NO334541B1 - Process and reactor for melting solid metal. - Google Patents
Process and reactor for melting solid metal. Download PDFInfo
- Publication number
- NO334541B1 NO334541B1 NO20121216A NO20121216A NO334541B1 NO 334541 B1 NO334541 B1 NO 334541B1 NO 20121216 A NO20121216 A NO 20121216A NO 20121216 A NO20121216 A NO 20121216A NO 334541 B1 NO334541 B1 NO 334541B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- electrode
- cylinder
- metal
- container
- rotor
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 91
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 20
- 238000010309 melting process Methods 0.000 claims description 13
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 6
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 4
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 4
- 239000010814 metallic waste Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 241001503485 Mammuthus Species 0.000 description 1
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 description 1
- 240000002871 Tectona grandis Species 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
- F27B3/04—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces of multiple-hearth type; of multiple-chamber type; Combinations of hearth-type furnaces
- F27B3/045—Multiple chambers, e.g. one of which is used for charging
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/0084—Obtaining aluminium melting and handling molten aluminium
- C22B21/0092—Remelting scrap, skimmings or any secondary source aluminium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
- F27B3/08—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
- F27B3/085—Arc furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
- F27B3/20—Arrangements of heating devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
- F27D11/08—Heating by electric discharge, e.g. arc discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B7/00—Heating by electric discharge
- H05B7/18—Heating by arc discharge
- H05B7/20—Direct heating by arc discharge, i.e. where at least one end of the arc directly acts on the material to be heated, including additional resistance heating by arc current flowing through the material to be heated
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
Publikasjonen omhandler en fremgangsmåte for smelting av fastmetall, slik som skrapaluminium, der fastmetallet anbringes i en lukket, ildfast isolert beholder (12) med en bunnkontakt eller -elektrode (26) og fortrinnsvis pakkes sammen i det minste på bunnen av beholderen (12) og der en elektrode (25) senkes ned til kontakt med det fortrinnsvis pakkede metallet (11). Elektrisk strøm koples til bunnkontakten (26) og elektroden (25), slik at det går en elektrisk strøm mellom elektroden (25) og bunnkontakten (26) gjennom det faste metallet (11). Som elektrode anvendes det en roterbar hul sylinder (16) med en nedad åpen ende (18), idet selve elektroden (25) er anordnet inne i den roterbare hule sylinder (16) og at beholderen (12) videre utstyres med en sylinder (19), for eksempel av grafitt, som ligger rundt den roterbare elektroden (25), at fast metall i det minste anbringes inne i sylinderen (19), at det etableres en lysbue (28) mellom elektroden (25) og metallet (11) i kontakt med bunnkontakten (26) og at elektroden (25) holdes stasjonær inntil det faste metallet i det minste i sylinderen (19) er mer eller mindre smeltet, hvoretter elektroden (25) bringes til å rotere. Publikasjonen omhandler en reaktor (10) som anvender en elektroden som inngår i en hul og roterbar rotor (15), idet elektroden (25) er anbragt med en nede ende inne i den hule, roterbare rotor (15) og at rotoren (15) er anordnet inne i en stasjonær sylinder (19) som omkranser rotoren (15), idet sylinderen (19) ved sin nedre ende er utformet med åpninger (20,20') som kommuniserer med et rom (13) i beholderen (12) som omkranser sylinderen (19).The publication discloses a method of melting solid metal, such as scrap aluminum, wherein the solid metal is placed in a closed, refractory insulated container (12) with a bottom contact or electrode (26) and preferably packed at least on the bottom of the container (12). wherein an electrode (25) is lowered into contact with the preferably packed metal (11). Electrical current is connected to the bottom contact (26) and the electrode (25) so that an electrical current passes between the electrode (25) and the bottom contact (26) through the solid metal (11). As the electrode, a rotatable hollow cylinder (16) with a downwardly open end (18) is used, the electrode (25) itself being arranged inside the rotatable hollow cylinder (16) and the container (12) being further equipped with a cylinder (19). ), for example, of graphite lying around the rotatable electrode (25), that solid metal is at least disposed within the cylinder (19), that an arc (28) is established between the electrode (25) and the metal (11) contact with the bottom contact (26) and the electrode (25) being held stationary until the solid metal at least in the cylinder (19) is more or less melted, after which the electrode (25) is caused to rotate. The publication discloses a reactor (10) which uses an electrode contained in a hollow and rotatable rotor (15), the electrode (25) being disposed with a lower end inside the hollow rotatable rotor (15) and that the rotor (15) is arranged inside a stationary cylinder (19) which surrounds the rotor (15), the cylinder (19) being formed at its lower end with openings (20, 20 ') communicating with a space (13) in the container (12) which surrounds the cylinder (19).
Description
Oppfinnelsens tekniske område Technical field of the invention
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og reaktor for smelting av fast metall, slik som skrapaluminium, der fastmetallet anbringes i en lukket, ildfast isolert beholder med en bunnkontakt eller -elektrode og fortrinnsvis pakkes sammen, i det minste på bunnen av beholderen, og der en elektrode senkes ned til kontakt med det fortrinnsvis pakkede metallet, hvoretter elektrisk strøm koples til bunnkontakten og elektroden, slik at det går en elektrisk strøm mellom elektroden og bunnkontakten gjennom det faste metallet. The present invention relates to a method and reactor for melting solid metal, such as scrap aluminum, where the solid metal is placed in a closed, refractory insulated container with a bottom contact or electrode and is preferably packed together, at least at the bottom of the container, and where an electrode is lowered into contact with the preferably packed metal, after which electric current is connected to the bottom contact and the electrode, so that an electric current flows between the electrode and the bottom contact through the solid metal.
Bakgrunn for oppfinnelsen Background for the invention
Som kjent krever resirkulering av aluminiumskrap bare 5 % av den energien som fremstilling av primærmetall krever. Både av miljømessige og økonomiske grunner er det derfor ønskelig å gjenvinne så mye skrapmetall som mulig på en så effektivt og energibesparende måte som mulig. Etter hvert som totalmengden av aluminiumskrap øker, øker også behovet for effektive og energisparende smelte-reaktorer. As is known, recycling aluminum scrap requires only 5% of the energy required to produce primary metal. For both environmental and economic reasons, it is therefore desirable to recover as much scrap metal as possible in as efficient and energy-saving a way as possible. As the total amount of aluminum scrap increases, so does the need for efficient and energy-saving smelting reactors.
