[go: up one dir, main page]

DD212054A1 - METHOD FOR THE CONTINUOUS MELTING OF LIGHT METAL SCRAP IN PLASMA MELTING OVEN - Google Patents

METHOD FOR THE CONTINUOUS MELTING OF LIGHT METAL SCRAP IN PLASMA MELTING OVEN Download PDF

Info

Publication number
DD212054A1
DD212054A1 DD82245480A DD24548082A DD212054A1 DD 212054 A1 DD212054 A1 DD 212054A1 DD 82245480 A DD82245480 A DD 82245480A DD 24548082 A DD24548082 A DD 24548082A DD 212054 A1 DD212054 A1 DD 212054A1
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
plasma
melt
melting
gas
scrap
Prior art date
Application number
DD82245480A
Other languages
German (de)
Inventor
Konrad Primke
Peter Papsdorf
Guenther Pohle
Klaus-Peter Trautmann
Original Assignee
Mansfeld Kombinat W Pieck Veb
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mansfeld Kombinat W Pieck Veb filed Critical Mansfeld Kombinat W Pieck Veb
Priority to DD82245480A priority Critical patent/DD212054A1/en
Publication of DD212054A1 publication Critical patent/DD212054A1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Leichtmetallschrott in bekannten Plasmaschmelzoefen, insbesondere von aufbereitetem, verunreinigtem Schrott aus Aluminium und Aluminiumlegierungen. Gegenueber bekannten Verfahren soll als plasmabildendes Medium ein billig herstellbares Gas eingesetzt werden, wobei unerwuenschte Metallverluste bzw. Verunreinigungen infolge chemischer Reaktionen des Metalls mit dem plasmabildenden Gas verhindert werden soll. Erreicht wird dies durch die Verwendung des zweiatomigen Gases Stickstoff als plasmabildendes Medium durch die Zufuehrung des Schmelzgutes unterhalb des Badspiegels und ausserhalb des direkten Einwirkungsbereichs des oder der Plasmaboegen sowie durch Absaugung der mit dem Schmelzgut eingebrachten bzw. bei dessen Trocknung, Reinigung und Vorwaermung entstandenen staub- oder gasfoermigen Substanzen vor Eintritt in die Schmelze oder Ofenatmosphaere.The invention relates to a method for the continuous melting of light metal scrap in known Plasmaschmelzoefen, in particular of recycled, contaminated scrap aluminum and aluminum alloys. Compared with known methods should be used as a plasma-forming medium a cheap producible gas, unwanted metal losses or impurities due to chemical reactions of the metal with the plasma-forming gas to be prevented. This is achieved by the use of the diatomic nitrogen gas as a plasma-forming medium by the supply of the melt below the bath level and outside the direct range of action of the plasma or deposits and by suction of the dust introduced with the melt or during its drying, cleaning and preheating. or gaseous substances before entering the melt or Ofenatmosphaere.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Leichtmetallschrott in PlasmaschmelzofenProcess for the continuous melting of light metal scrap in a plasma melting furnace

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Leichtmetallschrott in Plasmaschmelzöfen, insbesondere von aufbereitetem, verunreinigtem Schrott aus Aluminium und Aluminiumlegierungen«The invention relates to a process for the continuous melting of light metal scrap in plasma melting furnaces, in particular of treated, contaminated scrap of aluminum and aluminum alloys.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Metallen in Plasmaschmelzöfen und erforderliche Einrichtungen zu deren Durchführung sind in verschiedenen Varianten bereits bekannt.Methods for the continuous melting of metals in plasma melting furnaces and the necessary equipment for carrying them out are already known in various variants.

So wurde im DD-WP 42 110 bereits ein Verfahren vorgeschlagen, das speziell zur Herstellung von gas- und einschlußarmen Stählen in Plasmaöfen dient. Bei diesem Verfahren wird die erforderliche Wärme für den Schmelzprozeß ausschließlich durch Plasma-Lichtbögen erzeugt, wobei die Energiezufuhr im Ein- oder Mehrbrennerbetrieb unter Verwendung einer wassergekühlten Bodenelektrode erfolgt. Der gesamte Schmelz- und G-ießprozeß wird unter einer Schutzgas-Atmosphäre durchgeführt. Als Schutzgas wird Argon verwendetFor example, DD-WP 42 110 has already proposed a process which is especially suitable for the production of low-gas and low-inclusion steels in plasma ovens. In this method, the required heat for the melting process is generated solely by plasma arcs, the energy being supplied in single or multi-burner operation using a water-cooled bottom electrode. The entire melting and casting process is carried out under a protective gas atmosphere. The shielding gas used is argon

Gase oder Gasgemische, die mit dem jeweils zu er- Gases or gas mixtures which are to be mixed with the respective

schmelzenden Metall chemische Reaktionen eingehen, finden nur Verwendung bei Verfahren, die ein Auflegieren der Schmelze mit dem Plasmagas oder die Einstellung eines definierten Gasgehaltes der Schmelze zum Ziel haben, z. B, bei der Herstellung bestimmter stickstoffhaltiger Qualitäts- und Edelstahle und Metallegierungen (DD-WP 51 439, DE-PS 2 121 439, DE-OS 1 565 821, US-PS 3 736 361),Melting metal chemical reactions, are only used in processes that have a Auflegieren the melt with the plasma gas or the setting of a defined gas content of the melt to the target, z. B, in the production of certain nitrogen-containing quality and stainless steels and metal alloys (DD-WP 51 439, DE-PS 2 121 439, DE-OS 1 565 821, US-PS 3 736 361),

In 'Enzyklopädie der technischen Chemie1, 2, Auflage, München/Berlin (1928), und im Lehrbuch der Metallhüttenkunde, Bd. III, Leipzig (1954), wird bestätigt, daß bei Kontakt von Stickstoff mit Aluminium in bestimmten Temperaturbereichen Metallverlust und Verunreinigung des Metalls durch Uitridbildung auftreten, Ursache dafür ist die Reaktion von metallischem Aluminium bei Temperaturen zwischen 820 und 1000 0C oder von Aluminiumoxid bei Anwesenheit von Kohlenstoff oder anderen Reduktionsmitteln oberhalb 1600 0C mit dem Stickstoff ,-Dabei können durch verunreinigte Schrotte eingebrachte oder entstehende Substanzen wie Ruß aus verbrannten" Anhaftungen oder Oxide von Erdalkalimetallen und Eisen als Reaktionspartner oder beschleunigende Katalysatoren wirken.In 'Enzyklopadie der technischen Chemie 1 , 2, edition, Munich / Berlin (1928), and in the textbook of Metallurgy, Vol. III, Leipzig (1954), it is confirmed that upon contact of nitrogen with aluminum in certain temperature ranges, metal loss and contamination The cause of this is the reaction of metallic aluminum at temperatures between 820 and 1000 0 C or of alumina in the presence of carbon or other reducing agents above 1600 0 C with the nitrogen, -Dabei introduced by contaminated scraps or resulting substances how soot from burnt "deposits or oxides of alkaline earth metals and iron act as reactants or accelerating catalysts.

Deshalb findet bei einem bereits bekannten Verfahren zur Herstellung von Aluminium und Aluminiumlegierungen in Plasmaöfen im Hinblick auf die chemische Reaktionsfreudigkeit des Aluminiums gegenüber anderen gasförmigen Medien und die daraus resultierende Beeinträchtigung des Metallausbringens und der Reinheit des erschmolzenen Metalls als plasmabildendes Gas ausschließlich Argon Verwendung (DE-AS 2 207 048). Diese Notwendigkeit der Verwendung des inerten Edelgases Argon als plasmabildendes Gas ist ein wesentlicher lachteil aller bisher bekannten Plasmaschmelzverfahren für Aluminium und Aluminiumlegierungen. Argon ist mit relativ hohen Herstellungskosten behaftet undTherefore, in an already known process for the production of aluminum and aluminum alloys in plasma ovens with respect to the chemical reactivity of the aluminum compared to other gaseous media and the resulting impairment of Metallausbringens and the purity of the molten metal as plasma-forming gas exclusively argon use (DE-AS 2,207,048). This necessity of using the inert noble gas argon as a plasma-forming gas is an essential part of all previously known plasma melting processes for aluminum and aluminum alloys. Argon is associated with relatively high production costs and

nur "begrenzt verfügbar. Darüber hinaus hat es den entscheidenden Nachteil, daß infolge seiner einatomigen Modifikation durch das Plasma je Atom eine geringere Wärmemenge als bei zweiatomigen Gasen gleicher Temperatur übertragen wird. Gesteigerte Betriebskosten und ein verringerter energetischer Wirkungsgrad sind Polgen der genannten Nachteile.Moreover, it has the distinct disadvantage that as a result of its monatomic modification by the plasma, less heat is transferred per atom than in the case of diatomic gases of the same temperature Increased operating costs and a reduced energy efficiency are the consequences of the aforementioned disadvantages.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Leichtmetallschrott in Plasmaschmelzöfen, das gegenüber bekannten Verfahren eine Senkung der Betriebskosten bei erhöhtem energetischem Wirkungsgrad ohne Beeinträchtigung der Materialökonomie und der Qualität des erschmolzenen Metalls gewährleistet.The aim of the invention is a method for the continuous melting of light metal scrap in plasma melting furnaces, which ensures a reduction in operating costs with increased energy efficiency without compromising the material economy and the quality of the molten metal compared to known methods.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die durch die Erfindung zu lösende technische Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von Leichtmetallschrott in Plasmaschmelzofen, insbesondere von aufbereitetem, verunreinigtem Schrott aus Aluminium und Aluminiumlegierungen, zu entwickeln, das den Einsatz eines billig herstellbaren Gases als plasmabildendes Medium ermöglicht, eine verbesserte Wärmeübertragung durch das Plasma gewahrleistet und unerwünschte Meta11Verluste bzw. Verunreinigungen infolge chemischer Reaktionen des Metalls mit dem plasmabildenden Gas weitestgehend verhindert.The technical problem to be solved by the invention is to develop a method for the continuous melting of light metal scrap in plasma melting furnace, in particular of recycled, contaminated scrap aluminum and aluminum alloys, which allows the use of a cheap manufacturable gas as the plasma-forming medium, improved heat transfer ensured by the plasma and as far as possible prevents unwanted Meta11Verluste or impurities due to chemical reactions of the metal with the plasma-forming gas.

Das zur Lösung der technischen Aufgabenstellung vorgeschlagene erfindungsgemäSe Verfahren besteht darin, daß als plasmabildendes Medium in bekannten kontinuierlich arbeitenden Plasmaschmelzofen das zweiatomige Gas Stickstoff verwendet wird, wobei der Schrott zur Ver-The proposed method for solving the technical problem is that the diatomic gas nitrogen is used as a plasma-forming medium in known continuous plasma incinerator, the scrap being used for

meidung des direkten Kontaktes der mit dem Schmelzgut eingeschleppten Verunreinigungen oder der bei dessen Trocknung, Reinigung und Vorwärmung entstehenden oder frei werdenden Substanzen mit dem Plasmabogen oder der freien Ofenatmosphäre über dem Schmelzbad nach vorheriger Absaugung gas- und staubförmiger Beimengungen direkt in dieses Schmelzbad eingeführt wird. Zu Verfahrensbeginn bzw. zur Erzielung bestimmter technologischer Betriebsbedingungen kann dem Stickstoff Argon in beliebigem Verhältnis beigemischt werden.avoid direct contact of introduced with the melt impurities or during its drying, cleaning and preheating resulting or released substances with the plasma arc or the free furnace atmosphere above the molten bath after prior extraction of gas and dust admixtures is introduced directly into this molten bath. At the beginning of the process or to achieve certain technological operating conditions, argon can be added to the nitrogen in any ratio.

Aus führungsbe i s pi e1Implementa tion i p1

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.

Zur Durchführung des Verfahrens wurde eine kontinuierliche Plasmaschmelzeinrichtung mit einem schräg angeordneten Brenner mit Wolframelektrode sowie mit einem senkrecht in einer Öffnung des Ofenmauerwerks zum Ofenraum angeordneten, mittels einer Hubeinrichtung axial beweglichen, aus zunderfestem Werkstoff bestehenden zylindrischen Schacht, der in der unteren Stellung bis zur Oberfläche des Schmelzbades hinab reichte und beschickungsseitig durch einen Einfülltrichter mit Absaugringdüse begrenzt war, eingesetzt. Plasmabrenner und Schacht waren so angeordnet, daß der Pußpunkt des Plasmabogens deutlich vor dem Rand des Beschickungsschachtes lag* Als ^plasmabildendes Gas wurde Stickstoff mit einem Sauerstoffgehalt < 100 vpm und einem PeuciLtigkeitsgeha.lt von <35 vpm verwendet. Es wurden bei feinstückigem Aluminiumlegierungsschrott mit 150 kW leistungsaufnahme eine Schmelzleistung von 281,3 kg/h und ein spezifischer Energieverbrauch von 0,59 kWh/kg abgegossenes Metall erreicht. Der Metallverlust betrug 3 %, Beim Trocknen, Reinigen und Vorwärmen entstandene gas- und staubförmige Substanzen wurden im Schacht abgesaugt. Zusätzlich wurde durch den Be-To carry out the process, a continuous plasma melting device with an obliquely arranged burner with tungsten electrode and with a vertically arranged in an opening of the furnace masonry to the furnace chamber, by means of a lifting device axially movable, made of solid material cylindrical shaft, which in the lower position to the surface of Meltdown bath down and feed side was limited by a hopper with Absaugringdüse used. The plasma torch and well were arranged so that the pour point of the plasma arc was well ahead of the edge of the feedwell. Nitrogen having an oxygen content < 100 vpm and a content of <35 vpm was used as the plasma-forming gas. With fine aluminum alloy scrap with a power input of 150 kW, a melting capacity of 281.3 kg / h and a specific energy consumption of 0.59 kWh / kg of poured metal were achieved. The loss of metal was 3 %, During drying, cleaning and preheating resulting gaseous and dust-like substances were removed by suction in the shaft. In addition, the

schickungsschacht ein direkter Kontakt des Schmelzgates und der nach dem Absaugen dem Schrott noch anhaftenden Verunreinigungen mit dem Plasmabogen bzw. mit der freien Ofenatmosphäre vermieden.schickungsschacht direct contact of the melt gate and after sucking the scrap still adhering impurities with the plasma arc or with the free furnace atmosphere avoided.

Vergleichsweise wurde beim Schmelzen von gleichem feinstückigem Aluminiumlegierungsschrott nach dem bereits bekannten Verfahren mit der gleichen Schmelzeinrichtung und Argon als plasmabildendem Gas nur eine Schmelzleistung von 244 kg/h bei einem erhöhten spezifischen Energieverbrauch von 0,70 kWh/kg abgegossenes Metall und gleichem Meta 11 verlust von 3 °!° erzielt. Torteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß trotz Verwendung von Stickstoff als plasmabildendes Gas normalerweise auftretender höherer Metallverlust und Verunreinigung des geschmolzenen Metalls infolge Mtridbildung vermieden werden. Gleichzeitig wird eine Steigerung der SchmelzIeistung bei Senkung des spezifischen Energieverbrauchs und Gewährleistung der Qualität des erschmolzenen Metalls erreicht.By comparison, when melting the same fine aluminum alloy scrap according to the already known method with the same melting device and argon as the plasma-forming gas only a melting capacity of 244 kg / h at an increased specific energy consumption of 0.70 kWh / kg poured metal and the same Meta 11 loss of 3 °! ° achieved. Portals of the process of the invention are that, despite the use of nitrogen as the plasma-forming gas, normally higher metal loss and contamination of the molten metal due to the formation of the mide are avoided. At the same time, an increase in melt performance is achieved while reducing specific energy consumption and ensuring the quality of the molten metal.

Claims (2)

Erfind ung sans pruclaInvented by prucla 1. Verfahren zum kontinuierlichen Schmelzen von leichtmetallschrott in bekannten kontinuierlich arbeitenden Plasmaschmelzofen, insbesondere von aufbereitetem, verunreinigtem Schrott aus Aluminium und Aluminiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß als plasmabildendes Medium Stickstoff als zweiatomiges Gas verwendet wird, mit dem Schmelzgut eingebrachte bzw. bei dessen Trocknung, Reinigung und Vorwärmung entstandene gas- oder staubförmige Substanzen vor Eintritt in die Schmelze bzw» OfenatmοSphäre abgesaugt werden und die Zuführung des Schmelzgutes und der diesem nach dein Absaugen noch anhaftenden Verunreinigungen unterhalb des Badspiegels und außerhalb des direkten Einwirkungsbereichs des oder der Plasmabögen erfolgt,1. A process for the continuous melting of light metal scrap in known continuous plasma furnace, in particular of recycled, contaminated scrap aluminum and aluminum alloys, characterized in that is used as a plasma-forming medium nitrogen as diatomic gas, introduced with the melt or during its drying, cleaning and preheating resulting gas or dust-like substances are sucked before entering the melt or »Ofenatmοsphere and the supply of the melt and this after your suction still adhering impurities below the bath level and outside of the direct range of action of the plasma or, 2. Verfahren gemäß Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anfahrphase des Plasmaschmelzofens oder zur Erzielung bestimmter technologischer Betriebsbedingungen dem verwendeten zweiatomigen plasmabildenden Gas Stickstoff Argon in beliebigem Verhältnis beigemischt wird«2. The method according to item 1, characterized in that in the start-up phase of the plasma furnace or to achieve certain technological operating conditions of the diatomic plasma-forming gas used nitrogen argon is mixed in any ratio «
DD82245480A 1982-12-02 1982-12-02 METHOD FOR THE CONTINUOUS MELTING OF LIGHT METAL SCRAP IN PLASMA MELTING OVEN DD212054A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD82245480A DD212054A1 (en) 1982-12-02 1982-12-02 METHOD FOR THE CONTINUOUS MELTING OF LIGHT METAL SCRAP IN PLASMA MELTING OVEN

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD82245480A DD212054A1 (en) 1982-12-02 1982-12-02 METHOD FOR THE CONTINUOUS MELTING OF LIGHT METAL SCRAP IN PLASMA MELTING OVEN

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DD212054A1 true DD212054A1 (en) 1984-08-01

Family

ID=5542932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DD82245480A DD212054A1 (en) 1982-12-02 1982-12-02 METHOD FOR THE CONTINUOUS MELTING OF LIGHT METAL SCRAP IN PLASMA MELTING OVEN

Country Status (1)

Country Link
DD (1) DD212054A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2640283A1 (en) * 1988-12-08 1990-06-15 Plasma Energy Corp METHODS FOR THE RECOVERY OF FREE ALUMINUM AND FROM CRASSES USING THE ENERGY OF A PLASMA
EP0400925A3 (en) * 1989-05-29 1991-01-23 Alcan International Limited Process and apparatus for melting contaminated metalliferous scrap material

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2640283A1 (en) * 1988-12-08 1990-06-15 Plasma Energy Corp METHODS FOR THE RECOVERY OF FREE ALUMINUM AND FROM CRASSES USING THE ENERGY OF A PLASMA
BE1006159A5 (en) * 1988-12-08 1994-05-31 Plasma Processing Corp METHODS FOR RECOVERY OF ALUMINUM FREE FROM USING ENERGY dross PLASMA.
EP0400925A3 (en) * 1989-05-29 1991-01-23 Alcan International Limited Process and apparatus for melting contaminated metalliferous scrap material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2207048A1 (en) Device for generating an electric arc and method for the extraction or treatment of metals by means of such a device
AT507262B1 (en) METHOD FOR REPROCESSING SOLID OR MELTING SUBSTANCES
DE2723857A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR STEEL PRODUCTION
DE2525400A1 (en) HEATING DEVICE WITH A CATHODIC PLASMA GENERATING DEVICE
DD160114A5 (en) METHOD FOR RECOVERING FLUID METALS FROM METAL OXIDE-CONTAINING MATERIAL
EP1090152A1 (en) Method for processing steel slags
DE3001722A1 (en) METHOD FOR CLEANING ALUMINUM
EP0046146B1 (en) Use of a muffle furnace for the dezincification of oxidic ferriferous materials containing zinc
DE60204221T2 (en) METHOD FOR PRODUCING LIQUID CHROMIS IN AN ELECTRIC OVEN
AT402939B (en) METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING A METAL MELT
DE3212100C2 (en) Method and device for performing pyrometallurgical processes
DE2259219C3 (en) High temperature furnace and its application
EP0118655B1 (en) Method of carrying out metallurgical or chemical processes, and a low-shaft furnace
DD212054A1 (en) METHOD FOR THE CONTINUOUS MELTING OF LIGHT METAL SCRAP IN PLASMA MELTING OVEN
EP2853610B1 (en) Device and method for electro-slag remelting
DE1030565B (en) Process for the refining of ores
DE2645585A1 (en) METHOD FOR RELEASING VALUE METAL CONTENT FROM SLAG BY INFLATING
DE2452158A1 (en) METAL PROCESSING PROCESS
DE2819274A1 (en) METHOD OF MELTING CAST IRON CHIPS
EP1019554B1 (en) Pyrometallurgical method and device for separating zinc and/or cadmium from lead in metallurgical residues
RU2227169C1 (en) Method of smelting of copper and copper alloys
DE2422641C2 (en) Process for shaft furnace ore reduction
DE1266330B (en) Process for the continuous production of carbonaceous iron
EP0254711B1 (en) Method for producing copper
DE291853C (en)

Legal Events

Date Code Title Description
ENJ Ceased due to non-payment of renewal fee