(19)
(11) EP 4 350 264 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
10.04.2024  Patentblatt  2024/15

(21) Anmeldenummer: 23200604.9

(22) Anmeldetag:  28.09.2023
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
F27B 3/04(2006.01)
C22B 21/00(2006.01)
F27B 3/20(2006.01)
F27D 17/00(2006.01)
C22B 7/00(2006.01)
F27B 3/18(2006.01)
F27D 13/00(2006.01)
(52) Gemeinsame Patentklassifikation (CPC) :
F27B 3/045; F27B 3/18; F27D 17/004; F27D 13/00; F27D 13/002; C22B 21/0092; C22B 21/0084; C22B 21/0069; C22B 7/003; F27B 3/20
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA
Benannte Validierungsstaaten:
KH MA MD TN

(30) Priorität: 06.10.2022 DE 102022125816

(71) Anmelder: Jasper GmbH
25451 Quickborn (DE)

(72) Erfinder:
  • Ludewig, Jörn Kurt
    25337 Elmshorn (DE)
  • Jasper, Jens-Ole
    25364 Brande-Hörnerkirchen (DE)

(74) Vertreter: Schneiders & Behrendt Bochum 
Rechts- und Patentanwälte Huestraße 23
44787 Bochum
44787 Bochum (DE)

   


(54) ZWEIKAMMEROFEN FÜR DAS ALUMINIUM-RECYCLING


(57) Die Erfindung betrifft einen Schmelzofen, insbesondere einen Zweikammerofen, zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott. Dieser weist eine Schrottkammer (2) auf, mit einem Trockenherd (6), dessen zur Aufnahme von Aluminiumschrott vorgesehene Oberfläche oberhalb der Oberfläche einer im Betrieb des Schmelzofens (1) in der Schrottkammer (2) befindlichen Aluminiumschmelze (7) angeordnet ist, und eine Heizkammer (3), die mindestens einen Brenner (9) für eine Brennstofffeuerung aufweist, wobei die Heizkammer (3) und die Schrottkammer (2) durch eine Trennwand (11) voneinander getrennt sind, wobei die Trennwand (11) mindestens eine Öffnung (12) zur Rezirkulation der Aluminiumschmelze (7) zwischen der Heizkammer (3) und der Schrottkammer (2) aufweist. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Schmelzofen anzugeben, der eine effektive Vorbehandlung des Aluminiumschrotts ermöglicht. Hierzu schlägt die Erfindung vor, dass eine Feuerfestverkleidung der Oberfläche des Trockenherdes (6) und/oder eine Feuerfestverkleidung der Innenwandung der Schrottkammer (2) im Bereich des Trockenherdes (6) mit Heißgas beaufschlagbare Kanäle (18) aufweisen und dazu ausgelegt sind, Wärme aus dem Heißgas aufzunehmen und an den auf der Oberfläche des Trockenherdes (6) befindlichen Aluminiumschrott zu dessen thermischer Vorbehandlung abzugeben.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft einen Schmelzofen, insbesondere Zweikammerofen, zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott, mit:
  • einer Schrottkammer mit einem Trockenherd, dessen zur Aufnahme von Aluminiumschrott vorgesehene Oberfläche oberhalb der Oberfläche einer im Betrieb des Schmelzofens in der Schrottkammer befindlichen Aluminiumschmelze angeordnet ist, und
  • einer Heizkammer, die mindestens einen Brenner für eine Brennstofffeuerung aufweist, wobei die Heizkammer und die Schrottkammer durch eine Trennwand voneinander getrennt sind, wobei die Trennwand mindestens eine Öffnung zur Rezirkulation der Aluminiumschmelze zwischen der Heizkammer und der Schrottkammer aufweist.