Metallet som skal smeltes kan ha tykkelser helt ned til 0,0006 mm, noe som tilsier at aluminiumen lett vil kunne oksidere om luft slipper til i smelteprosessen. Mulig tilførsel av oksygen vil dessuten ha en negativ effekt på smeltingen av aluminium, idet gjenvinningsgraden av aluminium vil bli sterkt redusert. The metal to be melted can have thicknesses as low as 0.0006 mm, which means that the aluminum will easily oxidize if air is allowed into the melting process. A possible supply of oxygen will also have a negative effect on the melting of aluminium, as the degree of recovery of aluminum will be greatly reduced.
Et annet problem knyttet til smelting av skrapaluminium, og da særlig aluminium brukt som emballasje for drikkevarer, består i at ikke neglisjerbare volumer med væske kan inngå i avfallsaluminiumen. Under oppvarming av slikt kaldmetall i en smeltereaktor vil damp dermed lett kunne skapes, noe som vil kunne forårsake eksplosjon inne i smeltebeholderen og derigjennom lett kunne gjøre prosessen mer ustabil og farefull. I denne sammenheng skal det anføres at 1 mol vann (18 g) har et volum på 0,018 dm<3>og vil, når det fordamper ved 25 °C, øke sitt volum til 24,5 dm<3>ved et trykk på 1 atm. Etter som skrapet varmes opp til ca. 700 °C, vil volumet økes til 80 dm<3>. Vann som er innelukket i porer i skrapet, kan danne meget høye trykk som bevirker at metallet brister. Vanndampen kan da forårsake eksplosjon. Another problem linked to the melting of scrap aluminium, and particularly aluminum used as packaging for beverages, consists in the fact that non-negligible volumes of liquid can be included in the waste aluminium. During heating of such cold metal in a melting reactor, steam can thus easily be created, which can cause an explosion inside the melting vessel and thereby easily make the process more unstable and dangerous. In this context, it should be stated that 1 mol of water (18 g) has a volume of 0.018 dm<3>and will, when it evaporates at 25 °C, increase its volume to 24.5 dm<3>at a pressure of 1 atm. After the scrap is heated to approx. 700 °C, the volume will be increased to 80 dm<3>. Water trapped in pores in the scrap can create very high pressures that cause the metal to burst. The water vapor can then cause an explosion.
Det er tidligere kjent å anvende brennerfyrte ovner for smelting av kaldmetall. Disse har en forholdsvis lav effektkonsentrasjon, kW/tonn smelte, noe som betinger et uforholdsmessig høyt energiforbruk med tilsvarende dårlig gjenvinningsøkonomi. Videre er det vanlig at skrap komprimeres i pakker som fylles i ovnen. Det betyr at varme fra brennere overføres til pakkene via overflaten og varme transporteres videre innover i pakkene ved hjelp av varmeledning i det sammenpressede metallet. It is previously known to use burner-fired furnaces for melting cold metal. These have a relatively low power concentration, kW/tonne melt, which conditions a disproportionately high energy consumption with correspondingly poor recycling economics. Furthermore, it is common for scrap to be compressed in packages that are filled in the oven. This means that heat from burners is transferred to the packages via the surface and heat is transported further into the packages by means of heat conduction in the compressed metal.
I starten, før smelte dannes i ovnen, er den termiske virkningsgraden lav. At the start, before melt is formed in the furnace, the thermal efficiency is low.
US 4,322,245 A beskriver en metode for å smelte og sirkulere skrapaluminium i en beholder. Beholderen består av to kamre med åpninger mellom, slik at metallsmelten kan flyte mellom de to kamrene. Det ene kammeret er lukket og har brennere for å varme opp, og det andre kammeret er åpent, med tilførsel av skrapaluminium, og med en rotor som bidrar til sirkulasjon av smeiten. Det er satt opp en halv skillevegg ved rotoren for å oppnå best sirkulasjon av smeiten. US 4,322,245 A describes a method for melting and circulating scrap aluminum in a container. The container consists of two chambers with openings in between, so that the molten metal can flow between the two chambers. One chamber is closed and has burners for heating, and the other chamber is open, with a supply of scrap aluminium, and with a rotor which helps to circulate the smelt. A half partition has been set up at the rotor to achieve the best circulation of the melt.
WO 2012/093843 A1 beskriver et apparat for tilførsel av varme til en metall-smelte ved hjelp av en rotor. Rotoren opptar en elektrode for tilførsel av elektrisk strøm for dannelse av en lysbue mot overflaten av metallsmelten. Rotoren bidrar til å bevege oppvarmet smelte bort og danne sirkulasjon. Beholderen med rotoren er lukket. WO 2012/093843 A1 describes an apparatus for supplying heat to a metal melt by means of a rotor. The rotor accommodates an electrode for supplying electric current to form an arc against the surface of the molten metal. The rotor helps to move the heated melt away and create circulation. The container with the rotor is closed.
NO 329242 B1 beskriver en fremgangsmåte for å varme opp et fluid, særlig et som mangler elektrisk ledeevne. Et rotorlegeme har en elektrode anordnet i rotorkammeret og det dannes en lysbue mellom elektroden og rotorlegemets bunn, slik at fluidet kan varmes opp. NO 329242 B1 describes a method for heating a fluid, in particular one that lacks electrical conductivity. A rotor body has an electrode arranged in the rotor chamber and an arc is formed between the electrode and the bottom of the rotor body, so that the fluid can be heated.
Det er følgelig et behov for å skaffe tilveie en forbedret fremgangsmåte og en forbedret smeltereaktor som gir et høyere metallutbytte og som har høyere termisk virkningsgrad, og der ulemper knyttet til brennerfyrte ovner er eliminert eller i det minste redusert. There is consequently a need to provide an improved process and an improved smelting reactor which gives a higher metal yield and which has a higher thermal efficiency, and in which disadvantages associated with burner-fired furnaces are eliminated or at least reduced.
Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention
Ovennevnte behov kan imøtekommes med en fremgangsmåte og en smeltereaktor ifølge oppfinnelsen. The above-mentioned needs can be met with a method and a melting reactor according to the invention.
Et formål med foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en løsning der ulempene knyttet til brennerfyrte ovner er overkommet eller i det minste redusert. One purpose of the present invention is to provide a solution where the disadvantages associated with burner-fired ovens are overcome or at least reduced.
Et annet formål med oppfinnelsen er å skaffe tilveie en fremgangsmåte og en reaktor for smelting av skrapmetall med en høy termisk virkningsgrad og fortrinnsvis med en virkningsgrad over 80%. Another object of the invention is to provide a method and a reactor for melting scrap metal with a high thermal efficiency and preferably with an efficiency above 80%.
Et ytterligere formål ved foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en fremgangsmåte og en reaktor der gjenvinningsgraden av aluminium økes. A further object of the present invention is to provide a method and a reactor in which the degree of recovery of aluminum is increased.
