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Title:
METHOD FOR THE RECOVERY OF ALUMINIUM FROM ALUMINIUM SCRAP, AND MULTICHAMBER MELTING FURNACE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/117466
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the recovery of aluminium from aluminium scrap with adhering organic deposits in a multichamber melting furnace (1), at least comprising the following method steps: - batchwise charging of the hearth (7) of the scrap chamber (2) with aluminium scrap (6), - thermal pre-treatment of the aluminium scrap (6) in a scrap chamber (2) during a first pre-treatment phase at a specified first temperature and in an atmosphere which is substantially free of oxygen in order to transform the organic deposits adhering to the aluminium scrap into a pyrolysis gas, - thermal pre-treatment of the aluminium scrap (6) in the scrap chamber (2) during a second pre-treatment phase at a specified second temperature, wherein the scrap chamber (2) is heated up to the spontaneous ignition temperature of the pyrolysis gas, wherein at least one air stream (L) is provided in the scrap chamber (2) in order to produce an ignitable sub-stoichiometric pyrolysis-gas/combustion-air mixture, which is made to react in the scrap chamber (2) in a combustion process, and - transferring the atmosphere from the scrap chamber (2) to a post-combustion process. The invention also relates to a corresponding multichamber melting furnace.

Inventors:
GÜLTEKIN RUKIYE (DE)
SCHRÖDER DOMINIKUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/083252
Publication Date:
June 09, 2022
Filing Date:
November 26, 2021
Export Citation:
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Assignee:
LOI THERMPROCESS GMBH (DE)
International Classes:
C22B7/00; C22B21/00; F27B3/04
Domestic Patent References:
WO1992001074A11992-01-23
Foreign References:
EP0787810A11997-08-06
US20010028136A12001-10-11
US4060408A1977-11-29
Attorney, Agent or Firm:
HARLACHER, Mechthild (DE)
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Claims:
Patentansprüche Verfahren zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott, der organische Anhaftungen aufweist, in einem Mehrkammer-Schmelzofen (1) , mit einer Schrottkammer (2) , die zur Aufnahme von Schmelze eingerichtet ist, wobei die Schrottkammer (2) einen mit dem Aluminiumschrott (6) chargenweise beladbaren Herd (7) aufweist, der sich oberhalb des Niveaus (N) der Schmelze befindet und wobei sich in der Wandung (4) der Schrottkammer (2) eine Beladetür (5) befindet und mit mindestens einer Heizkammer (3) , die zur Aufnahme von Schmelze eingerichtet ist und die mindestens eine Verbrennungseinrichtung (9) aufweist, zumindest mit den folgenden Verfahrensschritten:

- chargenweises Beladen des Herds (7) der Schrottkammer (2) mit Aluminiumschrott (6) ,

- thermische Vorbehandlung des Aluminiumschrotts (6) in der Schrottkammer (2) während einer ersten Vorbehandlungsphase bei einer vorgegebenen ersten Temperatur und in einer Atmosphäre, die frei von Sauerstoff ist, um die organischen Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott in ein Pyrolysegas zu überführen,

- thermische Vorbehandlung des Aluminiumschrotts (6) in der Schrottkammer (2) während einer zweiten Vorbehandlungsphase bei einer vorgegebenen zweiten Temperatur, wobei die Schrottkammer (2) auf die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases aufgeheizt wird, wobei in der Schrottkammer (2) mindestens ein Luftstrom (L) bereitgestellt wird, um ein zündfähiges unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Verbren- nungsluf t-Gemisch zu erzeugen, welches in der Schrottkammer (2) in einem Verbrennungsprozess zur Reaktion gebracht wird und - Überführen der Atmosphäre aus der Schrottkammer (2) zu einer Nachverbrennung. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der zweiten Vorbehandlungsphase der Luftstrom (L) derart bereitgestellt wird, dass ein Pyrolysegas/Verbrennungsluf t-Gemisch mit einer Luftzahl (X) im Bereich von 0,3 bis 0, 6, vorzugsweise 0,5, erreicht wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze zwischen der Heizkammer (3) und der Schrottkammer (2) rezirkuliert, um die Schmelze in der Schrottkammer (2) aufzuheizen. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der zweiten Vorbehandlungsphase zusätzlich folgender Verfahrensschritt ausgeführt wird: - wenn die Temperatur in der Schrottkammer (2) geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases, Erzeugen mindestens einer Flamme in der Schrottkammer, mittels eines Brenners (15a, 15b, 15a', 15b') , dem Brennstoff und Verbrennungsluft zugeführt werden. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Atmosphäre aus der Schrottkammer (2) in die Heizkammer (3) zur Nachverbrennung überführt wird und dass vorzugsweise die Verbrennungseinrichtung (9) in der Heizkammer (3) mit Luftüberschuss betrieben wird. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Sensors (26) in einem Abgasauslass (10) der Heizkammer (3) ein Kennwert für das Mischungsverhältnis des Gas/Luf t-Gemisches in der Heizkammer (3) gemessen und in Abhängigkeit von der Abweichung des gemessenen Kennwerts von einem Sollwert ein Signal zur Zuführung von mehr oder weniger Brennstoff und/oder Verbrennungsluft zu der Verbrennungseinrichtung (9) , erzeugt wird . Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem gemessenen Kennwert, vorzugsweise dem Sauerstoff gehalt oder aus dem Signal in Abhängigkeit von der Abweichung des gemessenen Kennwerts vom Sollwert eine Stellgröße zum Bereitstellen und/oder Beenden der Bereitstellung des Luftstroms (L) in der Schrottkammer (2) und/oder zum Erzeugen der Flamme in der Schrottkammer (2) abgeleitet wird. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Vorbehandlungsphase der Luftstrom (L) bereitgestellt wird, indem der Luftstrom (L) zwischen Beladetür (5) und Aluminiumschrott (6) in die Schrottkammer (2) gerichtet wird oder indem von sich gegenüber liegenden Wänden (4a, 4b) der Schrottkammer (2) aus je ein Luftstrom (L) zwischen Beladetür (5) und Aluminiumschrott (6) in die Schrottkammer (2) gerichtet wird . Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flamme neben dem in der Schrottkammer (2) bereitgestellten Luftstrom (L) erzeugt wird und dass vorzugsweise der Abstand zwischen Flamme und Luftstrom (L) so gewählt wird, dass die Flamme den Luftstrom (L) erwärmt und dass vorzugsweise die Flamme und der Luftstrom (L) in gleicher Art und Weise in die Schrottkammer (2) gerichtet werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom (L) in der Schrottkammer mittels des Brenners (15a', 15b) bereitgestellt wird, der mit Luftüberschuss betrieben wird, wenn die Temperatur in der Schrottkammer (2) geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases und/oder dessen Brennstoff zufuhr unterbrochen und dessen Verbrennungsluftzufuhr so reduziert wird, dass in der Schrottkammer ein unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Verbrennungs- luft-Gemisch erzeugt wird, wenn die Temperatur in der Schrottkammer (2) die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases erreicht hat oder diese übersteigt. Mehrkammer-Schmelzofen zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott, der organische Anhaftungen aufweist, umfassend :

- eine Schrottkammer (2) , die zur Aufnahme von Schmelze eingerichtet ist, wobei die Schrottkammer (2) einen mit dem Aluminiumschrott (6) chargenweise beladbaren Herd (7) aufweist, der sich oberhalb des Niveaus (N) der Schmelze befindet und wobei in der Wandung (4) der Schrottkammer eine Beladetür (5) angeordnet ist, wobei die Schrottkammer (2) zur thermischen Vorbehandlung des Aluminiumschrotts (6) 30 eingerichtet ist und wobei während einer ersten Vorbehandlungsphase, bei einer vorgegebenen ersten Temperatur in einer Atmosphäre, die frei von Sauerstoff ist, die organischen Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott (6) in ein Pyrolysegas überführbar sind,