[0002] Ein aus dem Stand der Technik bekannter Zweikammerofen weist zwei Kammern auf, und zwar eine Schrottkammer, in die Aluminiumschrott chargenweise zur thermischen Vorbehandlung eingebracht wird, und eine Heizkammer zum Beheizen der Aluminiumschmelze. In der Heizkammer wird die für das Schmelzen erforderliche Wärme durch eine Brennstofffeuerung mittels eines oder mehrerer Brenner, z.B. Gasbrenner, bereitgestellt. Für die Vorbehandlung sind in der Schrottkammer ebenfalls ein oder mehrere Brenner vorgesehen. Durch eine Trennwand zwischen Schrottkammer und Heizkammer können in den beiden Kammern unterschiedliche Temperaturen eingestellt werden.

[0003] Der Aluminiumschrott einer Charge wird zunächst auf einen in der Schrottkammer befindlichen Trockenherd geladen, dessen Oberfläche sich oberhalb der Oberfläche der Schmelze befindet. Die thermische Vorbehandlung findet auf dem Trockenherd statt. Nach der Vorbehandlung wird der Aluminiumschrott von dem Trockenherd geschoben und fällt von dort in die Schmelze, wo er eingeschmolzen und damit der Schmelze hinzugefügt wird.

[0004] Bei dem Aluminiumschrott kann es sich beispielsweise um Dosenschrott handeln. 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 eingeschmolzen werden soll, z. B. in Form von Schredder-Material, Profilen, Maschinenteilen oder sonstigen Rücklaufschrotten.

[0005] Aluminiumschrott ist häufig verunreinigt bzw. weist an der Oberfläche einen unerwünschten 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 Kohlenwasserstoffverbindungen. Diese werden bei der thermischen Vorbehandlung soweit wie möglich entfernt. Es hat sich die thermische Vorbehandlung in Form der Pyrolyse durchgesetzt. Das bei der Vorbehandlung entstehende Pyrolysegas kann im Ofen zu dessen Beheizung mit verbrannt werden, was die Energieeffizienz verbessert.

[0006] Der Aluminiumschrott auf dem Trockenherd wird in der Schrottkammer mittels des hierfür vorgesehenen Brenners von oben oder von der Seite her erwärmt. Dabei ist zu beachten, dass die Vorbehandlungstemperatur nicht zu hoch sein darf, weil ansonsten die Metallausbeute sinkt. Eine Vorbehandlungstemperatur von 500-570°C wird angestrebt. Die für die Vorbehandlung zur Verfügung stehende Zeit ist aufgrund des zu erreichenden Durchsatzes begrenzt. Da somit der Schrott bisher nur an seinen freien Oberflächen mit nicht zu hoher Temperatur über eine begrenzte Zeit aufgeheizt wird, wird der Schrott an der Unterseite, wo er auf der Oberfläche des Trockenherdes aufliegt, nicht ausreichend beheizt. Der somit teilweise nicht ausreichend vorgeheizte Schrott ist nur unvollständig von organischen Anhaftungen befreit und kühlt die flüssige Schmelze im Ofen zu stark ab. Der Energieaufwand ist entsprechend erhöht. Reste von nicht pyrolysierten Anhaftungen reagieren mit der Schmelze und führen zu Verunreinigungen, die in fester Form vorliegen (z.B. Aluminiumcarbid, Aluminiumoxid). Dies führt zu einem Metallverlust. Der Durchsatz ist nicht optimal.

[0007] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Schmelzofen anzugeben, der eine effektive Vorbehandlung des Aluminiumschrotts ermöglicht.

[0008] Gelöst wird diese Aufgabe ausgehend von einem Schmelzofen der eingangs angegebenen Art dadurch, dass eine Feuerfestverkleidung der Oberfläche des Trockenherdes und/oder eine Feuerfestverkleidung der (seitlichen) Innenwandung der Schrottkammer im Bereich des Trockenherdes mit Heißgas beaufschlagbare Kanäle aufweisen und dazu ausgelegt sind, Wärme aus dem Heißgas aufzunehmen und an den auf der Oberfläche des Trockenherdes befindlichen Aluminiumschrott zu dessen thermischer Vorbehandlung abzugeben.