Nok et annet formål med oppfinnelsen er å skaffe tilveie en fremgangsmåte og en reaktor som muliggjør bruk av og som skaffer tilveie en effektivisert og energisparende smelteprosess. Yet another purpose of the invention is to provide a method and a reactor which enables the use of and which provides an efficient and energy-saving smelting process.
Nok et ytterligere formål med oppfinnelsen er å skaffe tilveie en fremgangsmåte og en reaktor som reduserer muligheten for dannelse av oksider i smelteprosessen og/eller som er egnet for å smelte aluminiumsbokser og/eller -folier med en tykkelse helt ned til 0,0006 mm. Yet a further object of the invention is to provide a method and a reactor which reduces the possibility of the formation of oxides in the melting process and/or which is suitable for melting aluminum cans and/or foils with a thickness down to 0.0006 mm.
Nok et formål med oppfinnelse er å skaffe tilveie en fremgangsmåte og en reaktor som muliggjør en effektivisering på en sikker måte for fjerning av flyktige miljøfarlige gasser og/eller partikler fra smelteprosessen. Another object of the invention is to provide a method and a reactor which enable an efficiency increase in a safe way for the removal of volatile environmentally hazardous gases and/or particles from the melting process.
Nok et formål ved oppfinnelsen er å skaffe tilveie en fremgangsmåte og en smeltereaktor der eksponeringen av elektroden mot fast metall er eliminer eller i det det minste er sterkt redusert. Another object of the invention is to provide a method and a melting reactor in which the exposure of the electrode to solid metal is eliminated or at least greatly reduced.
Et ytterligere formål med oppfinnelsen består i å tilveiebringe en løsning som reduserer slitasje på rotor og elektrode og som beskytter rotor og elektrode mot uheldig kontakt med metall i fast form A further purpose of the invention is to provide a solution which reduces wear on the rotor and electrode and which protects the rotor and electrode against accidental contact with metal in solid form
Ovennevnte formål blir tilveiebragt med en fremgangsmåte og en smeltereaktor som definert i de selvstendige patentkrav, mens varianter, ulike utførelses-former av oppfinnelsen eller ekvivalente løsninger er kan utledes av de uselvsten-dige patentkrav. The above-mentioned purpose is achieved with a method and a melting reactor as defined in the independent patent claims, while variants, different embodiments of the invention or equivalent solutions can be derived from the non-independent patent claims.
Ifølge oppfinnelsen er det fremskaffet en fremgangsmåte for smelting av fastmetall, slik som skrapaluminium. Fastmetallet anbringes i en lukket, ildfast, isolert beholder med en bunnkontakt eller -elektrode og der metallet fortrinnsvis pakkes sammen, i det minste på bunnen av beholderen, og der en elektrode senkes ned til mer eller mindre kontakt med det fortrinnsvis pakkede metallet. Elektrisk spenning settes på kontakt/elektrode-systemet og elektrisk strøm strømmer gjennom systemet, slik at det går en elektrisk strøm mellom elektroden og bunnkontakten gjennom det faste metallet. Ifølge oppfinnelsen er selve elektroden anordnet inne i den roterbare hule sylinder. Videre er beholderen utstyrt med en sylinder, for eksempel av grafitt, som ligger rundt den roterbare elektroden. Ifølge en utførelses-form plasseres det faste metall som skal smeltes i det minste inne i sylinderen og rotorens nedre ende bringes fortrinnsvis i fysisk kontakt med det faste metallet anordnet inne i sylinderen. Deretter etableres det en lysbue mellom elektroden og metallet i kontakt med bunnkontakten. I det minste i vesentlige deler av den opp-varmingsperiode der metallet er i fast form, holdes elektroden i stasjonær stilling, og rotasjonen av rotor med elektrode igangsettes først når det faste metallet i det minste i sylinderen er mer eller mindre smeltet. Deretter kan rotoren med elektrode bringes til å rotere kontinuerlig. According to the invention, a method for melting solid metal, such as scrap aluminium, has been provided. The solid metal is placed in a closed, refractory, insulated container with a bottom contact or electrode and where the metal is preferably packed together, at least at the bottom of the container, and where an electrode is lowered into more or less contact with the preferably packed metal. Electrical voltage is applied to the contact/electrode system and electrical current flows through the system, so that an electrical current flows between the electrode and the bottom contact through the solid metal. According to the invention, the electrode itself is arranged inside the rotatable hollow cylinder. Furthermore, the container is equipped with a cylinder, for example of graphite, which lies around the rotatable electrode. According to one embodiment, the solid metal to be melted is placed at least inside the cylinder and the lower end of the rotor is preferably brought into physical contact with the solid metal arranged inside the cylinder. An arc is then established between the electrode and the metal in contact with the bottom contact. At least during significant parts of the heating period where the metal is in solid form, the electrode is held in a stationary position, and the rotation of the rotor with electrode is only initiated when the solid metal at least in the cylinder is more or less melted. Then the rotor with electrode can be made to rotate continuously.
Ifølge foreliggende oppfinnelse overføres varme direkte mot aluminiumskrapet som raskt omdannes til smelte. Varm avgass fra lysbuen ledes inn omkring liggende skrap og gir effektiv forvarming av skrapet. According to the present invention, heat is transferred directly to the aluminum scrap, which is quickly converted into melt. Hot exhaust gas from the arc is led in around the lying scrap and provides effective preheating of the scrap.
Ifølge en utførelsesform av fremgangsmåte kan smeltingen utføres som en kontinuerlig smelteprosess, der merfastmetall kan tilføres beholderen gjennom en innmatingsinnretning etter hvert som det opprinnelig innførte faste metallet i beholderen bringes til å smelte. Alternativt kan smelteprosessen være mer eller mindre diskontinuerlig og gjennomføres som en batch-prosess. According to one embodiment of the method, the melting can be carried out as a continuous melting process, where more solid metal can be added to the container through a feeding device as the originally introduced solid metal in the container is brought to melt. Alternatively, the melting process can be more or less discontinuous and carried out as a batch process.
Den roterende sylinders og/eller elektrodens rotasjonshastighet og/eller vertikale posisjon kan reguleres. Det smeltede metallet i beholderen kan videre bringes til å sirkulere inne i sylinderen og eventuelt gjennom åpninger i sylinderens sidevegger for øking og spredning av varmeenergi til metallet utenfor sylinderen, enten dette er i fast eller i flytende form. Derved kan det etableres et sirkulasjonssystem som bidrar til en mer effektiv fordeling av varme og energi i helle beholderen. The rotation speed and/or vertical position of the rotating cylinder and/or electrode can be regulated. The molten metal in the container can further be made to circulate inside the cylinder and possibly through openings in the cylinder's side walls to increase and spread heat energy to the metal outside the cylinder, whether this is in solid or liquid form. Thereby, a circulation system can be established which contributes to a more efficient distribution of heat and energy in the pouring container.