- mindestens eine Heizkammer (3) , die zur Aufnahme von Schmelze (8) eingerichtet ist und die mindestens eine Verbrennungseinrichtung (9) aufweist,

- mindestens einen Lufteinlass (13a, 13b) in der Wandung der Schrottkammer zur Bereitstellung mindestens eines Luftstroms (L) in der Schrottkammer (2) während einer zweiten Vorbehandlungsphase bei einer vorgegebenen zweiten Temperatur, wobei die Schrottkammer (2) auf die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases aufheizbar ist,

- eine Steuer-/Regeleinheit (14) , die dazu eingerichtet ist, den Luftstrom (L) in der Schrottkammer (2) derart bereitzustellen, dass in der Schrottkammer (2) ein zündfähiges unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Verbrennungsluf t-Ge- misch entsteht, welches in der Schrottkammer (2) in einem Verbrennungsprozess zur Reaktion bringbar ist und

- einen Atmosphären-Auslass (20) in der Wandung der Schrottkammer zum Abführen der Atmosphäre aus der Schrottkammer zu einer Nachverbrennung. Mehrkammer-Schmelzofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der Schrottkammer (2) und Heizkammer (3) eine Trennwand (11) befindet und dass die Trennwand (11) mindestens eine Öffnung (12) zur Rezirkulation der Schmelze zwischen der Heizkammer (3) und der Schrottkammer (2) aufweist und/oder dass der Atmosphären-Auslass (20) als Verbindungsleitung zwischen der Schrottkammer (2) und der Heizkammer (2) ausgebildet ist, um die Atmosphäre aus der Schrottkammer (2) in die Heizkam- 31 mer (3) zur Nachverbrennung zu überführen und dass vorzugsweise die Verbrennungseinrichtung (9) mit Luftüberschuss betreibbar ist, um der Atmosphäre die Verbrennungsluft für die Nachverbrennung mittels der Verbrennungseinrichtung (9) zuzuführen . Mehrkammer-Schmelzofen nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrottkammer (2) mindestens einen Brenner (15a, 15b, 15a', 15b') aufweist, dem Brennstoff mittels einer Brennstoff Zuführung (22a, 22b) und Verbrennungsluft mittels einer Verbrennungsluftzuführung

(23a, 23b) zugeführt werden und das der Brenner (15a, 15b, 15a', 15b') vorzugsweise eingerichtet ist, den Verbrennungsprozess des Pyrolysegas/Luf t-Gemisches mittels einer Flamme einzuleiten, wenn die Temperatur in der Schrottkammer geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases . Mehrkammer-Schmelzofen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass (13a, 13b) als Luftlanze ausgebildet ist und/oder dass der Brenner (15a, 15b) neben dem Lufteinlass (13a, 13b) angeordnet ist, dass vorzugsweise der Abstand zwischen dem Lufteinlass (13a, 13b) und dem Brenner (15a, 15b) so gewählt ist, dass die Flamme des Brenners (15a, 15b) den Luftstrom (L) aus dem Lufteinlass (13a, 13b) erwärmt und dass vorzugsweise der Brenner (15a, 15b) und der Lufteinlass (13a, 13b) in gleicher Art und Weise in die Schrottkammer (2) zwischen Beladetür (5) und Aluminiumschrott (6) gerichtet sind. Mehrkammer-Schmelzofen nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (15a', 15b') den Lufteinlass (13a, 13b) bildet und dass die Steuer-/Re- geleinheit (14) eingerichtet ist, den Brenner (15a', 15b') 32 mit Luftüberschuss zu betreiben, wenn die Temperatur in der Schrottkammer (2) geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases und/oder die Brennstoff zufuhr zu dem Brenner (15a', 15b') zu unterbrechen und dessen Verbrennungsluftzufuhr zu reduzieren, wenn die Temperatur in der Schrottkammer (2) die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases erreicht hat oder diese übersteigt. Mehrkammer-Schmelzofen nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an die Schrottkammer (2) mindestens ein Umwälzkanal (16a, 16b) mit einer Eintrittsöffnung (18a, 18b) und einer Austrittsöffnung angeschlossen ist, um die Atmosphäre innerhalb der Schrottkammer (2) umzuwälzen, vorzugsweise mittels eines Ventilators (17a, 17b) und dass sich vorzugsweise die Austrittsöffnung (19a, 19b) in der Wandung (4) der Schrottkammer (2) zwischen der Beladetür (5) und dem Herd (7) befinden und dass vorzugsweise der Lufteinlass (13a, 13b) und/oder der Brenner (15a, 15b, 15a', 15b') innerhalb der Austrittsöffnung (19a, 19b) angeordnet ist bzw. sind und/oder dass der Brenner (15a, 15b, 15a', 15b') derart eingerichtet ist, dass dessen Austrittsgeschwindigkeit zwischen 60m/s und 130m/s beträgt und/oder dass der Lufteinlass (13a, 13b) derart eingerichtet ist, dass die Austrittsgeschwindigkeit des Luftstroms zwischen 30m/s und 60m/s beträgt.

Description:
Verfahren zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott sowie Mehrkammer-Schmelzofen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott, der organische Anhaftungen aufweist, in einem Mehrkammer-Schmelzofen, mit einer Schrottkammer, die zur Aufnahme von Schmelze eingerichtet ist, wobei die Schrottkammer einen mit dem Aluminiumschrott chargenweise beladbaren Herd aufweist, der sich oberhalb des Niveaus (N) der Schmelze befindet und wobei in der Wandung der Schrottkammer eine Beladetür angeordnet ist und mit mindestens einer Heizkammer, die zur Aufnahme von Schmelze eingerichtet ist und die mindestens eine Verbrennungseinrichtung aufweist, zumindest mit den folgenden Verfahrensschritten:

- chargenweises Beladen des Herds (7) der Schrottkammer (2) mit Aluminiumschrott (6) ,

- thermische Vorbehandlung des Aluminiumschrotts (6) in der Schrottkammer (2) während einer ersten Vorbehandlungsphase bei einer vorgegebenen ersten Temperatur und in einer Atmosphäre, die frei von Sauerstoff ist, um die organischen Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott in ein Pyrolysegas zu überführen.

Ferner betrifft die Erfindung einen Mehrkammer-Schmelzofen zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott, der organische Anhaftungen aufweist, umfassend:

- eine Schrottkammer , die zur Aufnahme von Schmelze eingerichtet ist, wobei die Schrottkammer einen mit dem Aluminiumschrott chargenweise beladbaren Herd aufweist, der sich oberhalb des Niveaus (N) der Schmelze befindet und wobei in der Wandung der Schrottkammer eine Beladetür angeordnet ist, wobei die Schrottkammer zur thermischen Vorbehandlung des Aluminiumschrotts eingerichtet ist und wobei während einer ersten Vorbehandlungsphase, bei einer vorgegebenen ersten Temperatur in einer Atmosphäre, die frei von Sauerstoff ist, die organischen Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott in ein Pyrolysegas überführbar sind und

- mindestens eine Hei zkammer, die zur Aufnahme von Schmel ze eingerichtet ist und die mindestens eine Verbrennungseinrichtung aufweist .