[0009] Der Schmelzofen ist, wie üblich, mit feuerfesten Werkstoffen ausgekleidet. Die Werkstoffe für die Feuerfestverkleidung der inneren Ofenwandungen sind sogenannte Refraktärwerkstoffe. Dabei handelt es sich in der Regel um nichtmetallische, vor allem keramische Materialien, die, je nach Anwendung, über 600°C bis über 1700°C einsetzbar sind und entsprechend im direkten Wärmekontakt mit den Hochtemperaturprozessen (Vorbehandlung, Schmelzen) im Ofen stehen können.

[0010] Die Erfindung schlägt gemäß Anspruch 1 vor, dass die Feuerfestverkleidung der Oberfläche des Trockenherdes und/oder der Innenwandung der Schrottkammer im Bereich des Trockenherdes mit Kanälen ausgestaltet ist, durch die heißes Gas geführt wird. Dadurch wird die Feuerfestverkleidung erwärmt und die Wärme wird an den auf dem Trockenherd befindlichen Schrott während der Vorbehandlung abgegeben. Dadurch kann der Aluminiumschrott nicht nur, wie bisher üblich, von seinen freien Oberflächen her, sondern auch von unten und optional zusätzlich von der Seite her erwärmt werden. Der Aluminiumschrott wird so insgesamt gleichmäßiger erwärmt. Dadurch wird eine gegenüber dem Stand der Technik vollständigere Pyrolyse erreicht. Außerdem kann der Aluminiumschrott gleichmäßiger und vollständiger thermisch vorbehandelt werden, ohne dass Temperaturen überschritten werden, bei denen es zu unerwünschter Oxidation des Aluminiums kommt. Entsprechend sinkt die Temperatur der Aluminiumschmelze beim Überführen des Schrotts in die Schmelze nach der Vorbehandlung weniger stark ab. Dadurch können der Durchsatz des Ofens und dessen Energieeffizienz gegenüber dem Stand der Technik verbessert werden.

[0011] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.

[0012] Bei einer möglichen Ausgestaltung des Schmelzofens weist auch die Schrottkammer einen Brenner für eine Brennstofffeuerung auf. Mittels des Brenners kann der auf dem Trockenherd befindliche Aluminiumschrott während der thermischen Vorbehandlung auf vorzugsweise 500-570°C erwärmt werden, während parallel eine Erwärmung von unten her und/oder von der Seite her mittels des durch die Kanäle in der Feuerfestverkleidung geführten Heißgases erfolgt. Der Aluminiumschrott wird entsprechend gleichmäßig erwärmt.

[0013] Bei einer weiteren möglichen Ausgestaltung weisen der mindestens eine Brenner der Heizkammer und/oder der Schrottkammer eine Luftzuführung zur Zuführung von Luft als Verbrennungsluft und eine Abgasrückführung zur Abführung von Abgas auf, wobei die Luftzuführung und die Abgasrückführung durch einen Wärmetauscher wärmeübertragend verbunden sind, der dazu eingerichtet ist, Wärme aus dem Abgas aufzunehmen und an die Luft abzugeben. Die Brenner in der Heizkammer und/oder Schrottkammer sind bei dieser Ausgestaltung, mit anderen Worten, als Regenerativbrenner ausgebildet. Die in dem abgeführten Abgas enthaltene hohe Wärmemenge wird mittels des Wärmetauschers zurückgewonnen, um die dem Brenner zugeführte Verbrennungsluft vorzuwärmen. Dadurch wird in erheblichem Umfang Brennstoff eingespart. Geeignete Regenerativbrenner sind z.B. in der EP 3 633 267 A1 beschrieben, deren vollständiger Inhalt in Bezug auf die Ausgestaltung der Brenner hier einbezogen wird.