Ifølge en fordelaktig variant er høyden på kaldmetallet som plasseres inne i sylinderen forut for initiering av smeltingen lavere enn tilsvarende metallhøydenivå på metallavfallet plassert på utsiden av sylinderen. Hensikten med en slik nivåfor-skjell kan blant annet være for å sikre at kaldt metall som innføres i beholderen ikke kommer i kontakt med den nedsenkbare rotoren eller elektroden. According to an advantageous variant, the height of the cold metal that is placed inside the cylinder prior to initiation of melting is lower than the corresponding metal height level of the metal waste placed on the outside of the cylinder. The purpose of such a level difference can be, among other things, to ensure that cold metal introduced into the container does not come into contact with the submersible rotor or electrode.
Ifølge oppfinnelsen er det også fremskaffet en innretning for smelting av kaldt metall, slik som skrapaluminium. Innretningen omfattende en ildfast isolert og gass tett beholder, der beholderen er utstyrt med en elektrisk bunnkontakt og en ned i denne ragende elektrode. Elektrisk strøm koples til bunnkontakten og elektroden for tilføring av smelteenergi til metallet. Beholderen er videre utstyrt med innretninger for å kunne fjerne avgasser som måtte dannes under smelteprosessen. Ifølge oppfinnelsen omkranses elektroden av en hul og roterbar rotor, idet elektroden er anbragt med en nedre ende inne i den hule, roterbare rotor. Rotoren med elektrode er anordnet inne i en stasjonær sylinder som omkranser rotoren, idet sylinderen ved sin nedre ende er utformet med åpninger som kommuniserer med et rom i beholderen som omkranser sylinderen. According to the invention, a device for melting cold metal, such as scrap aluminium, has also been provided. The device comprising a refractory insulated and gas tight container, where the container is equipped with an electrical bottom contact and an electrode projecting down into this. Electric current is connected to the bottom contact and the electrode to supply melting energy to the metal. The container is also equipped with devices to be able to remove exhaust gases that had to be formed during the melting process. According to the invention, the electrode is surrounded by a hollow and rotatable rotor, the electrode being placed with a lower end inside the hollow, rotatable rotor. The rotor with electrode is arranged inside a stationary cylinder which surrounds the rotor, the cylinder being designed at its lower end with openings which communicate with a space in the container which surrounds the cylinder.
Ifølge en utførelsesform er elektroden og bunnkontakten slik konfigurert at det kan dannes en lysbue mellom en ende på elektroden og metallet, som på sin side er i elektrisk kontakt med bunnkontakten. According to one embodiment, the electrode and the bottom contact are configured such that an arc can be formed between one end of the electrode and the metal, which in turn is in electrical contact with the bottom contact.
Videre kan sylinderen med fordel være laget av grafitt og kan være utstyrt med gjennomgående hull i sylinderveggen, slik at smeltet metall tillates å sirkuleres fra et hulrom inne i sylinderen og til det omkransende rom og tilbake igjen. Rotoren kan på sin side med fordel være utstyrt med en glatt ytre vertikal overflate, slik at eventuelle faste partikler eller fastmetall i en smelte ikke tillates å henge seg fast i rotoren og gjøre skade på denne eller den omkransende sylinder. Furthermore, the cylinder can advantageously be made of graphite and can be equipped with through holes in the cylinder wall, so that molten metal is allowed to circulate from a cavity inside the cylinder to the surrounding space and back again. The rotor, for its part, can advantageously be equipped with a smooth outer vertical surface, so that any solid particles or solid metal in a melt are not allowed to get stuck in the rotor and cause damage to this or the surrounding cylinder.
Ifølge en utførelsesform kan beholderen videre være utstyrt med en stengbar innretning for tilførsels av kald metall til beholderen og en tappeplugg for tapping av metall i flytende form og/eller at beholderen er utstyrt med et utløpskanal for avgasser fra smelteprosessen som fortrinnsvis er tilknyttet et rensings- og gjenvinningsanlegg. According to one embodiment, the container can further be equipped with a closable device for supplying cold metal to the container and a drain plug for draining metal in liquid form and/or that the container is equipped with an outlet channel for exhaust gases from the melting process which is preferably connected to a cleaning and recycling facilities.
Ifølge foreliggende oppfinnelse er det fremskaffet en løsning der effektkonsentrasjonen, kW/tonn smelte, økes vesentlig sammenlignet med brennerfyrte ovner. Videre er fjerningen av flyktige miljøfarlige gasser og partikler fra smeltingen av skrapet effektiviseres ved at konsentrasjonen i avgassen på grunn av ovnens størrelse er høy og mye høyere enn for brennerfyrte ovner. Pr. masseenhet skrap er mengden av flyktige gasser og partikler den samme. Ettersom gassrommets smeltenivå er lavt, vil konsentrasjonen, (miljøfarlige stoffer + partikler//volum avgass) være høy og mye høyere enn for brennerfyrte ovner. According to the present invention, a solution has been provided in which the power concentration, kW/ton of melt, is significantly increased compared to burner-fired furnaces. Furthermore, the removal of volatile environmentally hazardous gases and particles from the melting of the scrap is made more efficient by the fact that the concentration in the exhaust gas due to the size of the furnace is high and much higher than for burner-fired furnaces. Per unit mass of scrap, the amount of volatile gases and particles is the same. As the gas chamber's melting level is low, the concentration (environmentally hazardous substances + particles//volume of exhaust gas) will be high and much higher than for burner-fired ovens.
Løsningen ifølge foreliggende oppfinnelse gir også mulighet for å øke total-mengder! av gjenvunnet aluminium fra aluminiumsavfallet, samtidig med at svært tynt aluminumsavfall, slik som folier helt ned til 0,0006 mm, kan bli gjenvunnet. The solution according to the present invention also provides the opportunity to increase total quantities! of recovered aluminum from the aluminum waste, at the same time that very thin aluminum waste, such as foils down to 0.0006 mm, can be recovered.
Videre er det ifølge oppfinnelsen mulig å oppnå en termiske virkningsgrad som er over 80%, noe som gjør løsningen særlig velegnet for smelting av alumi-niumbokser og tynne folier uten at det oksideres i prosessen. Furthermore, according to the invention, it is possible to achieve a thermal efficiency of over 80%, which makes the solution particularly suitable for melting aluminum cans and thin foils without oxidizing in the process.