Unter einem Mehrkammer-Schmel zofen wird eine Schmel zofenanlage mit mehreren voneinander getrennten Kammern verstanden . Die einzelnen Kammern können räumlich voneinander getrennt sein o- der in einem einzigen Ofengehäuse bzw . einer gemeinsamen Wandung ausgebildet sein . Ein an sich bekannter Zweikammerofen weist zwei Kammern auf und zwar eine Schrottkammer , in der Aluminiumschrott chargenweise zur thermischen Vorbehandlung eingebracht wird und eine Hei zkammer zum Behei zen der in der Hei zkammer befindlichen Schmel ze .

In der Hei zkammer wird die für das Schmel zen in beiden Kammern erforderliche Wärme mittels mindestens einer Verbrennnungsein- richtung bereitgestellt . In der Regel werden mehrere Brenner, insbesondere Gasbrenner, eingesetzt . In die Schrottkammer wird zumindest ein Teil der für die Vorbehandlung erforderliche Wärme durch einen rezirkulierenden Strom aus Schmel ze und Atmosphärenaustausch aus der Hei zkammer eingebracht .

Bei dem Aluminiumschrott kann es sich beispielsweise um Dosenschrott handelt . Bei Dosenschrotten handelt es sich entweder um gebrauchte Getränkedosen aus Aluminium oder um Rücklaufmaterial aus der industriellen Fertigung . Bei dem Aluminiumschrott kann es sich aber auch um beliebigen anderen Schrott handeln, der eingeschmol zen werden soll , z . B . in Form von Schredder-Material , Profilen oder sonstigen Rücklauf schrotten .

Aluminiumschrott ist häufig verunreinigt bzw . weist an der Oberfläche einen Anteil an organischer Kontamination auf . Der Aluminiumschrott kann mit Ölen, Fetten, Lacken, Beschichtungen oder anderen organischen Kontaminierungen behaftet sein . Die Anhaftungen, z. B. die Beschichtungen von Getränkedosen, bestehen in der Regel aus langkettigen Kohlenwasserstoffverbindungen .

Aus der Praxis ist bekannt, Aluminiumschrotte einer thermischen Vorbehandlung zu unterziehen, um die Anhaftungen soweit wie möglich zu entfernen. Aufgrund der praktischen Umsetzbarkeit hat sich die thermische Vorbehandlung in Form einer Pyrolyse durchgesetzt.

Während einer ersten Vorbehandlungsphase, bei einer vorgegebenen ersten Temperatur in einer Atmosphäre, die frei von Sauerstoff ist, d. h. deren Sauerstoff gehalt so gering ist, dass für das Oxidieren von Aluminium kein freier Sauerstoff zur Verfügung steht, werden die organische Anhaftungen zu einem großen Teil pyrolysiert.

Nach der Vorbehandlung weist der Schrott jedoch noch organische Anhaftungen an der Oberfläche auf und zwar weniger volatile Anhaftungen, wie z. B. in Form von elementarem Kohlenstoff. Werden diese Anhaftungen in den Schmelzprozess in der Heizkammer eingebracht, reagiert der Kohlenstoff mit dem Aluminium zur Aluminiumkarbit . Reste von nicht pyrolysierten Anhaftungen reagieren mit der Schmelze und führen zur Krätzebildung. Dies führt zu einem Metallverlust.

Mit anderen Worten führen Wechselwirkungen zwischen organischen Anhaftungen und Schmelze zu hohen Metallverlusten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, hier Abhilfe vorzusehen und eine Möglichkeit zu schaffen, Krätzebildung bei der Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott in einem Mehrkammer-Schmelzofen zu vermeiden und die Metallausbeute zu erhöhen . Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Verfahrensschritten nach Anspruch 1 und einen Mehrkammer-Schmel zofen mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst .

Das erfindungsgemäße Verfahren weist zumindest die folgenden Schritte auf :

- chargenweises Beladen des Herds der Schrottkammer mit Aluminiumschrott ,

- thermische Vorbehandlung des Aluminiumschrotts in der Schrottkammer während einer ersten Vorbehandlungsphase bei einer vorgegebenen ersten Temperatur und in einer Atmosphäre , die frei von Sauerstof f ist , um die organischen Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott in ein Pyrolysegas zu überführen,

- thermische Vorbehandlung des Aluminiumschrotts in der Schrottkammer während einer zweiten Vorbehandlungsphase bei einer vorgegebenen zweiten Temperatur, wobei die Schrottkammer auf die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases aufgehei zt wird, wobei in der Schrottkammer mindestens ein Luftstrom bereitgestellt wird, um ein zündfähiges unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Verbrennungsluf t-Gemisch zu erzeugen, welches in der Schrottkammer in einem Verbrennungsprozess zur Reaktion gebracht wird und

- Überführen der Atmosphäre aus der Schrottkammer zu einer Nachverbrennung .

Die Verfahrensschritte werden in der dargestellten Reihenfolge durchgeführt . Einzelne oder mehrere der Verfahrensschritte können j edoch auch zeitgleich, nacheinander und/oder zumindest teilweise parallel durchgeführt werden .

Das chargenweises Beladen des Herds der Schrottkammer mit Aluminiumschrott erfolgt vorzugsweise mittels einer speziellen Chargier-Maschine , insbesondere mittels einer zum Schmel zofen hin abgedichteten Chargier-Maschine , so dass während des Bela- dens der Eintrag von Sauerstoff in die Schrottkammer weitgehend vermieden wird. Falls Sauerstoff während des Beladens in die Schrottkammer eingetragen werden sollte, wird dieser während, vorzugsweise am Ende des Verfahrensschritts des Beladens beseitigt, vorzugsweise mittels eines kurzzeitigen Verbrennungsschritts .

Mit anderen Worten wird vor dem zweiten Vorbehandlungsphase zusätzlich folgender Verfahrensschritt ausgeführt:

- Verbrennen des beim Beladen in die Schrottkammer eingetragenen Sauerstoffs.

Erfahrungsgemäß ist eine Verbrennung zwischen ca. 30 Sekunden und zwei Minuten ausreichend, um beim Beladen in die Schrottkammer eingetragenen Sauerstoff weitgehend zu eliminieren. Danach beginnt die erste Vorbehandlungsphase.

Während einer ersten Vorbehandlungsphase bei einer vorgegebenen ersten Temperatur werden die organischen Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott mittels einer Pyrolyse in ein Pyrolysegas überführen .

Die erste Vorbehandlungsphase findet bei einer ersten Temperatur, die bis ca. 550°C beträgt, in einer Atmosphäre statt, die keinen freien Sauerstoff enthält, d. h. deren Sauerstoff gehalt so gering ist, dass eine Oxidation des Aluminiumschrotts während der Vorbehandlung vermieden wird.

Die Schmelztemperatur von Aluminium liegt abhängig von der Legierung zwischen 600 und 650°C und damit oberhalb der Pyroly- sierungs-Temperatur , die maximal 550°C beträgt.

Während der zweiten Vorbehandlungsphase wird die Schrottkammer mindestens auf die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases aufgeheizt, die ca. 750°C beträgt. Die vorgegebene zweite Temperatur beträgt ca 850°C. Vorzugsweise beträgt die zweite Temperatur zwischen 750°C und 900°C. Der in die Schrottkammer eingebrachte Luftstrom liefert den für eine unterstöchiometrische Verbrennungsreaktion notwendigen Sauerstoff. Das Pyroly- segas/Luf t-Gemisch wird unterstöchiometrisch zur Reaktion gebracht, um eine Oxidation des Aluminiumschrotts zu vermeiden. Bei der Reaktion werden diejenigen Kohlenwasserstoffe weitgehend eliminiert, die in Form von Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott mit der Schmelze reagieren und zu Krätzebildung führen würden.

Nach der zweiten Vorbehandlungsphase wird der Aluminiumschrott in der flüssigen Schmelze, die den Herd umgibt, eingeschoben und geschmolzen.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass Metallverlust bei dem Schmelzprodukt vermieden wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und des Mehrkammer-Schmelzofens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale können in beliebiger technologisch sinnvoller Art und Weise miteinander kombiniert werden und weitere Ausge staltungen der Erfindung definieren.

Vorzugsweise wird während der zweiten Vorbehandlungsphase der Luftstrom derart bereitgestellt, dass ein Pyrolysegas/Verbren- nungsluf t-Gemisch mit einer Luftzahl (X) im Bereich von 0,3 bis 0, 6, vorzugsweise 0,5, erreicht wird. Dazu wird eine Steuer-/Regeleinheit verwendet.

Vorzugsweise rezirkuliert die Schmelze zwischen der Heizkammer und der Schrottkammer , um die Schmelze in der Schrottkammer aufzuheizen .

Durch die Rezirkulation der Schmelze zwischen der Heizkammer und der Schrottkammer wird die Schmelze, die in der Heizkammer mittels der Verbrennungseinrichtung beheizt wird, in die Schrottkammer eingebracht und dient dort zur Erwärmung des nach der zweiten Vorbehandlungsphase in die Schmel ze geschobenen Schrotts bis dieser eingeschmol zen ist .

Für die Rezirkulation könnte eine Kreisleitung zwischen Hei zkammer und Schrottkammer eingesetzt werden . Vorteilhafterweise wird die Schmel ze mittels einer Leitung, in der sich eine Pumpe befindet , von der Hei zkammer in die Schmel zkammer gefördert . Alternativ kann ein Rührer für die Zirkulation der Schmel ze zwischen den Kammern sorgen, wenn geeignete Öf fnungen in der Zwischenwand im Bereich der Schmel ze vorgesehen werden .

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet , dass während der zweiten Vorbehandlungsphase zusätzlich folgender Verfahrensschritt ausgeführt wird :

- wenn die Temperatur in der Schrottkammer geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases , Erzeugen mindestens einer Flamme in der Schrottkammer , mittels eines Brenners , dem Brennstof f und Verbrennungsluft zugeführt werden .

Der Brenner dient dazu, eine Zündung des Luf t/Pyrolysegas-Ge- misches zu bewirken, wenn die Temperatur in der Schrottkammer geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases . Wenn die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases in der Schrottkammer erreicht ist , wird der Brenner abgeschaltet , weil die Reaktion zwischen dem Sauerstof f aus dem Luftstrom und dem Pyrolysegas ohne Zündquelle abläuft .

Eine wesentliche Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet , dass die Atmosphäre aus der Schrottkammer in die Hei zkammer zur Nachverbrennung überführt wird und dass vorzugsweise die Verbrennungseinrichtung mit Luftüberschuss betrieben wird . Folglich ist die Luftzahl (X) , welche die tatsächlich zur Verfügung stehende Luftmasse ins Verhältnis zur notwendigen Luftmasse setzt , die theoretisch für eine vollständige Verbrennung benötigt wird, größer als 1 , 0 . Mit anderen Worten wird die Verbrennungseinrichtung überstöchiometrisch betrieben, um die Verbrennungsluft für die brennbaren Anteile der Atmosphäre aus der Schrottkammer zur Verfügung zu stellen . Somit wird der Atmosphäre die Verbrennungsluft für die Nachverbrennung auf einfache Art und Weise mittels der Verbrennungseinrichtung zugeführt .

Der Aluminiumschrott weist unterschiedlich große Mengen an organischen Anhaftungen auf . Bei großen Mengen an Anhaftungen besteht die Gefahr, dass die Nachverbrennung in der Hei zkammer überlastet wird . Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Überlastung der Nachverbrennung in der Hei zkammer vermieden, weil ein Teil der Kohlenwasserstof fe bereits während der zweiten Vorbehandlungsphase in der Schrottkammer verbrannt wird . Es ist weiterhin von Vorteil , dass die Verbrennungsreaktion während der zweiten Vorbehandlungsphase eine Erwärmung, insbesondere eine gleichmäßige Erwärmung der Charge an Aluminiumschrott bewirkt .

Vorzugsweise wird mittels eines Sensors in einem Abgasauslass der Hei zkammer ein Kennwert für das Mischungsverhältnis bzw . die Luftzahl des Gas/Luf t-Gemisches in der Hei zkammer gemessen und in Abhängigkeit der Abweichung des Messwerts des Kennwerts von einem Sollwert ein Signal zur Zuführung von mehr oder weniger Brennstof f und/oder Verbrennungsluft zu der Verbrennungseinrichtung erzeugt , vorzugsweise unter Verwendung eine Steuer-/Regeleinheit .

Aus dem Kennwert lassen sich Rückschlüsse auf den Verbrennungsverlauf ziehen . Falls der Anteil von Kohlenwasserstof fen in der Atmosphäre , die der Hei zkammer zur Nachverbrennung zugeführt wird, extrem hoch sein sollte , könnte die Brennstof fzufuhr zu der Verbrennungseinrichtung auch komplett unterbrochen werden, so dass nur noch Verbrennungsluft aus der Verbrennungseinrichtung strömt . Aus dem gemessenen Kennwert könnte im Rahmen der Erfindung, vorzugsweise mittels der Steuer-/Regeleinheit , eine Stellgröße zum Bereitstellen und/oder Beenden der Bereitstellung des Luftstroms in der Schrottkammer erzeugt werden .

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass aus dem gemessenen Kennwert oder aus dem Signal in Abhängigkeit der Abweichung des gemessenen Kennwerts vom Sollwert , vorzugsweise mittels der Steuer-/Regeleinheit , eine Stellgröße zum Bereitstellen und/oder Beenden der Bereitstellung des Luftstroms in der Schrottkammer und/oder zum Erzeugen der Flamme in der Schrottkammer abgeleitet wird .

Vorzugsweise wird mittels des Sensors der Sauerstof f gehalt des Abgases gemessen . Alternativ könnten auch andere Kenngrößen für das Mischungsverhältnis des Gas/Luf t-Gemisches in der Hei zkammer gemessen werden .

Das Verfahren nach der Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet , dass in der zweiten Vorbehandlungsphase der Luftstrom bereitgestellt wird, indem der Luftstrom zwischen Beladetür und Aluminiumschrott in die Schrottkammer gerichtet wird oder indem von sich gegenüberliegenden Wänden der Schrottkammer aus j e ein Luftstrom zwischen Beladetür und Aluminiumschrott in die Schrottkammer gerichtet wird .

Der Bereich zwischen Beladetür und der Aluminiumschrott-Charge ist der kälteste Bereich in der Schrottkammer . Aufgrund der Reaktion des Pyrolysegases mit dem Sauerstof f aus dem in diesen Bereich gerichteten Luftstrom wird die Temperatur in diesem Bereich so angehoben, dass die Anhaftungen, die sich noch auf dem Aluminiumschrott befinden, gleichmäßig in den gas förmigen Zustand überführt und verbrannt werden können . Vorzugsweise wird die Flamme neben dem in der Schrottkammer bereitgestellten Luftstrom erzeugt , wobei vorzugsweise der Abstand zwischen Flamme und Luftstrom so gewählt wird, dass die Flamme den Luftstrom erwärmt und wobei vorzugsweise die Flamme und der Luftstrom in gleicher Art und Weise in die Schrottkammer gerichtet werden . Mit anderen Worten sind die Flamme und der Luftstrom mit gleicher Richtung in die Schrottkammer gerichtet .

Im Rahmen der Erfindung kann die Atmosphäre innerhalb der Schrottkammer mittels eines Umwäl zkanals , der mit einer Eintrittsöf fnung und einer Austrittsöf fnung an die Schrottkammer angeschlossen ist , vorzugsweise parallel zur Trennwand in der Schrottkammer umgewäl zt werden, vorzugsweise mittels eines Ventilators . Vorzugsweise sind der Luftstrom und/oder die Flamme im Strom der umgewäl zten Atmosphäre in der Austrittsöf fnung zwischen Beladetür und Aluminiumschrott in die Schrottkammer gerichtet .

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Luftstrom in der Schrottkammer mittels des Brenners bereitgestellt wird, der mit Luftüberschuss betrieben wird, wenn die Temperatur in der Schrottkammer geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases und/oder dessen Brennstof f zufuhr unterbrochen und dessen Verbrennungsluftzufuhr so reduziert wird, dass in der Schrottkammer ein unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Verbrennungsluf t- Gemisch erzeugt wird, wenn die Temperatur in der Schrottkammer die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases erreicht hat oder diese übersteigt .

Wenn die Temperatur in der Schrottkammer geringer ist als die

Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases , wird in der

Schrottkammer mittels der Brennstof f zufuhr zu dem Brenner eine Flamme erzeugt . Mit dem Luftüberschuss wird die Verbrennungsluft bereitgestellt , um in der Schrottkammer ein zündfähiges unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Verbrennungsluf t-Gemisch zu erzeugen .

Wenn die Temperatur in der Schrottkammer die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases erreicht hat oder diese übersteigt , wird zu Zündzwecken keine Flamme mehr benötigt . Der Luftstrom, der zur Erzeugung eines zündfähiges unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Verbrennungsluf t-Gemisch in der Schrottkammer bereitgestellt werden muss , wird von der Verbrennungsluftzufuhr zu dem Brenner geliefert und gelangt über den Brenner in die Schrottkammer .

Die Erfindung beinhaltet ferner einen Mehrkammer-Schmel zofen zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott , der organische Anhaftungen aufweist , umfassend :

- eine Schrottkammer , die zur Aufnahme von Schmel ze eingerichtet ist , wobei die Schrottkammer einen mit dem Aluminiumschrott chargenweise beladbaren Herd aufweist , der sich oberhalb des Niveaus der Schmel ze befindet und wobei in der Wandung der Schrottkammer eine Beladetür angeordnet ist , wobei die Schrottkammer zur thermischen Vorbehandlung des Aluminiumschrotts eingerichtet ist und wobei während einer ersten Vorbehandlungsphase , bei einer vorgegebenen ersten Temperatur in einer Atmosphäre , die frei von Sauerstof f ist , die organischen Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott in ein Pyrolysegas überführbar sind,

- mindestens eine Hei zkammer, die zur Aufnahme von Schmel ze eingerichtet ist und die mindestens eine Verbrennungseinrichtung aufweist ,

- mindestens einen Lufteinlass in der Wandung der Schrottkammer zur Bereitstellung mindestens eines Luftstroms in der Schrottkammer während einer zweiten Vorbehandlungsphase bei einer vorgegebenen zweiten Temperatur, wobei die Schrottkammer auf die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases aufhei zbar ist ,

- eine Steuer-/Regeleinheit , die dazu eingerichtet ist , den Luftstrom in der Schrottkammer derart bereitzustellen, dass in der Schrottkammer ein zündfähiges unterstöchiometrisches Pyro- lysegas/Verbrennungsluf t-Gemisch entsteht , welches in der Schrottkammer in einem Verbrennungsprozess zur Reaktion bringbar ist und

- einen Atmosphären-Auslass in der Wandung der Schrottkammer zum Abführen der Atmosphäre aus der Schrottkammer zu einer Nachverbrennung .

Während der ersten Vorbehandlungsphase findet bei der vorgegebenen ersten Temperatur eine Pyrolyse statt . Es handelt sich dabei um einen Umwandlungsprozess , bei dem organische Verbindungen in Abwesenheit von Sauerstof f ( Luftzahl X im Wesentlichen = 0 ) gespalten werden . Mittels des Sauerstof f ausschlusses wird eine Oxidation des Alumiumschrottes verhindert .

Die Atmosphäre ist frei von Sauerstof f . Darunter wird verstanden, dass der Sauerstof f gehalt extrem gering ist , so dass während der ersten Vorbehandlungsphase eine Pyrolyse und keine Oxidation bzw . Verbrennung stattfindet .

Während der zweiten Vorbehandlungsphase wird die Schrottkammer mindestens auf die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases aufgehei zt , die ca . 750 ° C beträgt . Die vorgegebene zweite Temperatur beträgt ca 850 ° C . Vorzugsweise beträgt die zweite Temperatur zwischen 750 ° C und 900 ° C . Der in die Schrottkammer durch den Lufteinlass eingebrachte Luftstrom liefert den für eine unterstöchiometrische Verbrennungsreaktion notwendigen Sauerstof f . Das Pyrolysegas/Luf t-Gemisch wird unterstöchiometrisch zur Reaktion gebracht , um eine Oxidation des Aluminiumschrotts zu vermeiden . Bei der Reaktion werden diej enigen Koh- lenwasserstof f e weitgehend eliminiert , die in Form von Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott mit der Schmel ze reagieren und zu Krätzebildung führen würden, wenn der Aluminiumschrott nach der Vorbehandlung in die flüssige Schmel ze , die den Herd umgibt , eingeschoben und geschmol zen wird .

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist der Mehrkammer-Schmel zofen dadurch gekennzeichnet , dass sich zwischen der Schrottkammer und Hei zkammer eine Trennwand befindet und dass die Trennwand mindestens eine Öf fnung zur Re- zirkulation der Schmel ze zwischen der Hei zkammer und der Schrottkammer aufweist , um die Schmel ze in der Schrottkammer auf zuhei zen . Die Schrottkammer und die Hei zkammer sind in hori zontaler Richtung hintereinander, nebeneinander oder in L- Form zueinander angeordnet und sind durch die Trennwand voneinander getrennt .

Vorzugsweise ist der Atmosphären-Auslass als Verbindungsleitung zwischen der Schrottkammer und der Hei zkammer ausgebildet um die Atmosphäre aus der Schrottkammer in die Hei zkammer zur Nachverbrennung zu überführen und wobei vorzugsweise die Verbrennungseinrichtung mit Luftüberschuss betreibbar ist , um der Atmosphäre die Verbrennungsluft für die Nachverbrennung mittels der Verbrennungseinrichtung zuzuführen . Die Verbindungsleitung zwischen der Schrottkammer und der Hei zkammer weist vorzugsweise ein Gebläse/Ventilator auf .

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Schrottkammer mindestens einen Brenner auf , dem Brennstof f mittels einer Brennstof f Zuführung und Verbrennungsluft mittels einer Verbrennungsluftzuführung zugeführt werden und wobei der Brenner eingerichtet ist , den Verbrennungsprozess des Pyrolysegas/Luf t-Gemisches mittels einer Flamme einzuleiten, wenn die

Temperatur in der Schrottkammer geringer ist als die Selbst- ent Zündungstemperatur des Pyrolysegases . Damit kann die Verbrennungsreaktion zu einem möglichst frühen Zeitpunkt eingeleitet und somit der Prozess beschleunigt werden .

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist der Mehrkammer-Schmel zofen dadurch gekennzeichnet , dass der Lufteinlass als Luftlanze ausgebildet ist und/oder dass der Brenner neben dem Lufteinlass angeordnet ist , dass vorzugsweise der Abstand zwischen dem Lufteinlass und dem Brenner so gewählt ist , dass die Flamme des Brenners den Luftstrom aus dem Lufteinlass erwärmt und dass vorzugsweise der Brenner und der Lufteinlass in gleicher Art und Weise in die Schrottkammer zwischen Beladetür und Aluminiumschrott gerichtet sind .

Anders ausgedrückt werden die Flamme aus dem Brenner und der Luftstrom aus dem Lufteinlass in Form einer Luftlanze in gleicher Richtung in die Schrottkammer gerichtet .

Vorzugsweise ist ausgehend von sich gegenüberliegenden Wänden der Schrottkammer j e eine Luftlanze in die Schrottkammer zwischen Beladetür und Aluminiumschrott gerichtet . Diese Aus führungs form hat sich als besonders ef fektiv herausgestellt . Die Anordnung sollte so gewählt werden, dass die Flamme und der Luftstrom nicht auf den Schrott , sondern daneben gerichtet sind .

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Brenner den Lufteinlass bildet und dass die Steuer-/Regeleinheit eingerichtet ist , den Brenner mit Luftüberschuss zu betreiben, wenn die Temperatur in der Schrottkammer geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases und/oder um die Brennstof f zufuhr zu dem Brenner zu unterbrechen und dessen Verbrennungsluftzufuhr zu reduzieren, wenn die Temperatur in der Schrottkammer die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases erreicht hat oder diese übersteigt . Dazu weisen die Brennstof f Zuführung und die Verbrennungsluftzuführung entsprechende Stellorgane auf .

Wenn die Temperatur in der Schrottkammer geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases wird mittels des Brenners eine Flamme in der Schrottkammer erzeugt . Der Brenner wird mit Luftüberschuss betrieben, um mit dem Luftüberschuss den Luftstrom bereitzustellen, der in der Schrottkammer benötigt wird, um ein zündfähiges unterstöchiometrisches Pyrolyse- gas/Verbrennungsluf t-Gemisch zu erzeugen .

Wenn die Temperatur in der Schrottkammer die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases erreicht hat , wird zwecks Zündung keine Flamme mehr benötigt . Folglich wird die Brennstof f zufuhr zu dem Brenner unterbrochen . Weil dem Brenner kein Brennstof f mehr zugeführt wird, kann die Verbrennungsluftzufuhr entsprechend verringert werden, so dass nur noch so viel Verbrennungsluft zugeführt wird, um ein zündfähiges unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Verbrennungsluf t-Gemisch in der Schrottkammer zu erzeugen .

Eine bevorzugte Aus führungs form ist dadurch gekennzeichnet , dass an die Schrottkammer mindestens ein Umwäl zkanal angeschlossen ist , um die Atmosphäre innerhalb der Schrottkammer umzuwäl zen, vorzugsweise mittels eines Ventilators , dass sich die Einlassöf fnung des Umwäl zkanals in der Wandung der Schrottkammer benachbart zu der Trennwand und die Austrittsöf fnung des Umwäl zkanals vorzugsweise in der Wandung der Schrottkammer zwischen der Beladetür und dem Herd befinden und dass vorzugsweise der Lufteinlass und/oder der Brenner innerhalb der Austrittsöf fnung angeordnet ist bzw . sind .

Vorzugsweise ist der als Luftlanze ausgebildete Lufteinlass so gestaltet , dass die Luftaustrittsgeschwindigkeit relativ hoch ist , um so eine gleichmäßige Verteilung der Luft im Bereich zwischen der Beladetür und der Charge mit Aluminiumschrott zu erhalten . Die Austrittsgeschwindigkeit aus dem Brenner ist ebenfalls hoch, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung zwischen der Tür und der Schrottcharge zu erhalten . Vorzugsweise beträgt die Austrittsgeschwindigkeit des Brenners zwischen 60m/ s und 130m/ s und/oder die Austrittsgeschwindigkeit des Luftstroms aus dem Lufteinlass zwischen 30m/ s und 60m/ s .

Die Erfindung, weitere Vorteile sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand bevorzugter Aus führungs formen beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert . Die Erfindung soll durch die gezeigten Aus führungsbeispiele nicht eingeschränkt werden . Es ist auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Merkmale mit anderen Merkmalen aus anderen Figuren und/oder der Beschreibung zu kombinieren .

Es zeigen in schematischer Darstellung :

Figur 1 einen Mehrkammer-Schmel zofens zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott in einer Schnittdarstellung von oben;

Figur 2 den Mehrkammer-Schmel zofen aus Figur 1 in einer seitlichen Schnittdarstellung;

Figur 3 den Mehrkammer-Schmel zofen aus Figur 1 in einer stirnseitigen Schnittdarstellung;

Figur 4 eine weitere Aus führungs form des erfindungsgemäßen Mehrkammer-Schmel zofens in einer Schnittdarstellung von oben;

Figur 5 eine weitere Aus führungs form des erfindungsgemäßen Mehrkammer-Schmel zofens in einer seitlichen Schnittdarstellung . In allen Figuren haben gleiche Bauteile gleiche Bezugsziffern. Die Figur 1 zeigt in einer Schnittdarstellung, von oben gesehen, einen als Zweikammer-Schmelzofen ausgebildeten Mehrkammer-Schmelzofen 1 zur Rückgewinnung von Aluminium aus Aluminiumschrott, der organische Anhaftungen aufweist. Figur 2 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung und Figur 3 eine Schnittdarstellung über die Breite des Mehrkammer-Schmelzofens von der Stirnseite aus gesehen. Es werden nur die Bestandteile des Mehrkammer-Schmelzofens 1 dargestellt, die für die Erfindung wesentlich sind.

In den Figuren 1 bis 4 ist schematisch dargestellt, dass der Mehrkammer-Schmelzofen 1 eine Schrottkammer 2 und eine Heizkammer 3 mit einer gegenüber der Außenatmosphäre geschlossenen Wandung 4 mit Wänden 4a und 4b aufweist.

Die Schrottkammer ist für eine Vorbehandlung des Aluminiumschrotts vor dem Schmelzen eingerichtet. Die Schrottkammer 2 weist stirnseitig eine verschließbare Beladetür 5 auf, durch die die Schrottkammer 2 chargenweise mit dem Aluminiumschrott 6 beladbar ist. Die Beladetür 5 ist horizontal beweglich und erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der Schrottkammer 2 bzw. des Mehrkammer-Schmelzofens 1. In der Schrottkammer 2 befindet sich ein Herd 7, der mit dem Aluminiumschrott 6 beladen ist. Der Aluminiumschrott 6 ist als Charge zusammengestellt. Der Herd 7 ist zumindest teilweise schräg ausgebildet und grenzt unter Produktionsbedingungen an die flüssige Schmelze 8, wobei der Herd 7 oberhalb des Niveaus N der Schmelze 8 angeordnet ist. Nach der Vorbehandlung wird der Aluminiumschrott manuell in der flüssigen Schmelze 8 eingeschoben und geschmolzen.

Die Heizkammer 3 erstreckt sich, von der Beladetür 5 aus betrachtet, hinter der Schrottkammer 2 über die gesamte Breite des Mehrkammer-Schmelzofens 1. In der Heizkammer 3 befindet sich flüssige Schmelze 8 und weist eine Verbrennungseinrichtung 9 und einen Abgasauslass 10 auf. Die Verbrennungseinrichtung 9 ist als Gasbrenner ausgebildet, der in eine Heizzone 3a oberhalb der Schmelze 8 in der Schmelzkammer gerichtet ist. Es werden mehrere Verbrennungseinrichtungen 9 in Form von Gasbrennern eingesetzt, von denen nur eine Verbrennungseinrichtung 9 in Figur 2 dargestellt ist.

Die Schrottkammer 2 und die Heizkammer 3 sind in Längsrichtung hintereinander angeordnet und sind mittels einer Trennwand 11 voneinander getrennt. Die Kammern können alternativ auch nebeneinander oder in L-Form angeordnet werden. Es kann sich beispielsweise um eine hängende Trennwand handeln. Die Trennwand 11 ragt unter Betriebsverhältnissen in die Schmelze 8 hinein. Die Trennwand 11 weist unterhalb des Niveaus N bzw. der Oberfläche der Schmelze 8 mindestens eine Öffnung 12 bzw. einen Kanal zum Rezirkulieren der Schmelze 8 zwischen der Heizkammer 3 in der Schrottkammer 2 auf, um die Schmelze in der Schrottkammer 2 aufzuheizen und somit die Schrottkammer 2 zu beheizen.

Der Herd 7 der Schrottkammer 2 wird mittels einer nicht dargestellten automatischen Chargier-Maschine oder einem Schaufelradlader chargenweise mit Aluminiumschrott beladen. Hier wird eine Chargier-Maschine eingesetzt, die gegenüber dem Schmelzofen abgedichtet ist, so dass während des Beladens der Eintrag von Sauerstoff in die Schrottkammer weitgehend vermieden wird. Falls sich der Sauerstoff-Eintrag während des Beladens in die Schrottkammer nicht vollständig vermeiden lässt, wird der Sauerstoff vor der ersten Vorbehandlungsphase beseitigt, vorzugsweise mittels eines kurzzeitigen Verbrennungsschritts. Erfahrungsgemäß ist eine Verbrennung zwischen 30 Sekunden und zwei Minuten ausreichend, um Sauerstoff, der während des Beladens in die Schrottkammer eingetragen wird, weitgehend zu beseitigen. Die Schrottkammer 2 wird zunächst mittels Rezirkulation der Schmelze 8 aus der Heizkammer 3 in die Schrottkammer auf eine vorgegebene erste Temperatur vorzugsweise 550°C, aufgeheizt. Die Aufheizung könnte mittels einer geeigneten externen Beheizung beschleunigt werden.

Der Schrottkammer wird während der ersten Vorbehandlungsphase kein Sauerstoff zugeführt. Der Aluminiumschrott wird während der ersten Vorbehandlungsphase bei der vorgegebenen ersten Temperatur in einer reduzierenden Atmosphäre, d. h. einer Atmosphäre, die im Wesentlichen frei von Sauerstoff ist, vorbehandelt, um die organischen Anhaftungen auf dem Aluminiumschrott in ein Pyrolysegas zu überführen.

Unter „frei von Sauerstsoff" wird die Abwesenheit von Sauerstoff verstanden, so dass die Luftzahl X im Wesentlichen = 0 ist. Ein Großteil der Anhaftungen wird während dieser ersten Vorbehandlungsphase in die Gasphase überführt.

In den Wänden 4a, 4b der Schrottkammer 2 befindet sich je ein Lufteinlass 13a, 13b zur Bereitstellung je eines Luftstroms L in der Schrottkammer 2, um in der Schrottkammer in einer zweiten Vorbehandlungsphase ein zündfähiges Pyrolysegas/Luf t-Ge- misch zu erzeugen.

Während der zweiten Vorbehandlungsphase wird das Bereitstellen des Luftstroms L derart gesteuert, dass die Luftzahl des Pyrolysegas/Luf t-Gemisches in der Schrottkammer 2 zwischen 0,3 und 0, 6, vorzugsweise 0,5 beträgt.

Bei den beiden Ausführungsbeispielen ist, ausgehend von sich gegenüberliegenden Wänden 4a und 4b der Wandung 4 der Schrottkammer 2, je ein Lufteinlass 13a, 13b in Form je einer Luftlanze derart angeordnet, dass der Luftstrom L aus jedem Lufteinlass 13a, 13b in die Schrottkammer 2 zwischen Beladetür 5 und Aluminiumschrott 6 gerichtet ist. Damit wird beabsichtigt, den Luftstrom im kältesten Bereich der Schrottkammer 3 in der Nähe des Aluminiumschrotts 6 bereitzustellen, wobei der Luftstrom nicht direkt auf den Aluminiumschrott 6 gerichtet wird, um das Einschmel zen des Metalls und damit Metallabbrand zu vermeiden . Zudem wird eine Vergleichmäßigung der Temperaturverteilung in der Schmel zkammer 3 erreicht .

Während der zweiten Vorbehandlungsphase wird die Schrottkammer 2 auf die Selbst zündtemperatur des Pyrolysegases aufgehei zt . In den Figuren 2 und 3 ist eine Steuer-/Regeleinheit 14 dargestellt , die dazu eingerichtet ist , die Bereitstellung des Luftstroms aus den Luftauslässen 13a, 13b in der Schrottkammer 2 derart zu steuern oder zu regeln, dass in der Schrottkammer 2 ein zündfähiges unterstöchiometrisches Luf t/Pyrolysegas-Ge- misch entsteht , welches in der Schrottkammer 2 in einem Verbrennungsprozess zu einem Verbrennungsgas reagiert . Die unterstöchiometrische Verbrennung stellt sicher, dass keine unerwünschte Oxidation des Aluminiumschrotts erfolgt .

Die Schrottkammer weist an gegenüberliegenden Wänden 4a, 4b j e einen Brenner 15a, 15b auf , um während der zweiten Vorbehandlungsphase den Verbrennungsprozess einzuleiten, wenn die Temperatur in der Schrottkammer 2 geringer ist als die Selbstzündtemperatur des Pyrolysegases . Diese Brenner werden eingesetzt , um Sauerstof f , der eventuell während des Beladens in die Schrottkammer eingetragen wird, während oder unmittelbar nach dem Beladen mittels einer Verbrennungsreaktion aus der Schrottkammer zu entfernen, bevor die erste Vorbehandlungsphase beginnt . Der Schrottkammer wird mittels der Brenner nur so viel Brennstof f zugeführt , bis mit dem in der Schrottkammer vorhandenen Sauerstof f ein zündfähiges Gemisch entsteht , welche zur Zündung gebracht wird .

Jeder Brenner 15a, 15b ist neben einem Lufteinlass 13a, 13b zugeordnet . Vorzugsweise ist der Abstand zwischen j e einem Lufteinlass 13a, 13b und einem Brenner 15a, 15b so gering, dass jeweils die Flamme des Brenners den benachbarten Luftstrom L aus dem Lufteinlass erwärmt. Benachbarte Brenner und Luftauslässe sind in die gleiche Richtung, vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander, in die Schrottkammer 2 gerichtet. Die Austrittsgeschwindigkeit der Luftströme L aus den Luftauslässen 13a, 13b beträgt zwischen 30m/s und 60m/s. Damit wird sichergestellt, dass eine optimale Mischung von Luft und den brennbaren Bestandteilen des Pyrolysegases erreicht wird. Die Austrittsgeschwindigkeit der Brenner 15a, 15b beträgt zwischen 60m/s und 130m/s.

Bei der Aus führungs form nach Figur 4 ist dargestellt, dass die Schrottkammer 2 beidseitig je einen Umwälzkanal 16a, 16b mit je einem Ventilator 17a, 17b aufweist, um die Atmosphäre innerhalb der Schrottkammer 2 umzuwälzen. Die Atmosphäre wird in Längsrichtung der Schrottkammer zwischen der Trennwand 11 und der stirnseitigen Beladetür umgewälzt. Jeder Umwälzkanal 16a, 16b weist in den Wänden 4a, 4b je eine Eintrittsöffnung 18a, 18b und je eine Austrittsöffnung 19a, 19b auf. Die Eintrittsöffnungen 18a, 18b sind benachbart zu der Trennwand 11 angeordnet. Die Austrittsöffnung 19a, 19b befindet sich jeweils in den Wänden 4a, 4b zwischen der stirnseitigen Beladetür und dem Herd 7. Der Lufteinlass 13a und der Brenner 15a sind innerhalb der Austrittsöffnung 19a und der Lufteinlass 13b und der Brenner 14b sind innerhalb der Austrittsöffnung 19b angeordnet.

In Figur 5 ist eine Aus führungs form dargestellt, bei der die Brenner 15a', 15b' auch als Luftauslässe dienen. Jeder Brenner weist eine Brennstoff Zuführung 22a, 22b und eine Luft Zuführung 23a, 23b auf. Jeder Brenner 15a', 15b' wird mit Luftüberschuss betrieben, solange die Temperatur in der Schrottkammer 2 geringer ist als die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases. Mittels der Steuer-/Regeleinheit 14 wird die Brennstoffzufuhr 22a, 22b zu dem Brenner unterbrochen und dessen Verbrennungsluftzufuhr 23a, 23b derart reduziert, dass in der Schrottkammer 2 ein unterstöchiometrisches Pyrolysegas/Ver- brennungsluf t-Gemisch erzeugt wird, wenn die Temperatur in der Schrottkammer 2 die Selbstentzündungstemperatur des Pyrolysegases erreicht hat oder diese übersteigt . In diesem Betriebszustand, der in Figur 5 dargestellt ist , strömt nur noch Luft aus den Brennern 15a ' , 15b ' . Weil auf Luftlanzen verzichtet werden kann, ist diese Aus führungs form konstruktiv besonders einfach .

In Figur 2 ist dargestellt , dass sich eine Verbindungsleitung 20 , die ein Gebläse 21 aufweist , zwischen der Schrottkammer 2 und der Hei zkammer 3 befindet , um die Atmosphäre aus der Schrottkammer 2 der einer Nachverbrennung in der Hei zkammer zuzuführen . Die Atmosphäre weist das Abgas aus der Verbrennungsreaktion während der zweiten Vorbehandlungsphase sowie unverbranntes Pyrolysegas auf . Die bei der Nachverbrennung erzeugte Wärmeenergie wird zu Behei zung der Hei zkammer genutzt .

Die Verbrennungseinrichtung 9 ist an eine Brennstof f leitung 24 und eine Verbrennungsleitung 25 angeschlossen . Die Verbrennungseinrichtung 9 in der Hei zkammer 3 ist für den überstöchiometrischen Betrieb eingerichtet , so dass der Atmosphäre aus der Schrottkammer 2 die Verbrennungsluft zur Nachverbrennung in der Hei zkammer mittels der Verbrennungseinrichtung 9 zugeführt wird . Dies ist eine konstruktiv besonders einfache Lösung der Bereitstellung von Verbrennungsluft zur Nachverbrennung . Der Atmosphäre in der Hei zkammer 3 könnte aber auch die für eine Nachverbrennung erforderliche Verbrennungsluft mittels einer Luftleitung zugeführt werden .

Mit anderen Worten ist die Verbrennungsluftleitung 26 der Verbrennungseinrichtung 9 in der Hei z zone 3a der Schmel zkammer 3 dafür eingerichtet , in der Hei z zone 3a zusätzlich zu der Verbrennungsluft für den Brennstof f , die der Verbrennungseinrich- tung mittels der Brennstof f leitung 25 zugeführt wird, Verbrennungsluft für die Nachverbrennung der Atmosphäre aus der Schrottkammer 2 bereitzustellen .

In dem Abgasauslass 10 der Hei zkammer 3 ist ein Sensor 26 ( Figur 2 ) zum Messen des Sauerstof f gehalts im Abgasauslass 10 der Hei zkammer 3 angeordnet . Der Sauerstof f gehalt stellt einen Kennwert für das Mischungsverhältnis des Gas/Luf t-Gemisches in der Hei zkammer 3 dar . Die Steuer-/Regeleinheit 14 erzeugt in Abhängigkeit der Abweichung des gemessenen Sauerstof f gehalts von einem Sollwert ein Signal zur Zuführung von mehr oder weniger Brennstof f und/oder Verbrennungsluft zu der Verbrennungseinrichtung 9 .

Aus dem gemessenen Kennwert oder aus dem Signal in Abhängigkeit von der Abweichung des gemessenen Kennwerts vom Sollwert wird ferner eine Stellgröße zum Bereitstellen und/oder Beenden der Bereitstellung der Luftströme L in der Schmel zkammer abgeleitet . Im Rahmen der Erfindung könnte auch ein Signal zum Erzeugen der Flamme in der Schrottkammer ( 2 ) abgeleitet werden .

Während der Nachverbrennung wird die Atmosphäre aus der Schrottkammer 2 in der Hei zkammer 3 bei einer langen Verweilzeit und hohen Temperaturen sicher und umweltfreundlich nachverbrannt . Die Abgase aus der Hei zkammer 3 gelangen abschließend aus dem Abgasauslass 10 zu einem speziellen Abgasreinigungsprozess , in welchem das Abgas von Staub und schädlichen Gasbestandteilen gereinigt wird .

Nach Beendigung der zweiten Vorbehandlungsphase wird die vorbehandelte Alumiumschrott-Charge 6 in die Schmel ze in der Schrottkammer 2 geschoben .

Erfindungsgemäß werden optimale Vorbehandlungsbedingungen geschaf fen, um organische Anhaftungen möglichst vollständig in die Gasphase zu überführen . Dies führt zu verringerter Krätzebildung und somit zu einer gesteigerten Metallausbeute bei gleichzeitiger Einsparung von Energie .

Die vorstehend beschriebenen Aus führungs formen sind beispiel- haft zu verstehen . Die Merkmale , welche zusammen mit anderen Merkmalen beschrieben sind, definieren unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig of fenbart sind, auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung . Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlungen möglich . So kann der Mehrkammer-Schmel zofen mehr als zwei Kammern aufweisen . Im Rahmen der Erfindung kann nur eine einzige Luf- teinlass/Brenner-Kombination oder auch mehrere Luftein- lass/Brenner-Kombinationen vorgesehen werden . Schließlich wird darauf hingewiesen, dass der Begri f f „aufweisend" keine Bauteile oder Elemente ausschließt , dass Bezugszeichen in den Ansprüchen keine Einschränkung darstellen und dass „ein" oder „eine" eine Viel zahl einschließt .

Bezugszeichenliste

1 Mehr Kammer- Schmelzofen

2 Schrottkammer

3 Heizkammer

3a Heizzone der Heizkammer

4 Wandung

4a, 4b Wand

5 Beladetür

6 Alumiumschrott

7 Herd

8 Schmelze

9 Verbrennungseinrichtung

10 Abgasauslass

11 Trennwand

12 Öffnung

13a, 13b Lufteinlass

14 Steuer-/Regeleinheit

15a, 15b Brenner

15a' 15b Brenner

16a, 16b Umwälzkanal

17a, 17b Ventilator

18a, 18b Eintrittsöffnung

19a, 19b Austrittsöffnung

20 Atmosphärenauslass/Verbindungsleitung

21 Gebläse

22a, 22b Brennstoff Zuführung

23a, 22b Verbrennungsluft Zuführung

24 Brennstoff lei tung

25 Verbrennungs lüft lei tung

26 Sensor

X Luft zahl

L Luf tstrom

N Niveau der Schmelze