[0014] Bei einer möglichen Ausgestaltung weist die Luftzuführung zwischen dem Wärmetauscher und dem Brenner einen Abzweig auf, über den ein Teilstrom der Luft den Kanälen als Heißgas zuführbar ist. Bei den Regenerativbrennern hat das zur Vorwärmung der Verbrennungsluft in dem Wärmetauscher verwendete Abgas eine höhere spezifische Wärme als Luft. Von daher muss zur Erzielung eines thermischen Gleichgewichts im Wärmetauscher ohnehin ein größeres Luftvolumen verwendet werden als für die Brennstofffeuerung benötigt wird. Der Überschuss an Heißluft wird bisher in die Umgebung abgeblasen. Die Lufttemperatur am Ausgang des Wärmetauschers beträgt ca. 900 °C. Es ist eine Idee der Erfindung, die Kanäle in der Feuerfestauskleidung des Trockenherdes und/oder der Innenwandung der Schrottkammer im Bereich des Trockenherdes mit dieser überschüssigen Heißluft als Heißgas zu beaufschlagen, um die thermische Vorbehandlung des auf dem Trockenherd befindlichen Schrotts durchzuführen bzw. zu unterstützen. Für die Erzeugung des Heißgases muss entsprechend keine zusätzliche Energie aufgewendet werden. Durch die Erfindung wird die bisher in die Umgebung freigesetzte Wärme einer Nutzung im Ofen zugeführt. Das Ergebnis ist, dass der Schmelzofen einen höheren Durchsatz bei weniger Energieaufwand hat. Der Ansatz der Erfindung kann genutzt werden, um bei einem spezifizierten Durchsatz den Schmelzofen kleiner auszulegen, bei entsprechend geringerem Energieverbrauch.

[0015] Bei einer möglichen Ausgestaltung ist der Abzweig hinsichtlich des Verhältnisses des dem Brenner zugeführten Luftstromes und des Teilstromes variabel einstellbar. Die relative Einstellung der beiden Luftströme kann vorteilhaft sein, um die Menge an zugeführter Verbrennungsluft in Abhängigkeit von der zu verbrennenden Brennstoffmenge entsprechend dem Wärmebedarf anpassen zu können.

[0016] Zweckmäßig ist ein Heißgasauslass vorgesehen, durch den das (nach der Wärmeabgabe bei der Vorbehandlung des Aluminiumschrotts abgekühlte) Heißgas den Schmelzofen nach Durchströmen der Kanäle in die Umgebung verlässt.

[0017] Bei einer möglichen Ausgestaltung ist eine Steuer-/Regeleinheit vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, durch Steuerung des zugeführten Luftstromes die Temperatur der Luft nach Durchströmen des Wärmetauschers auf 500-900°C zu regeln. Der Luftstrom wird zur Erzielung eines thermischen Gleichgewichts im Wärmetauscher bei einem gewünschten Temperaturniveau zweckmäßig automatisch geregelt. Die Abgastemperatur liegt typischerweise bei 800-900°C. Dies stellt die Obergrenze für die Temperatur der Luft nach Durchströmen des Wärmetauschers dar. Die Steuer/-Regeleinheit kann zweckmäßig weiter dazu eingerichtet sein, die Ofentemperatur im Bereich des Trockenherdes auf 400-600°C, vorzugsweise 500-570°C zu regeln. Dieser Temperaturbereich ist ideal für die Vorbehandlung des Aluminiumschrotts, damit die Pyrolyse möglichst vollständig stattfindet, es aber nicht zur Oxidation des Aluminiums kommt.

[0018] Bei einer weiteren möglichen Ausgestaltung weist die Schrottkammer eine Beladetür auf, durch die hindurch die Oberfläche des Trockenherdes chargenweise mit Aluminiumschrott beladbar ist, beispielsweise mittels einer hierfür eigens vorgesehenen Chargiereinrichtung oder mittels eines Radladers. Durch die Beladetür hindurch kann der Aluminiumschrott außerdem nach der thermischen Vorbehandlung weiter vorgeschoben werden, um ihn von der Oberfläche des Trockenherdes in das Aluminiumschmelzbad zu überführen.

[0019] Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Fig. 1:
schematisch einen erfindungsgemäßen Schmelzofen in geschnittener Draufsicht,
Fig. 2:
Schmelzofen aus Figur 1 in geschnittener Seitenansicht (Schnittlinie A-A in Figur 1).


[0020] Die Fig. 1 zeigt in einer Schnittdarstellung, von oben gesehen, einen als Zweikammerofen ausgebildeten Schmelzofen 1 zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott. Fig. 2 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung.

[0021] Der Schmelzofen 1 weist eine Schrottkammer 2 und eine Heizkammer 3 mit einer gegenüber der Außenatmosphäre abgeschlossenen Wandung 4 auf, die mit einer Feuerfestverkleidung aus einem mineralischen Refraktärmaterial versehen ist, das bis über 1200°C temperaturbeständig ist.

[0022] Die Schrottkammer 2 ist für eine Vorbehandlung des Aluminiumschrotts (nicht dargestellt) vor dem Schmelzen eingerichtet. Die Schrottkammer 2 weist stirnseitig eine verschließbare Beladetür 5 auf, durch die die Schrottkammer 2 chargenweise mit dem Aluminiumschrott beladbar ist. In der Schrottkammer 2 befindet sich ein Trockenherd 6, auf dessen Oberfläche der Aluminiumschrott abgelegt wird. An den Trockenherd 6 schließt sich auf der bezüglich der Beladetür 5 gegenüberliegenden Seite im Betrieb flüssige Aluminiumschmelze 7 an. Die Oberfläche des Trockenherdes 6 befindet sich oberhalb des Niveaus der Aluminiumschmelze 7.

[0023] Die Heizkammer 3 erstreckt sich, von der Beladetür 5 aus gesehen, hinter der Schrottkammer 2, wobei die Heizkammer 3 gegenüberliegend der Beladetür 5 eine weitere Tür 8 aufweist, durch welche die Heizkammer 3, z.B. zu Reinigungs- und Wartungszwecken, zugänglich ist. Die Aluminiumschmelze 7 erstreckt sich in die Heizkammer 3. In der Heizkammer sind Brenner 9 für eine Brennstofffeuerung (mit Gas oder beliebigen anderen Brennstoffen) vorgesehen. Diese sind in eine Heizzone oberhalb der Aluminiumschmelze 7 gerichtet. Ein weiterer Brenner 10 ist in der Schrottkammer 2 vorgesehen.

[0024] Die Schrottkammer 2 und die Heizkammer 3 sind in Längsrichtung hintereinander angeordnet und sind mittels einer Trennwand 11 voneinander getrennt. Es handelt sich um eine Trennwand, die im Betrieb des Schmelzofens 1 von oben in die Aluminiumschmelze 7 hineinragt. Die Trennwand 11 weist unterhalb des Niveaus bzw. der Oberfläche der Aluminiumschmelze 7 mindestens eine Öffnung 12 zum Rezirkulieren der Aluminiumschmelze 7 zwischen der Heizkammer 3 und der Schrottkammer 2 auf.

[0025] Der Trockenherd 6 in der Schrottkammer 2 wird mittels einer nicht dargestellten automatischen Chargiereinrichtung oder eines Radladers chargenweise mit Aluminiumschrott beladen. Die Schrottkammer 2 wird mittels des Brenners 10 (und durch Rezirkulation der Aluminiumschmelze 7 aus der Heizkammer 3 in die Schrottkammer 2) auf eine vorgegebene Temperatur, vorzugsweise ca. 570°C, zur thermischen Vorbehandlung des Aluminiumschrotts aufgeheizt, wobei die Temperatur so bemessen ist, dass es nicht zu unerwünschter Oxidation des Aluminiumschrotts kommt. Die organischen Anhaftungen an dem Aluminiumschrott werden in ein Pyrolysegas überführt.

[0026] Die Brenner 9 der Heizkammer 3 sowie auch der Brenner 10 der Schrottkammer weisen eine Luftzuführung 13 zur Zuführung von Luft als Verbrennungsluft und eine Abgasrückführung 14 zur Abführung von bei der Brennstofffeuerung entstehendem Abgas auf. Die Luftzuführung 13 und die Abgasrückführung 14 sind durch einen Wärmetauscher 15 wärmeübertragend miteinander verbunden. Der Wärmetauscher 15 nimmt Wärme aus dem Abgasstrom auf, bevor dieser in die Umgebung abgeführt wird, und gibt die Wärme an die von außen zugeführte Luft ab. Dabei wird die Luft in der Luftzuführung 13 am Ausgang des Wärmetauschers 15, d.h. die den Brennern 9, 10 zugeführte Luft, auf ca. 800-900°C erwärmt. Die in dem abgeführten Abgasstrom 14 enthaltene hohe Wärmemenge wird mittels des Wärmetauschers 15 zurückgewonnen, um die den Brennern 9, 10 zugeführte Verbrennungsluft vorzuwärmen.

[0027] Die Luftzuführung 13 weist zwischen dem Wärmetauscher 15 und den Brennern 9, 10 einen Abzweig 16 auf, über den ein Teilstrom 17 der Luft Kanälen 18 als Heißgas zuführbar ist. Die Feuerfestverkleidung der Oberfläche des Trockenherdes 6 und der Innenwandung der Schrottkammer 2 im Bereich des Trockenherdes 6 ist mit Kanälen 18 ausgestaltet, durch die die Heißluft des Teilstroms 17 geführt wird, bevor sie den Schmelzofen 1 über einen Heißgasauslass 19 verlässt. Dadurch wird die Feuerfestverkleidung im Bereich des Trockenherdes 6 erwärmt und die Wärme wird an den auf dem Trockenherd 6 befindlichen Aluminiumschrott während der Vorbehandlung abgegeben. Dadurch wird der Aluminiumschrott nicht nur von dem Brenner 10, d.h. im Wesentlichen von oben her, sondern auch von unten und von der Seite her erwärmt. Der Aluminiumschrott wird so insgesamt gleichmäßiger erwärmt, es werden optimale Vorbehandlungsbedingungen geschaffen.

[0028] Ein Bypass 20 ist vorgesehen, um dem Heißgas in dem Teilstrom 17 kühles Gas (Umgebungsluft) mit variablem Anteil zumischen zu können. Dies ermöglicht eine verbesserte Temperaturregelung des Trockenherdes 6 und/oder der Seitenwände im Bereich des Trockenherdes 6. Für die variable Zumischung dienen entsprechende Stellventile (nicht dargestellt).

[0029] Zur Erzielung eines thermischen Gleichgewichts in dem Wärmetauscher 15 muss ein größeres Luftvolumen verwendet werden als für die Brennstofffeuerung benötigt wird. Der damit anfallende Überschuss an Heißluft wird erfindungsgemäß zur Beaufschlagung der Kanäle 18 in der Feuerfestauskleidung des Trockenherdes 6 und der Innenwandung der Schrottkammer 2 im Bereich des Trockenherdes 6 genutzt. Mit der so aus dem Abgasstrom 14 ursprünglich zurückgewonnenen Wärme wird die thermische Vorbehandlung des auf dem Trockenherd 6 befindlichen Schrotts durchgeführt bzw. unterstützt.

[0030] Nach Beendigung der Vorbehandlungsphase wird die vorbehandelte Alumiumschrott-Charge von dem Trockenherd 6 in das Aluminiumschmelzbad 7 geschoben, wo der Schrott eingeschmolzen wird und sich mit der Schmelze 7 verbindet. Das Vorschieben des Schrotts erfolgt zweckmäßig mittels Radlader oder Chargiereinrichtung durch die Beladetür 5 hindurch.

[0031] Durch die erfindungsgemäß verbesserte Vorbehandlung wird eine gegenüber dem Stand der Technik vollständigere Pyrolyse erreicht. Außerdem kann der Aluminiumschrott gleichmäßiger und vollständiger thermisch vorbehandelt werden, ohne dass Temperaturen überschritten werden, bei denen es zu unerwünschter Oxidation kommt. Entsprechend sinkt die Temperatur der Aluminiumschmelze 7 beim Überführen des Schrotts in die Schmelze nach der Vorbehandlung weniger stark ab. Dadurch können der Durchsatz des Schmelzofens 1 und dessen Energieeffizienz gegenüber dem Stand der Technik verbessert werden.

Bezugszeichenliste



[0032] 
1
Schmelzofen
2
Schrottkammer
3
Heizkammer
4
Ofenwandung
5
Beladetür
6
Trockenherd
7
Aluminiumschmelze
8
weitere Tür
9
Brenner Heizkammer
10
Brenner Schrottkammer
11
Trennwand
12
Rezirkulationsöffnung
13
Luftzuführung
14
Abgasrückführung
15
Wärmetauscher
16
Abzweig
17
Teilstrom
18
Kanäle
19
Heißgasauslass
20
Bypass



Ansprüche

1. Schmelzofen, insbesondere Zweikammerofen, zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott, mit:

- einer Schrottkammer (2) mit einem Trockenherd (6), dessen zur Aufnahme von Aluminiumschrott vorgesehene Oberfläche oberhalb der Oberfläche einer im Betrieb des Schmelzofens (1) in der Schrottkammer (2) befindlichen Aluminiumschmelze (7) angeordnet ist, und

- einer Heizkammer (3), die mindestens einen Brenner (9) für eine Brennstofffeuerung aufweist, wobei die Heizkammer (3) und die Schrottkammer (2) durch eine Trennwand (11) voneinander getrennt sind, wobei die Trennwand (11) mindestens eine Öffnung (12) zur Rezirkulation der Aluminiumschmelze (7) zwischen der Heizkammer (3) und der Schrottkammer (2) aufweist,

dadurch gekennzeichnet,
dass eine Feuerfestverkleidung der Oberfläche des Trockenherdes (6) und/oder eine Feuerfestverkleidung der Innenwandung der Schrottkammer (2) im Bereich des Trockenherdes (6) mit Heißgas beaufschlagbare Kanäle (18) aufweisen und dazu ausgelegt sind, Wärme aus dem Heißgas aufzunehmen und an den auf der Oberfläche des Trockenherdes (6) befindlichen Aluminiumschrott zu dessen thermischer Vorbehandlung abzugeben.
 
2. Schmelzofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Schrottkammer (2) einen Brenner (10) für eine Brennstofffeuerung aufweist.
 
3. Schmelzofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Brenner (9, 10) der Heizkammer (3) und/oder der Schrottkammer (2) eine Luftzuführung (13) zur Zuführung von Luft als Verbrennungsluft und eine Abgasrückführung (14) zur Abführung von Abgas aufweist, wobei die Luftzuführung (13) und die Abgasrückführung durch einen Wärmetauscher (15) wärmeübertragend verbunden sind, der dazu eingerichtet ist, Wärme aus dem Abgas aufzunehmen und an die Luft abzugeben.
 
4. Schmelzofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzuführung (13) zwischen dem Wärmetauscher (15) und dem Brenner (9, 10) einen Abzweig (16) aufweist, über den ein Teilstrom (17) der Luft den Kanälen (18) als Heißgas zuführbar ist.
 
5. Schmelzofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abzweig (16) hinsichtlich des Verhältnisses des dem Brenner (9, 10) zugeführten Luftstromes und des Teilstromes (17) variabel einstellbar ist.
 
6. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine Steuer-/Regeleinheit, die dazu eingerichtet ist, die Ofentemperatur im Bereich des Trockenherdes (6) auf 400-600°C, vorzugsweise 500-570°C zu regeln.
 
7. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Heißgasauslass (19), durch den das Heißgas den Schmelzofen (1) nach Durchströmen der Kanäle (18) in die Umgebung verlässt.
 
8. Schmelzofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrottkammer (2) eine Beladetür (5) aufweist, durch die hindurch die Oberfläche des Trockenherdes (6) chargenweise mit Aluminiumschrott beladbar ist.
 




Zeichnung







Recherchenbericht









Recherchenbericht




Angeführte Verweise

IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente