DE19541993A1

DE19541993A1 - Use of a process for treating molten metals

Info

Publication number: DE19541993A1
Application number: DE1995141993
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dr Schmitz
Original assignee: Otto Junker GmbH
Current assignee: Otto Junker GmbH
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 1997-05-15
Also published as: WO1997017476A1; EP0870068A1

Abstract

Adding small pieces of light metal scrap, for example light metal chips, to a light metal molten mass represented until now a big technical problem. It has been surprisingly discovered that a process known in iron metallurgy and used until now exclusively in this field is suitable for melting small pieces of light metal scrap in a molten mass of the same light metal. The molten mass is moved by inductors in a cylindrical vessels and lifted up to the apex of the vessel, then is made to fall back on the surface of the molten mass, because the substances contained in the light metal scrap are thus dissolved in the metal flow that falls back on the surface of the molten mass. This invention provides an advantageous process for reusing small pieces of aluminium scrap. Even aluminium chips wetted with lubricant residues can thus be melted, for example.

Description

Die Erfindung betrifft die Anwendung eines Verfahrens zum Behandeln von Metallschmelzen durch Zugabe von chemisch aktiven Substanzen oder Legierungselementen, wobei die Metallschmelze in einem geeigneten im wesentlichen zylinder förmigen Gefäß mittels elektromagnetischer kraft in Bewegung gesetzt wird und wobei ferner das Gefäß mindestens bis über die Hälfte mit der zu behandelnden Schmelze gefüllt ist, die Schmelze durch eine Drehbewegung um die Gefäßachse bis zum Gefäßscheitel gehoben und anschließend im wesentlichen in Richtung Gefäßachse auf die Schmelzoberfläche zurückfallen gelassen wird bzw. zurückbefördert wird, wobei die besagten Substanzen oder Legierungselemente in den auf die Schmelzoberfläche zurückfallenden Metallstrom aufgegeben werden.The invention relates to the use of a method for Treat metal melts by adding chemical active substances or alloying elements, the Molten metal in a suitable essentially cylinder shaped vessel in motion by means of electromagnetic force is set and furthermore the vessel at least to over half is filled with the melt to be treated, the Melt by rotating around the vessel axis up to Vessel crest raised and then essentially in Fall back onto the enamel surface in the direction of the vessel axis is left or returned, said Substances or alloying elements in the on the Abandoned metal stream relapsing melt surface will.

Das vorbeschriebene Verfahren ist in der Eisenmetallurgie bekannt und wird bisher ausschließlich dort benutzt. Es wird dort erfolgreich für das Behandeln von Roheisen eingesetzt. Unter Behandlung ist dabei die Zugabe von Legierungselemen ten oder von chemisch aktiven Substanzen zum Zweck der Ver ändrung der Materialeigenschaften des Eisens, z. B. zur Ent schwefelung, zu verstehen. Das Verfahren und ein für die Durchführung des Verfahrens geeignetes Einrührgefäß sind in der EP-PS 0 252 308 beschrieben.The process described above is in iron metallurgy known and has so far been used only there. It will successfully used there for the treatment of pig iron. The addition of alloying elements is under treatment or of chemically active substances for the purpose of ver Change in the material properties of iron, e.g. B. Ent sulphurization to understand. The procedure and one for the Suitable stirring vessel are carried out in of EP-PS 0 252 308.

Überraschend wurde gefunden, daß das Verfahren sich zum Ein schmelzen eines feinstückig vorliegenden Leichtmetall schrotts in eine Schmelze dieses Leichtmetalls eignet.Surprisingly, it was found that the process is one melt a finely divided light metal scrap into a melt of this light metal.

Das Einbringen von feinstückigem Leichtmetallschrott, z. B. Leichtmetallspänen, in eine Leichtmetallschmelze stellt bis her technisch ein großes Problem dar. Beim Zugeben von Spä nen auf eine ruhende Schmelze würden, wenn keine weiteren geeigneten Maßnahmen vorgenommen würden, die Späne auf der Schmelze schwimmen und dort nach dem Einbringen sofort stark oxidieren. Man löst das Problem zur Zeit, indem die Späne unter Zugabe von Schmelzsalzen in einem speziell für diesen Zweck geeigneten Aggregat, z. B. einem Salzbad-Drehtrommel ofen, eingeschmolzen werden. Die Schmelzsalzzugabe muß jedoch in erheblicher Menge erfolgen, die bei ca. 40% des Volumenanteils der zuzugebenden Späne liegt, so daß eine entsprechend hohe Salzschlackenmenge entsteht. Die anfallende Salzschlacke muß abgeleitet und später in aufwen digen Verfahren wieder recycelt werden. Teilweise fallen nicht recycelbare Stoffe an, die mit hohem Aufwand entsorgt und endgelagert werden müssen.The introduction of finely divided light metal scrap, e.g. B. Light metal chips, put in a light metal melt technically a big problem. When adding late would stand on a dormant melt if no more appropriate measures would be taken, the chips on the Melt swim and there strong immediately after introduction oxidize. One currently solves the problem by removing the chips with the addition of melting salts in one specially for this Purpose suitable aggregate, e.g. B. a salt bath rotating drum oven, are melted down. The addition of molten salt must however, in a significant amount, which is about 40% of the Volume fraction of the chips to be added, so that a a correspondingly high amount of salt slag is produced. The accumulated salt slag must be drained off and later used other processes can be recycled again. Partially fall non-recyclable materials that are disposed of with great effort and have to be disposed of.