I og med at oppvarmingsprosessen går noe over tid, så gis også tilstede-værelsen av vann mulighet for å gradvis gå over i damp, slik at smelteprosessen blir mer jevn og mulighetene for plutselige ovnseksplosjoner reduseres, noe som også gir en mer forutsigbar prosess. As the heating process takes some time, the presence of water is also given the opportunity to gradually turn into steam, so that the melting process becomes more even and the possibilities for sudden furnace explosions are reduced, which also results in a more predictable process.
Med en løsning ifølge oppfinnelsen vil effektkonsentrasjonen, kW per tonn smelte, være vesentlig høyere enn for brennerfyrte ovner. Tilsvarende vil fjerning av flyktige miljøfarlige gasser og partikler fra metallskrapet effektiviseres ved at det er mulig å etablere en høy konsentrasjonen av avgassen inne i ovnen. - mye høyere enn tilsvarende konsentrasjoner i tiknytning til brennerfyrte ovner. Andre fordeler er: With a solution according to the invention, the power concentration, kW per tonne of melt, will be significantly higher than for burner-fired furnaces. Correspondingly, the removal of volatile environmentally hazardous gases and particles from the scrap metal will be made more efficient by the fact that it is possible to establish a high concentration of the exhaust gas inside the furnace. - much higher than corresponding concentrations in teak used for burner-fired ovens. Other benefits are:
<*>høyt og forbedret metallutbytte, <*>high and improved metal yield,
<*>høy termisk virkningsgrad, og <*>high thermal efficiency, and
<*>god kontroll på avgasser som avgis fra metallskrapet under smelteprosessen. Noen av disse gassene kan være miljøfarlige og vil kunne behandles i et lukket system. <*>good control of exhaust gases emitted from the scrap metal during the melting process. Some of these gases can be environmentally hazardous and can be treated in a closed system.
Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebragt en sylinder som omgir rotor og elektroden. I og med at sylinderen ligger rundt rotoren og elektroden, vil sylinderen fungere som en beskyttelsesskjerm for rotor og elektrode mot slitasje forårsaket av partikler i smelta eller større eller mindre faste partikler eller skrapgjenstander av fast materiale. According to the invention, a cylinder is provided which surrounds the rotor and the electrode. As the cylinder is located around the rotor and electrode, the cylinder will act as a protective screen for the rotor and electrode against wear and tear caused by particles in the melt or larger or smaller solid particles or scrap items of solid material.
Kort beskrivelse av tegningene Brief description of the drawings
For bedre å beskrive oppfinnelsen vises det til de medfølgende tegninger som viser en mulig utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, der To better describe the invention, reference is made to the accompanying drawings which show a possible embodiment of the present invention, there
figur 1 viser skjematisk et sideoppriss i snitt gjennom en smelteraktor ifølge foreliggende oppfinnelse, der fastmetall er lastet inn i reaktoren, helt i oppstarten av smelteprosessen; figure 1 schematically shows a side elevation in section through a smelting reactor according to the present invention, where solid metal is loaded into the reactor, right at the start of the smelting process;
figur 2 viser skjematisk et sideoppriss, delvis i snitt av en rotor med innebygd elektrode ifølge foreliggende oppfinnelse; og Figure 2 schematically shows a side elevation, partly in section, of a rotor with a built-in electrode according to the present invention; and
figur 3 viser skjematisk et oppriss som tilsvarer det som er vist i figur 1, men der smelteprosessen er kommet så lang at alt metallet er smeltet. figure 3 schematically shows an elevation which corresponds to that shown in figure 1, but where the melting process has progressed so far that all the metal has melted.
Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen Detailed description of the invention
Figur 1 viser skjematisk et sideoppriss i snitt gjennom en smelteraktor 10 ifølge foreliggende oppfinnelse, der fast metall 11 er lastet inn i reaktoren 10. Figuren viser et stadium helt i oppstarten av smelteprosessen. Figur 1 viser videre en ildfast isolert beholder 12 som er utstyrt med et ildfast isolert lokk 14 som er avtakbart for å kunne fylle skrapmetall i et smelterom 13 innvendig i beholderen 12. Lokket og de tilstøtende deler av beholderen 12 er konfigurert med tetnings- og låseinnretninger (ikke vist) som muliggjør tettende låsing av lokket 14 til beholderen 12. Tettings- og låseinnretningen (ikke vist) kan være av en hvilken som helst egnet type som gir den ønskede effekt. Disse, sammen med de resterende deler og gjennomføringer inn i smelterommet 13, er av en slik type og er slik konfigurert at det er mulig å danne et undertrykk eller vakuum inne i smelterommet 13.1 bunnen av beholderen 12 er det videre anordnet en bunnkontakt 26 som er tilknyttet en strømkilde (ikke vist). Figure 1 schematically shows a side elevation in section through a smelting reactor 10 according to the present invention, where solid metal 11 is loaded into the reactor 10. The figure shows a stage right at the start of the smelting process. Figure 1 further shows a refractory insulated container 12 which is equipped with a refractory insulated lid 14 which is removable to be able to fill scrap metal in a melting chamber 13 inside the container 12. The lid and the adjacent parts of the container 12 are configured with sealing and locking devices (not shown) which enables the sealing locking of the lid 14 to the container 12. The sealing and locking device (not shown) can be of any suitable type which gives the desired effect. These, together with the remaining parts and penetrations into the melting chamber 13, are of such a type and are configured in such a way that it is possible to create a negative pressure or vacuum inside the melting chamber 13.1 the bottom of the container 12, there is also arranged a bottom contact 26 which is connected to a power source (not shown).
Undertrykket eller vakuumet skapes ved hjelp av en vakuumpumpe eller en sugevifte (ikke vist) tilkoplet (en slangestuss) avløpskanalen 22 som er tilknyttet et renseanlegg (ikke vist). I beholderen 12 er det anordnet en rotor 15 som drives ved hjelp av en motor 29 via en removerføring 30 eller lignende til en remskive som er festet til en aksel på rotoren15. Rotoren 15 er hul og ved sin nedre ende er denne utstyrt med en åpning 18 som står i fri kommunikasjon med metallet 11 nedenfor og/eller den omliggende smelte 11'. Akselen er forbundet med motoren 29 som på sin side er festet til en brakett. Braketten kan være festet til beholderens 11 lokk 14 eller til et eget stativ (ikke vist). Tettingen mellom rotorakselen og beholderen er i form av en dertil egnet pakning. På braketten kan det være et lager som styrer rotorakselen. Sentralt i akselen er det plassert en elektrode 25. Elektrodens 25 øvre ende er knyttet til en strømkabel tilkopling (ikke vist) en kabelsko 27. Gjennom elektroden 25 kan det om ønskelig være boret et sentralt hull for tilførsel av gass. Hullet kan i så fall være tilkoplet en stuss som er festet i enden av elektroden 25 The negative pressure or vacuum is created by means of a vacuum pump or a suction fan (not shown) connected (a hose connection) to the drain channel 22 which is connected to a purification plant (not shown). In the container 12, a rotor 15 is arranged which is driven by means of a motor 29 via a belt transmission 30 or the like to a pulley which is attached to a shaft on the rotor 15. The rotor 15 is hollow and at its lower end is equipped with an opening 18 which is in free communication with the metal 11 below and/or the surrounding melt 11'. The shaft is connected to the motor 29, which in turn is attached to a bracket. The bracket can be attached to the lid 14 of the container 11 or to a separate stand (not shown). The seal between the rotor shaft and the container is in the form of a suitable gasket. On the bracket there may be a bearing that guides the rotor shaft. An electrode 25 is placed centrally in the shaft. The upper end of the electrode 25 is connected to a power cable connection (not shown) a cable lug 27. If desired, a central hole can be drilled through the electrode 25 for the supply of gas. In that case, the hole can be connected to a spigot which is attached to the end of the electrode 25
Rotoren 15 rager ned gjennom lokket 14 og inn i smelterommet 13. Det vises i denne sammenheng til figur 2 som skjematisk viser et sideoppriss, delvis i snitt av en rotor 15 med innebygd elektrode 25 ifølge foreliggende oppfinnelse. Rotoren 15 er opphengt og opplagret slik at denne tillates å beveges opp og ned i aksial retning i forhold til beholderens 12 bunn. Rotoren 15 er videre opplagret slik at denne tillates å rotere om en vertikal rotasjonsakse i forhold til lokket 14. For å muliggjøre dette er det anordnet en tettings- og rotasjonsinnretning (ikke vist) beliggende mellom lokket 14 og rotoren 15. Som antydet i figur 2 omfatter rotoren en hul, sylindrisk kappe eller mantel 16 som ved sin nedre ende er utstyrt med et kammer 17 med større tverr-snittareal enn den resterende del av mantelen eller kappen 16. Ved sin nedre ende er kammeret 17 videre utstyrt med en åpning 18 mot rommet utenfor kappen 16. Rotoren 15 er av en type som er beskrevet i søkerens egen publikasjon nr. WO 2012/093943, idet innholdet ifølge denne publikasjonen herved inntas ved referansen hva angår virkemåte og utforming av den roterende rotor med elektrode og også andre trekk av betydning for løsningens virkemåte, oppbygging og funksjon. Sentralt og konsentrisk i rotoren 15 er det videre anordnet en elektrode 25 som kan være konfigurert for å kunne beveges opp og ned i forhold til kappen 16, slik at elektrodens nedre ende kan beveges opp og ned i kammeret 17. The rotor 15 projects down through the lid 14 and into the melting space 13. Reference is made in this context to figure 2 which schematically shows a side elevation, partly in section of a rotor 15 with built-in electrode 25 according to the present invention. The rotor 15 is suspended and stored so that it is allowed to move up and down in an axial direction in relation to the bottom of the container 12. The rotor 15 is further stored so that it is allowed to rotate about a vertical axis of rotation in relation to the lid 14. To enable this, a sealing and rotation device (not shown) is arranged between the lid 14 and the rotor 15. As indicated in figure 2 the rotor comprises a hollow, cylindrical casing or casing 16 which at its lower end is equipped with a chamber 17 with a larger cross-sectional area than the remaining part of the casing or casing 16. At its lower end the chamber 17 is also equipped with an opening 18 towards the space outside the casing 16. The rotor 15 is of a type that is described in the applicant's own publication no. WO 2012/093943, the content according to this publication being hereby incorporated by reference as regards the operation and design of the rotating rotor with electrode and also other features of significance for the solution's operation, structure and function. Centrally and concentrically in the rotor 15, an electrode 25 is also arranged which can be configured to be able to be moved up and down in relation to the sheath 16, so that the lower end of the electrode can be moved up and down in the chamber 17.
I smelterommet 13 er det videre plassert en sylinder 19, fortrinnsvis av grafitt som omgir rotoren 15. Sylinderen 19 hviler på beholderens 12 bunn og er ved sin nedre ende utstyrt med et flertall gjennomgående hull 20' i sylinderveggen samt åpninger eller sidehull 20 høyere opp på sylinderens 19 vegg, slik at det er fluid-kommunikasjon mellom sylinderens 19 indre og rommet i beholderen 12 utenfor sylinderen 19. Rotoren 15 er fortrinnsvis sentralt og koaksialt plassert inne i sylinderen 19. In the melting chamber 13, there is also a cylinder 19, preferably made of graphite, which surrounds the rotor 15. The cylinder 19 rests on the bottom of the container 12 and is equipped at its lower end with a plurality of through holes 20' in the cylinder wall as well as openings or side holes 20 higher up on the wall of the cylinder 19, so that there is fluid communication between the interior of the cylinder 19 and the space in the container 12 outside the cylinder 19. The rotor 15 is preferably located centrally and coaxially inside the cylinder 19.
Smeltereaktoren 10 er videre utstyrt med et rør 21 som strekker seg fra utsiden av reaktoren 10, gjennom lokket 14 og inn i støperommet 13. Røret 21 er konfigurert for å kunne innføre ytterligere metallavfall 11 i fast form etter hvert som smelteprosessen har behovet for tilførsel av nytt, fast metall. Tilførselsrøret 21 er for dette formålet utstyrt med tettinger (ikke vist) som kan åpnes og holdes tett uten at vakuumet eller undertrykket inne i kammeret 13 påvirkes i særlig grad. The smelting reactor 10 is further equipped with a pipe 21 which extends from the outside of the reactor 10, through the lid 14 and into the casting room 13. The pipe 21 is configured to be able to introduce further metal waste 11 in solid form as the smelting process needs to supply new, solid metal. The supply pipe 21 is for this purpose equipped with seals (not shown) which can be opened and kept tight without the vacuum or negative pressure inside the chamber 13 being affected to any particular extent.
Videre er reaktoren utstyrt med avløpskanal 22 som tilknyttes et renseanlegg og avsugsanlegg (ikke vist på figuren) for rensing av gassen fra prosessen og for eventuell gjenvinning av andre metaller eller stoffer som fordamper under prosessen. Også avløpskanalen 22 er utstyrt med tettinger som muliggjør tidvis eller kontinuerlig fjerning av avgassene og samtidig opprettholde et vakuum eller et undertrykk inne i beholderen. Furthermore, the reactor is equipped with a drain channel 22 which is connected to a purification plant and extraction plant (not shown in the figure) for cleaning the gas from the process and for possible recovery of other metals or substances that evaporate during the process. The drainage channel 22 is also equipped with seals which enable temporary or continuous removal of the exhaust gases and at the same time maintain a vacuum or negative pressure inside the container.
Ved sin nedre ende er beholderen 12 utstyrt med en tappekanal og tappeplugg 23 som er av en kjent type som kan åpnes og plugges igjen, og som står i kontakt med et tappekar 24 for mottak av smeltet metall. At its lower end, the container 12 is equipped with a tapping channel and tapping plug 23 which is of a known type which can be opened and plugged again, and which is in contact with a tapping vessel 24 for receiving molten metal.
Figur 3 viser skjematisk et oppriss tilsvarende det som er vist i figur 1, men der smelteprosessen er kommet så lang at alt metallet 11' er smeltet og er i flytende form. Som antydet ovenfor roterer rotoren 15 og elektroden 25 i denne fasen, noe som bidrar til at det smeltede metallet 11' bringes til å sirkulere, først inne i sylinderen 19, og deretter ut gjennom åpningene 20 i sylinderveggen 19 og deretter inn igjen gjennom nedre åpninger 20' i sylinderveggen 19. Et mulig sirkulasjons-mønster er indikert med piler i figur 3. På denne måte utjevnes temperaturen i det smeltede metallet 11'. Figure 3 schematically shows an elevation corresponding to that shown in Figure 1, but where the melting process has progressed so far that all the metal 11' has melted and is in liquid form. As indicated above, the rotor 15 and the electrode 25 rotate in this phase, which helps to cause the molten metal 11' to circulate, first inside the cylinder 19, and then out through the openings 20 in the cylinder wall 19 and then back in through lower openings 20' in the cylinder wall 19. A possible circulation pattern is indicated by arrows in Figure 3. In this way, the temperature in the molten metal 11' is equalised.
I det følgende skal operasjonen av reaktoren beskrives nærmere i detalj under henvisning til tegningene. Det demonterbare lokket 14, inkludert rotor 15 med elektrode 25 og tilførselsrør 21 og avgassrør 22, fjernes fra toppen av beholderen 12. Metall i fast form, for eksempel i form av sammenpressede bokser, spon, tynne folier og/eller annet metallavfall 11 plasseres på bunnen av beholderen 12 og presses fortrinnsvis sammen. Slikt metallavfall plasseres og presses sammen fortrinnsvis opp til én høyde utenfor den sentrale sylinderen 19, og til en annen høyde inne i sylinderen 19, der høyden inne i sylinderen 19 fortrinnsvis er lavere enn høyden av skrapmetall utenfor sylinderen 15. Det faste metallskrapet inne i sylinderen presses så mye sammen at det etableres en elektrisk kontakt med bunnkontakten 26 i beholderen 12. Lokket 14 med rotor 15 og elektrode 25 settes deretter på plass på beholderens 12 topp og låses tettende til denne. Vakuum eller undertrykk etableres inne i den lukkede, tette beholderen 12. Deretter senkes rotoren 15 med elektrode 25 ned til et ønsket nivå over metallskrapet 11 inne i sylinderen 19. In the following, the operation of the reactor will be described in more detail with reference to the drawings. The demountable lid 14, including rotor 15 with electrode 25 and supply pipe 21 and exhaust pipe 22, is removed from the top of container 12. Metal in solid form, for example in the form of compressed cans, shavings, thin foils and/or other metal waste 11 is placed on the bottom of the container 12 and is preferably pressed together. Such metal waste is placed and pressed together preferably up to one height outside the central cylinder 19, and to another height inside the cylinder 19, where the height inside the cylinder 19 is preferably lower than the height of scrap metal outside the cylinder 15. The solid metal scrap inside the cylinder is pressed together so much that an electrical contact is established with the bottom contact 26 in the container 12. The lid 14 with rotor 15 and electrode 25 is then placed in place on the top of the container 12 and locked tightly to it. Vacuum or negative pressure is established inside the closed, tight container 12. The rotor 15 with electrode 25 is then lowered to a desired level above the metal scrap 11 inside the cylinder 19.
Elektrisk strøm kobles til bunnkontakten 26 og elektroden 25 via kabelskoen 27, eller ved hjelp av en slepekontakt mot 16 (ikke vist), mens rotor og elektrode holdes stasjonær. Smelteprosessen starter ved at elektroden 25 danner en lysbue 28 inne i det utvidede rommet 17 inne i rotoren 15, mot metallskrapet i 11 i bunnen av sylinderen 19, siden dette metallet 11 er i elektrisk kontakt med bunnkontakten Electric current is connected to the bottom contact 26 and the electrode 25 via the cable shoe 27, or by means of a tow contact towards 16 (not shown), while the rotor and electrode are kept stationary. The melting process starts with the electrode 25 forming an arc 28 inside the extended space 17 inside the rotor 15, against the metal scratch in 11 in the bottom of the cylinder 19, since this metal 11 is in electrical contact with the bottom contact
26. Etter hvert vil metallet 11 under rotoren 15 inne i sylinderen og noe av metallet utenfor sylinderen 19 smelte. Rotoren15 holdes fort-satt i ro for derigjennom å sikre at denne ikke kan komme i kontakt med metalldeler 11 i fastform og derigjennom skades. Rotoren 15 og elektroden vil først settes i rotasjon når tilstrekkelig flytende smelte 11' er dannet. Etter en tid når alt metall er smeltet, som vist i figur 3, vil det smeltede metallet 11' sirkulere gjennom sidehullene 20 og etter hvert som mer energi tilføres gi god temperaturutjevning i det smeltede metallet 11'. Nå kan skrap, eventuelt mer metall 11 i fast form, fylles på gjennom tilførselsrøret 21, og smelta 11' kan overføres til tappekaret 24 ved å ta ut tappepluggen 23. Prosessen kan være både kontinuerlig og diskontinuerlig. Ved oppstart står rotoren i ro og 25 senkes ned til kontakt dannes. Når smelte massen omkranser rotoren, kan rotasjonen påbe-gynnes. Rotorens høydeplassering er konstant, men elektroden 25 reguleres slik at maksimal lysbue spenning oppnås. Rotasjonen av rotoren 15 og elektroden 25 tilveiebringes på kjent måte, for eksempel slik som beskrevet i søkerens egen publikasjon WO 2012/093943. Rotasjonen av rotoren 15 bevirker at overflaten på det smeltede metallet 11' inne i sylinderen 19 tiltar en form som en hyperbol, noe som på sin side bidrar til en økt sirkulasjonseffekt av det smeltede materiale ut av åpningene 20 i sylinderens 19 sidevegg og tilbake inn i sylinderen 19 gjennom åpningene 20' ved bunnen for tilførsel av mer varmeenergi fra lysbuen 28. Sylinderen 19 virker som en mammut pumpe ved at gass og smelte strømmer oppover i sylinderen 19 og ut gjennom sidehullene 20. Når tilstrekkelig smelte er dannet kan man øke turtallet på rotoren slik at smelta som befinner seg i sylinderen danner en rotasjonsparaboloide som vil øke pumpehastighet gjennom sidehullene 20. Det betyr at turbulensen i smelta 11 vil øke, noe som øker smeltehastigheten av det tilførte skrapet. 