ge- misch entsteht, welches in der Schrottkammer (2) in einem Verbrennungsprozess zur Reaktion bringbar ist und - A control / regulating unit (14) which is set up to provide the air flow (L) in the scrap chamber (2) in such a way that in the scrap chamber (2) an ignitable substoichiometric pyrolysis gas / combustion air t mixture is formed, which can be brought to react in the scrap chamber (2) in a combustion process and
- einen Atmosphären-Auslass (20) in der Wandung der Schrottkammer zum Abführen der Atmosphäre aus der Schrottkammer zu einer Nachverbrennung. Mehrkammer-Schmelzofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der Schrottkammer (2) und Heizkammer (3) eine Trennwand (11) befindet und dass die Trennwand (11) mindestens eine Öffnung (12) zur Rezirkulation der Schmelze zwischen der Heizkammer (3) und der Schrottkammer (2) aufweist und/oder dass der Atmosphären-Auslass (20) als Verbindungsleitung zwischen der Schrottkammer (2) und der Heizkammer (2) ausgebildet ist, um die Atmosphäre aus der Schrottkammer (2) in die Heizkam- 31 mer (3) zur Nachverbrennung zu überführen und dass vorzugsweise die Verbrennungseinrichtung (9) mit Luftüberschuss betreibbar ist, um der Atmosphäre die Verbrennungsluft für die Nachverbrennung mittels der Verbrennungseinrichtung (9) zuzuführen . Mehrkammer-Schmelzofen nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrottkammer (2) mindestens einen Brenner (15a, 15b, 15a', 15b') aufweist, dem Brennstoff mittels einer Brennstoff Zuführung (22a, 22b) und Verbrennungsluft mittels einer Verbrennungsluftzuführung- An atmosphere outlet (20) in the wall of the scrap chamber for discharging the atmosphere from the scrap chamber to afterburning. Multi-chamber melting furnace according to Claim 11, characterized in that there is a partition (11) between the scrap chamber (2) and the heating chamber (3) and that the partition (11) has at least one opening (12) for recirculating the melt between the heating chamber ( 3) and the scrap chamber (2) and/or that the atmosphere outlet (20) is designed as a connecting line between the scrap chamber (2) and the heating chamber (2) in order to convey the atmosphere from the scrap chamber (2) into the heating chamber 31 mer (3) for post-combustion and that preferably the combustion device (9) can be operated with excess air in order to supply the combustion air for post-combustion by means of the combustion device (9) to the atmosphere. Multi-chamber melting furnace according to one of claims 11 or 12, characterized in that the scrap chamber (2) has at least one burner (15a, 15b, 15a', 15b'), the fuel by means of a fuel supply (22a, 22b) and combustion air by means a combustion air supply
(23a, 23b) zugeführt werden und das der Brenner (15a, 15b, 15a', 15b') vorzugsweise eingerichtet ist, den Verbrennungsprozess des Pyrolysegas/Luf t-Gemisches mittels einer Flamme einzuleiten, wenn die Temperatur in der Schrottkammer geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases . Mehrkammer-Schmelzofen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass (13a, 13b) als Luftlanze ausgebildet ist und/oder dass der Brenner (15a, 15b) neben dem Lufteinlass (13a, 13b) angeordnet ist, dass vorzugsweise der Abstand zwischen dem Lufteinlass (13a, 13b) und dem Brenner (15a, 15b) so gewählt ist, dass die Flamme des Brenners (15a, 15b) den Luftstrom (L) aus dem Lufteinlass (13a, 13b) erwärmt und dass vorzugsweise der Brenner (15a, 15b) und der Lufteinlass (13a, 13b) in gleicher Art und Weise in die Schrottkammer (2) zwischen Beladetür (5) und Aluminiumschrott (6) gerichtet sind. Mehrkammer-Schmelzofen nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (15a', 15b') den Lufteinlass (13a, 13b) bildet und dass die Steuer-/Re- geleinheit (14) eingerichtet ist, den Brenner (15a', 15b') 32 mit Luftüberschuss zu betreiben, wenn die Temperatur in der Schrottkammer (2) geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases und/oder die Brennstoff zufuhr zu dem Brenner (15a', 15b') zu unterbrechen und dessen Verbrennungsluftzufuhr zu reduzieren, wenn die Temperatur in der Schrottkammer (2) die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases erreicht hat oder diese übersteigt. Mehrkammer-Schmelzofen nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an die Schrottkammer (2) mindestens ein Umwälzkanal (16a, 16b) mit einer Eintrittsöffnung (18a, 18b) und einer Austrittsöffnung angeschlossen ist, um die Atmosphäre innerhalb der Schrottkammer (2) umzuwälzen, vorzugsweise mittels eines Ventilators (17a, 17b) und dass sich vorzugsweise die Austrittsöffnung (19a, 19b) in der Wandung (4) der Schrottkammer (2) zwischen der Beladetür (5) und dem Herd (7) befinden und dass vorzugsweise der Lufteinlass (13a, 13b) und/oder der Brenner (15a, 15b, 15a', 15b') innerhalb der Austrittsöffnung (19a, 19b) angeordnet ist bzw. sind und/oder dass der Brenner (15a, 15b, 15a', 15b') derart eingerichtet ist, dass dessen Austrittsgeschwindigkeit zwischen 60m/s und 130m/s beträgt und/oder dass der Lufteinlass (13a, 13b) derart eingerichtet ist, dass die Austrittsgeschwindigkeit des Luftstroms zwischen 30m/s und 60m/s beträgt. (23a, 23b) and that the burner (15a, 15b, 15a', 15b') is preferably set up to initiate the combustion process of the pyrolysis gas/air mixture by means of a flame when the temperature in the scrap chamber is lower than that Auto-ignition temperature of the pyrolysis gas. Multi-chamber melting furnace according to Claim 13, characterized in that the air inlet (13a, 13b) is designed as an air lance and/or that the burner (15a, 15b) is arranged next to the air inlet (13a, 13b), that preferably the distance between the air inlet (13a, 13b) and the burner (15a, 15b) is selected such that the flame of the burner (15a, 15b) heats the air flow (L) from the air inlet (13a, 13b) and that preferably the burner (15a, 15b) and the air inlet (13a, 13b) are directed in the same way into the scrap chamber (2) between the loading door (5) and aluminum scrap (6). Multi-chamber melting furnace according to Claim 13 or 14, characterized in that the burner (15a', 15b') forms the air inlet (13a, 13b) and that the control/regulating unit (14) is set up to control the burner (15a' , 15b') 32 to be operated with excess air if the temperature in the scrap chamber (2) is lower than the self-ignition temperature of the pyrolysis gas and/or to interrupt the fuel supply to the burner (15a', 15b') and to reduce its combustion air supply if the temperature in the scrap chamber (2) has reached or exceeded the self-ignition temperature of the pyrolysis gas. Multi-chamber melting furnace according to one of Claims 11 to 15, characterized in that at least one circulation channel (16a, 16b) with an inlet opening (18a, 18b) and an outlet opening is connected to the scrap chamber (2) in order to circulate the atmosphere inside the scrap chamber ( 2) to circulate, preferably by means of a fan (17a, 17b) and that the outlet opening (19a, 19b) is preferably located in the wall (4) of the scrap chamber (2) between the loading door (5) and the hearth (7) and that preferably the air inlet (13a, 13b) and/or the burner (15a, 15b, 15a', 15b') is or are arranged within the outlet opening (19a, 19b) and/or that the burner (15a, 15b, 15a' , 15b') is set up in such a way that its exit speed is between 60m/s and 130m/s and/or that the air inlet (13a, 13b) is set up in such a way that the exit speed of the air flow is between 30m/s and 60m/s.
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