Aus der EP-PS 120 684 ist auch bereits ein Verfahren bekannt, bei dem die Schmelze einem Ofen entnommen und einem speziellen Einrührgefäß zugeführt wird, in welchem die ein zuschmelzenden Späne hinzugegeben werden, um anschließend in einem kreislauf wieder in den Ofen zurückgeführt zu werden. Im Einrührgefäß soll mittels eines magnetischen Wanderfeldes eine Aufwärtsströmung an einer Wand erzeugt werden, die auf der Oberfläche der Schmelze eine stehende Welle bildet. Eine nachfolgende Abwärtsbewegung der Schmelze soll durch eine Begrenzungsfläche gerichtet und verstärkt werden. Die einzuschmelzenden Späne werden im Bereich zwischen dem Scheitelpunkt der Welle und der gegenüberliegenden Begren zung auf die Oberfläche der Schmelze aufgebracht. Die Ab- und Weiterleitung der Schmelze einschließlich des zugeführ ten Materials soll unterhalb des Rührbereiches an einer Seite des Einrührgefäßes erfolgen.A process is already known from EP-PS 120 684 known in which the melt is removed from an oven and one special stirring vessel is supplied, in which the one melting chips are added to subsequently in to be returned to the furnace in a circuit. A magnetic traveling field is used in the stirring vessel an upward flow is generated on a wall that is on a standing wave forms on the surface of the melt. A subsequent downward movement of the melt is said to be caused by a Boundary surface are directed and reinforced. The Chips to be melted are in the area between the The apex of the wave and the opposite boundaries applied to the surface of the melt. The Ab- and forwarding the melt including the feed th material should be at the bottom of the stirring area Side of the stirring vessel.

Diese Lösung führt praktisch zu keinem brauchbaren Ergebnis. Die eingebrachten Metallspäne werden zwar schneller als z. B. in einem Induktionstiegelofen unter die Oberfläche der Schmelze gebracht, schwimmen aber teilweise wieder auf, oxi dieren dabei und bilden einen Schlackeansatz insbesondere an der Begrenzungswand und an den Gefäßwänden. Nachfolgende Späne werden zunehmend schlechter eingerührt und oxidieren um so leichter, so daß der Prozeß nur eine begrenzte Zeit aufrechterhalten werden kann. This solution leads to practically no usable result. The metal chips introduced are faster than z. B. in an induction crucible furnace under the surface of the Brought melt, but partially float again, oxi dieren thereby and form a slag approach in particular the boundary wall and on the vessel walls. Following Chips are stirred in increasingly poorly and oxidize the easier, so that the process only a limited time can be maintained.

Wird dagegen das eingangs beschriebene, an sich zum Behan deln von Roheisen bekannte Verfahren angewendet, erfolgt ein schnelles Einbringen des Leichtmetallschrotts in die Leicht metallschmelze, so daß ein Oxidieren nur in sehr geringem Maße stattfindet. Die Schmelze wird im ganzen, also vorhan dene Schmelze plus eingeschmolzenes Material plus entste hende Krätze, ständig weiterbefördert, so daß auf der Schmelze keine Krätzeschicht akkumulieren kann. Diese kann durch geeignete Vorrichtungen am Einrührgefäß oder später innerhalb des Schmelzekreislaufs von der Schmelze separiert werden.If, on the other hand, the one described at the beginning becomes a matter of course processes known from pig iron applied, takes place Fast insertion of the light metal scrap into the light molten metal, so that oxidizing only very little Dimensions takes place. The melt is present as a whole the melt plus melted material plus arises scabies, constantly transported, so that on the Melt no dross layer can accumulate. This can by suitable devices on the stirrer or later separated from the melt within the melt cycle will.

Die zuzugebende Schmelzsalzmenge reduziert sich z. B. beim Einbringen von Aluminiumspänen in eine Aluminiumschmelze auf einen Bereich unter 5%. Sie kann gegebenenfalls völlig entfallen.The amount of molten salt to be added is reduced, for. B. at Introducing aluminum chips into an aluminum melt a range below 5%. If necessary, it can completely omitted.

Mit der Erfindung kann vorteilhaft ein Verfahren zur Wie derverwendung von feinstückigem Aluminiumschrott bereitge stellt werden.With the invention can advantageously a method for how the use of fine aluminum scrap be put.

Der Leichtmetallschrott kann bereits in feinstückiger Form vorliegen, z. B. als zerspanungsrückstände, die auch ver schmutzt sein können. So können z. B. mit Schmiermittelre sten benetzte Späne eingeschmolzen werden.The light metal scrap can already be in fine form are present, e.g. B. as machining residues, which also ver can be dirty. So z. B. with lubricant Most wetted chips are melted down.

Er kann auch zum Zweck des Einschmelzens feinstückig zer kleinert werden.It can also be finely divided for the purpose of melting be shrunk.

Als Einrührgefäß wird bevorzugt ein Gefäß verwendet, das ebenfalls aus der vorbenannten EP-PS 252 308 für die Behand lung einer Metallschmelze bekannt ist. Das Gefäß ist zylin drisch und wird horizontal oder leicht geneigt angeordnet. Außerhalb der Wand des Gefäßes sind Induktoren angeordnet, welche auf die Metallschmelze sowohl Dreh- wie Axialkräfte ausüben. Außerdem ist das Einrührgefäß mit Mitteln versehen, um Materialien auf die Metalloberfläche beizugeben. A vessel is preferably used as the stirring vessel also from the aforementioned EP-PS 252 308 for the treatment development of a molten metal is known. The vessel is cylindrical drisch and is arranged horizontally or slightly inclined. Inductors are arranged outside the wall of the vessel, which applies both torsional and axial forces to the molten metal exercise. In addition, the stirring vessel is provided with means to add materials to the metal surface.

Die Schmelze wird bevorzugt in einem Schmelzofen erzeugt, dort soweit überhitzt, daß ihre Temperatur bei Abgabe der Schmelzwärme an das einzuschmelzende Leichtmetall noch über der Schmelztemperatur liegt und anschließend dem Gefäß zum Einschmelzen des Leichtmetallschrotts zugeführt.The melt is preferably produced in a melting furnace, overheated there so far that its temperature when the Heat of fusion to the light metal to be melted still over the melting temperature and then the vessel to Melting the light metal scrap fed.

Als Schmelzofen eignet sich für diesen Zweck in bevorzugter Weise ein mit Brennstoff beheizter, z. B. gasbeheizter, Ofen.The melting furnace is more suitable for this purpose Way a fuel heated, e.g. B. gas heated, Oven.

Über ein Rinnensystem mit Schwerkraftablauf und/oder Metall pumpe kann die Schmelze dem Gefäß zum Einschmelzen des Leichtmetallschrotts zugeführt werden. Bevorzugt wird hier bei ein kontinuierlicher Prozeß aufrechterhalten.Via a gutter system with gravity drain and / or metal can pump the melt to the vessel to melt the Light metal scrap are fed. It is preferred here maintaining a continuous process.

Das Verfahren kann in bevorzugter Weise auch so ausgeführt werden, daß die Schmelze nach dem Passieren des Gefäßes zum Einschmelzen des Leichtmetallschrotts einem zum Warmhalten, Gießen oder metallurgischen Behandeln dienenden Gefäß zuge führt wird. Insbesondere kann mittels Phasentrennung eine Krätzeseparation durchgeführt werden, wobei es sich als vor teilhaft erwiesen hat, daß die Schmelze nach dem Passieren des Gefäßes zum Einschmelzen des Leichtmetallschrotts unmittelbar einem Gefäß für die Vornahme der Phasentrennung zugeführt wird.The method can also be carried out in a preferred manner be that the melt after passing through the vessel to Melting the light metal scrap to keep you warm, Pouring or metallurgical treatment vessel used leads. In particular, a phase separation Dross separations are performed, it turns out to be before has partially shown that the melt after passing of the vessel for melting the light metal scrap immediately a vessel for performing the phase separation is fed.

In ebenfalls bevorzugter Weise kann das Verfahren so ausge führt werden, daß die Schmelze wieder dem Schmelzofen zuge führt wird.The method can also be carried out in a preferred manner leads that the melt is fed back to the furnace leads.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei spieles näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt das Prinzipbild einer Anlage zum Einschmelzen von Leichtmetallschrott.The invention is illustrated below with the aid of an embodiment game are explained in more detail. The associated drawing shows the basic diagram of a plant for melting Light metal scrap.

In einem Schmelzofen 1 wird ständig eine Schmelze des Leichtmetalls vorrätig gehalten, deren Menge eine gewisse Mindestmenge nicht unterschreitet. Die im Schmelzofen 1 vor handene Schmelze wird durch Energiezugabe soweit überhitzt, daß ihre Temperatur bei Abgabe von Schmelzwärme an das ein zuschmelzende Material noch über der Schmelztemperatur liegt. Der Schmelzofen 1 kann zu diesem Zweck z. B. gas beheizt sein.In a melting furnace 1 a melt of the light metal is kept in stock, the amount of which does not fall below a certain minimum amount. The melt in the melting furnace 1 before is overheated by the addition of energy to such an extent that its temperature is still above the melting temperature when heat of melting is released to the material to be melted. The melting furnace 1 can for this purpose, for. B. be gas heated.

Über eine Metallpumpe 2 und eine Rinne 3 wird die Schmelze einem Einrührgefäß 4 zugeführt. Die Metallpumpe 2 kann eine mechanische oder induktiv arbeitende Pumpe sein.The melt is fed to a stirring vessel 4 via a metal pump 2 and a channel 3 . The metal pump 2 can be a mechanical or inductive pump.

Im Einrührgefäß 4 erfolgt über die Chargiereinrichtung 5 die Zugabe des Einschmelzgutes.In the stirred-in vessel 4 , the melt is added via the charging device 5 .

Im Einrührgefäß 4 wird die Schmelze an einer oder beiden seitlichen Gefäßwänden induktiv angehoben und fällt auf die Schmelze zurück. Gleichzeitig wird die Schmelze im gesamten Einrührbereich axial durch das Einrührgefäß 4 hindurch bewegt.In the stir-in vessel 4 , the melt is inductively raised on one or both side vessel walls and falls back on the melt. At the same time, the melt is moved axially through the stirring vessel 4 in the entire stirring area.

Nach Passieren des Einrührgefäßes 4 wird die um das einge schmolzene Material vermehrte Schmelze zunächst einer Krät zebox 6 zur Krätzeseparation zugeführt. Über eine weitere Rinne 7 gelangt die Schmelze dann zurück zum Einlauf 8 des Schmelzofens 1, aus dem sie zur weiteren Verarbeitung ent nommen werden kann.After passing through the stir-in vessel 4 , the melt, which has been increased by the melted-in material, is first fed to a Krät zebox 6 for itching separation. Via a further channel 7 , the melt then returns to the inlet 8 of the melting furnace 1 , from which it can be removed for further processing.

Claims

1. Application of a procedure for treating Metal melting by adding chemically active substances or alloying elements, the molten metal in one suitable essentially cylindrical vessel electromagnetic force is set in motion and being furthermore at least up to half of the vessel with the treating melt is filled, the melt by a Rotary movement around the vessel axis up to the apex of the vessel and then essentially in the direction of the vessel axis the enamel surface is dropped or is transported back, said substances or Alloy elements in the back on the enamel surface falling metal current are abandoned for melting down a fine piece Light metal scrap in a melt of this light metal.

2. Application of a method according to claim 1 for Melting of aluminum chips.

3. Application of a method according to one of the Claims 1 or 2 for melting contaminated Light metal scrap.

4. Application of a method according to claim 3 for Melting lightness wetted with lubricant residues scrap metal.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that by means of the electromagnetic force with which the melt is set in motion at the same time an additional axial movement of the melt is effected in the entire stirring area.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the melt is in a melt oven is generated, there is overheated so far that their tem temperature when the heat of fusion is released to the end to be melted down Light metal is still above the melting temperature and then the vessel for melting the light metal scrap is fed.

7. The method according to claim 6, characterized in that the furnace is heated with a fuel.

8. The method according to claim 7, characterized in that that the furnace is heated with gas.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the supply of the melt to the vessel for melting the light metal scrap through Pumping takes place.

10. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the supply of the melt to the vessel for melting the light metal scrap through Gravity drainage takes place.

11. The method according to any one of claims 6 to 10, characterized in that the melt the melting vessel is continuously fed from the melting furnace.

12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the melt after passing of the vessel for melting down the light metal scrap for keeping warm, pouring or metallurgical treatment Nenden vessel is supplied.

13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the melt after passing the smelting vessel is subjected to a phase separation.

14. The method according to claim 13, characterized characterized in that the melt after passing the Vessel for melting the light metal scrap immediately a vessel for performing the phase separation is fed.

15. The method according to any one of claims 6 to 13, characterized in that the melt again the melt oven is fed.