26. Eventually the metal 11 under the rotor 15 inside the cylinder and some of the metal outside the cylinder 19 will melt. The rotor 15 is kept still in order to thereby ensure that it cannot come into contact with solid metal parts 11 and thereby be damaged. The rotor 15 and the electrode will only be set in rotation when sufficient liquid melt 11' has been formed. After a time when all the metal has melted, as shown in Figure 3, the molten metal 11' will circulate through the side holes 20 and, as more energy is added, provide good temperature equalization in the molten metal 11'. Now scrap, possibly more metal 11 in solid form, can be added through the supply pipe 21, and the melt 11' can be transferred to the tapping vessel 24 by removing the tapping plug 23. The process can be both continuous and discontinuous. At start-up, the rotor is at rest and 25 is lowered until contact is made. When the molten mass surrounds the rotor, the rotation can begin. The height of the rotor is constant, but the electrode 25 is regulated so that maximum arc voltage is achieved. The rotation of the rotor 15 and the electrode 25 is provided in a known manner, for example as described in the applicant's own publication WO 2012/093943. The rotation of the rotor 15 causes the surface of the molten metal 11' inside the cylinder 19 to assume a shape like a hyperbola, which in turn contributes to an increased circulation effect of the molten material out of the openings 20 in the side wall of the cylinder 19 and back into the cylinder 19 through the openings 20' at the bottom for the supply of more heat energy from the arc 28. The cylinder 19 acts like a mammoth pump in that gas and melt flow upwards into the cylinder 19 and out through the side holes 20. When sufficient melt has been formed, the speed can be increased to the rotor so that the melt located in the cylinder forms a paraboloid of rotation which will increase the pumping speed through the side holes 20. This means that the turbulence in the melt 11 will increase, which increases the melting speed of the added scrap.
Claims (10)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20121216A NO334541B1 (en) | 2012-10-18 | 2012-10-18 | Process and reactor for melting solid metal. |
PCT/NO2013/050164 WO2014062063A1 (en) | 2012-10-18 | 2013-09-30 | Method and reactor for melting of solid metal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20121216A NO334541B1 (en) | 2012-10-18 | 2012-10-18 | Process and reactor for melting solid metal. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20121216A1 NO20121216A1 (en) | 2014-03-31 |
NO334541B1 true NO334541B1 (en) | 2014-03-31 |
Family
ID=50439565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20121216A NO334541B1 (en) | 2012-10-18 | 2012-10-18 | Process and reactor for melting solid metal. |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO334541B1 (en) |
WO (1) | WO2014062063A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112779423A (en) * | 2021-01-25 | 2021-05-11 | 广东自立环保有限公司 | Waste metal casting device |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4322245A (en) * | 1980-01-09 | 1982-03-30 | Claxton Raymond J | Method for submerging entraining, melting and circulating metal charge in molten media |
NO154498C (en) * | 1984-01-25 | 1986-10-01 | Ardal Og Sunndal Verk | PROCEDURE AND DEVICE FOR APPLYING HEAT TO LIQUID METAL AND USE OF THE PROCEDURE. |
NO307289B1 (en) * | 1998-07-08 | 2000-03-13 | Alu Innovation As | Rotor for handling liquid |
EP1753563B8 (en) * | 2004-03-30 | 2012-07-25 | Hindenlang GmbH | Melting apparatus and method |
NO329242B1 (en) * | 2008-04-18 | 2010-09-20 | Alu Innovation As | Method and apparatus for heating a fluid |
NO332418B1 (en) * | 2011-01-04 | 2012-09-17 | Alu Innovation As | Rotor for supplying heat to a melt |
-
2012
- 2012-10-18 NO NO20121216A patent/NO334541B1/en not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-09-30 WO PCT/NO2013/050164 patent/WO2014062063A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014062063A1 (en) | 2014-04-24 |
NO20121216A1 (en) | 2014-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101616867B (en) | Carbothermic processes | |
CN101076610B (en) | Device and method for treating waste material or slag of non-ferrous metal and its alloy | |
CN2937153Y (en) | Reduction tank | |
NO334541B1 (en) | Process and reactor for melting solid metal. | |
CN111363922B (en) | Vacuum distillation device and process for continuously recovering metallic sodium and calcium from sodium slag | |
US7232544B2 (en) | Apparatus for continuous slag treatment of silicon | |
CN102994779B (en) | Tunnel-type double-circulation vacuum smelting furnace and its method | |
CN101289708B (en) | Semi-continuous metallothermic reduction process | |
CN104613759B (en) | Immersed type heating magnesium smelting furnace | |
CN210796587U (en) | Aluminum liquid degassing device with bottom air inlet | |
CN100402193C (en) | Liquid metal container bottom heating device and application thereof | |
CN101343546B (en) | Cracked oiling equipment for preparing fuel oil with waste plastics | |
CN207738706U (en) | A kind of waste oil regeneration high temperature distillation catalytic unit | |
CN202022963U (en) | Vertical reducing furnace | |
CN107699712B (en) | Magnesium metallurgical furnace and magnesium smelting method | |
NO20110005A1 (en) | Rotor for supplying heat to a melt | |
RU2358028C1 (en) | Installation for magnesium-thermal production of sponge titanium | |
CN101289709B (en) | Liquid tundish | |
US20140151943A1 (en) | Valuable metal recovery apparatus | |
CN111963906B (en) | Tin liquid transferring device and method | |
CN218495802U (en) | Aluminum ash treatment system capable of reducing oxidation loss | |
CN201245616Y (en) | Cracked oiling equipment for preparing fuel oil with waste plastics | |
CN211425052U (en) | Magnesium metallurgical furnace | |
JPH03237191A (en) | Carbonization equipment | |
NO318848B1 (en) | Device for supplying heat to a metal melt |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |