Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur induktiven Erwärmung einer Metallschmelze, mit wenigstens einem aus einem feuerfesten Material gebildeten Gefäß, wobei das Gefäß einen Einlassabschnitt und einen Auslassabschnitt zum Ein- und Ausströmen der Metallschmelze in und aus dem Gefäß aufweist und wobei wenigstens ein außerhalb des Gefäßes angeordneter Induktor zur Erwärmung der in dem Gefäß befindlichen Metallschmelze vorgesehen ist.

Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Mehrkammerschmelzofen zum Schmelzen von Schrott aus Metall, insbesondere Aluminiumschrott, aufweisend wenigstens eine Schmelzkammer für Beschickungsgut, in der Verunreinigungen am Beschickungsgut entfernbar sind, wenigstens eine Heizkammer, die mit der wenigstens einen Schmelzkammer verbunden ist und wenigstens eine Einrichtung zur Wärmezufuhr aufweist, wenigstens eine trockene Rampe und/oder wenigstens einen geschlossenen Vorherd und/oder wenigstens einen Chargierherd zur Beschickung des Mehrkammerschmelzofens mit dem Schrott sowie ein Verfahren zum Schmelzen von Schrott aus Metall, insbesondere Aluminiumschrott, mit einem solchen Mehrkammerschmelzofen.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung, die auf die Anmelderin zurückgeht, ist beispielsweise aus der DE 1 583 460 Al bekannt. Der dort beschriebene Rinneninduktor ist an der Unterseite eines Ofens angeordnet und erwärmt die sich im Ofen befindliche Schmelze. Der Induktor umfasst eine halbkreisförmig verlaufende, aus einem feuerfesten Material gebildete Rinne, die einen Einlass- und einen Auslassabschnitt aufweist und im Betrieb mit flüssigem Metall gefüllt ist. Durch den Einlass- und Auslassabschnitt kann flüssiges Metall von dem Ofenbecken in die Rinne ein- und ausströmen. Außerhalb der Rinne ist ein Induktor mit einem Eisenkern und einer Induktionsspule angeordnet, wobei die Rinne um die Induktionsspule des Induktors herum verläuft. Die Induktionsspule wird im Betrieb von einem Wechselstrom durchflossen, so dass sich in dem von dem Induktor umgrenzten Raum ein magnetisches Wechselfeld aufbaut. Die Metallschmelze, die sich in dem von dem Induktor umgrenzten Raum befindet, bildet eine zweite, kurzgeschlossene Spule, in der eine Spannung induziert wird, so dass ein Wirbelstrom in der metallischen Schmelze entsteht. Dieser Wirbelstrom führt zu einer Erwärmung des Metalls, wobei die Wärme nicht von der Oberfläche her in die Schmelze gelangt, sondern in dieser selbst entsteht.

Ein ähnlich aufgebauter Rinneninduktor, der sich ebenfalls zur induktiven Erwärmung einer Metallschmelze eignet, ist aus der EP 0490 264 Al bekannt.

Als Alternative zu Rinneninduktoren können Tiegelinduktoren zur induktiven Erwärmung einer Metallschmelze eingesetzt werden. Ein derartiger Tiegelinduktor ist beispielsweise in der DE 10 2017 102 924 B3 beschrieben. Der Tiegel ist aus einem feuerfesten Material gebildet und kann eine Metallschmelze in seinem Inneren aufnehmen. Um den Tiegel herum verläuft eine Induktionsspule, die im Betrieb eine Spannung in die Schmelze induziert, so dass die in dem Tiegel befindliche Schmelze nach dem im Voranstehenden erläuterten Prinzip erwärmt wird.

Schmelzöfen, die mit einem oder mehreren herkömmlichen Rinnen- oder Tiegelinduktoren ausgestattet sind, weisen einen im Vergleich zu einem gasbeheizten Schmelzofen niedrigen Wirkungsgrad auf, so dass die Erwärmung einer Metallschmelze mit einem Rinnen- oder Tiegelinduktor nach dem Stand der Technik vergleichsweise energieintensiv und dementsprechend teuer ist. Aus diesem Grund weisen die meisten Mehrkammerschmelzöfen einen oder mehrere Brenner, insbesondere Gasbrenner, auf. Ein gasbeheizter Mehrkammerschmelzofen ist beispielsweise in der

DE 10 2017 104 241 Al beschrieben. Der dort offenbarte Mehrkammerschmelzofen weist zwei Schmelzkammern für Beschickungsgut auf, in der Verunreinigungen am Beschickungsgut entfernbar sind. Zwischen den Schmelzkammern ist eine Heizkammer angeordnet, die zwei Gasbrenner aufweist, über die zumindest ein Großteil der zum Schmelzen des Beschickungsguts erforderlichen Wärme eingebracht wird. Die Schmelzkammer und die Heizkammern sind fluidverbunden, so dass eine Wärme- und Stoffübertragung zwischen den beiden Kammern möglich ist Im Betrieb wird verunreinigter Aluminiumschrott über die Schmelzkammern zugeführt und dort erwärmt Dabei werden am Schrott vorhandene Verunreinigungen wie beispielsweise organische Verunreinigungen wie Lacke oder Öle verbrannt und auf diese Weise entfernt. Nach Entfernung der Verunreinigungen wird die Charge in das Schmelzbad gegeben. Während der Aluminiumschrott durch seine Gewichtskraft an den Boden der jeweiligen Schmelzkammer sinkt, verflüssigt er sich. Am Boden der Schmelzkammer kann er in geschmolzenem Zustand in die Heizkammer gelangen.

Vor dem Hintergrund des Klimawandels und dessen immer stärker spürbaren Folgen bedarf es neuer CO ₂ -sparsamer Konzepte für derartige Anlagen. Eine Option zur Vermeidung der bei der Verbrennung von Gas oder anderen fossilen Brennstoffen unweigerlich entstehenden CO ₂ -Emissionen bietet die Erwärmung der Schmelze mittels eines Induktors. Wie bereits im Voranstehenden erläutert, arbeiten herkömmliche Induktoren allerdings zu energieintensiv als dass sie wirtschaftlich für derartige Anwendungszwecke eingesetzt werden könnten. Zudem besteht der in weiten Teilen der Welt angebotene Strom aus einem Energiemix, der Braunkohle, Steinkohle, Kernenergie, Erdgas und Erneuerbare Energien umfasst. Insbesondere die Stromerzeugung mit Braunkohle und Steinkohle ist mit hohen CO ₂ -Emissionen verbunden. Durch induktive Erwärmung einer Schmelze mittels eines Induktors mit einem niedrigen Wirkungsgrad wird also auch indirekt eine große Menge an CO ₂ emittiert. Ein weiterer Nachteil ergibt sich bei den aus dem Stand der Technik bekannten Mehrkammerschmelzöfen durch die große Badoberfläche der Schmelze. Bei brennerbetriebenen Mehrkammerschmelzöfen ist eine große Oberfläche auf der Schmelze notwendig, da der Wärmeeintrag in die Schmelze über deren Oberfläche erfolgt. An der Oberfläche einer Metallschmelze bildet sich durch Oxidation eine sogenannte Krätze, die eine geringere Dichte als die Metallschmelze, aber einen höheren Schmelzpunkt aufweist. Damit bei dem sich dem Schmelzvorgang üblicherweise anschließenden Gießen keine Oxidpartikel in das Gussteil gelangen, wird die Krätze durch Kratzvorrichtungen von der Oberfläche der Metallschmelze abgetragen. Hierdurch entsteht ein Verlust von Metallschmelze. Darüber hinaus ist ein zusätzlicher Arbeitsschritt zum Abtrag der Krätze notwendig.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur induktiven Erwärmung einer Metallschmelze derart weiterzubilden, dass eine Metallschmelze energieeffizienter als mit herkömmlichen Induktoren erwärmt werden kann, so dass die mit der Erwärmung verbundenen CO ₂ -Emissionen reduziert werden können.

Darüber hinaus soll ein Mehrkammerschmelzofen angegeben werden, der bei Erwärmung einer Metallschmelze vergleichsweise weniger CO ₂ -Emissionen produziert Zusätzlich ist es wünschenswert, den eingangs näher beschriebenen Mehrkammerschmelzofen derart weiterzubilden, dass die Krätzebildung auf der Oberfläche der Metallschmelze reduziert wird.

Des Weiteren soll ein Verfahren zum Schmelzen von Schrott aus Metall angegeben werden, bei dem im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren CO ₂ -Einsparungen und eine reduzierte Krätzebildung realisiert werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur induktiven Erwärmung einer Metallschmelze mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine Fördereinrichtung zum Fördern der Metallschmelze durch das Gefäß umfasst.

Bei einem Mehrkammerschmelzofen zum Schmelzen von Schrott aus Metall nach dem Oberbegriff von Anspruch 9 wird die Aufgabe dadurch gelöst, das die Wärmezufuhr in der Heizkammer mit einer Vorrichtung zur induktiven Erwärmung einer Schmelze nach einem der Ansprüche 1 bis 8 erfolgt.

Die zuvor beschriebene Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

- Bereitstellen von Schrott aus Metall, insbesondere Aluminiumschrott, in Form von Schrottpaketen, losem Leichtschrott und/oder kleinstückigem Schrott,

- Beschickung des Schrottes über eine trockene Rampe, einen Vorherd und/oder einen Chargierherd in eine Schmelzkammer,

- ggf. Entfernen und Verbrennen der am Schrott vorhandenen Verunreinigungen,

- Schmelzen des Schrottes in der Schmelzkammer,

- Pumpen der Schmelze in eine Heizkammer,

- Pumpen der Schmelze durch ein an der Heizkammer angeschlossenes Gefäß,

- Zuführen von Wärme in die durch das Gefäß strömende Schmelze mit einem Induktor,

- Abführen der Rauchgase aus der Schmelzkammer und der Heizkammer,

- Zuführen der Rauchgase in eine thermische Nachverbrennungsanlage und

- Ableiten der in der thermischen Nachverbrennungsanlage verbrannten Rauchgase.

Die Erfindung hat erkannt, dass der Wirkungsgrad eines Induktors gesteigert werden kann, indem die Schmelze, die von dem Induktor erwärmt wird, mit Hilfe einer Fördereinrichtung bewegt wird. Die Fördereinrichtung fördert die zu erwärmende Schmelze durch das Gefäß am Induktor vorbei, so dass kontinuierlich neue Schmelze den Induktor passiert Die vom Induktor erwärmte Schmelze wird dementsprechend schnell durch das Gefäß vom Induktor weggeleitet, so dass neue, vergleichsweise kalte Schmelze in das Wirkungsfeld des Induktors gelangen kann.

Eine erfindungsgemäße induktive Erwärmung erlaubt es zudem, die Form der Heizkammer ohne Effizienzeinbußen so zu gestalten, dass sich nur eine vergleichsweise kleine Oberfläche auf der Schmelze bildet. Da die Wärme bei der induktiven Erwärmung nicht über die Oberfläche der Schmelze in das Material eingetragen wird sondern vielmehr selbst im Material entsteht, ist es nicht mehr notwendig, die Heizkammer so zu gestalten, dass sich eine große Schmelzoberfläche bilden kann. Bei reduzierter Schmelzoberfläche verringern sich die Oxid- und damit auch die unerwünschte Krätzebildung. Im besten Fall kann eine Oxidbildung komplett verhindert werden, so dass eine Abtragung der Krätze auf der Oberfläche der Schmelze nicht mehr notwendig ist.

Das Gefäß, in dem die Schmelze erwärmt wird, kann dabei als Rinne ausgebildet sein, wobei ein Ende der Rinne als Einlassabschnitt und das andere Ende als Auslassabschnitt dient. In den Einlassabschnitt tritt vergleichsweise kalte Schmelze in die Rinne ein, wohingegen die erwärmte Schmelze im Auslassabschnitt die Rinne verlässt Die Fördereinrichtung unterstützt das Ein- und Ausströmen der Schmelze über den Einlass- bzw. Auslassabschnitt. Die Rinne ist dabei so angeordnet, dass sie zumindest teilweise um wenigstens eine Induktionsspule des wenigstens einen Induktors verläuft. Die Ausbildung des Gefäßes als Rinne, die um den Induktor herumverläuft, entspricht also im Wesentlichen dem Aufbau eines herkömmlichen Rinneninduktors. Die Fördereinrichtung bewirkt, dass die Schmelze schneller als bei herkömmlichen Rinneninduktoren durch die Rinne strömt Durch Erzeugung dieser Strömung kann der Wirkungsgrad des Induktors gesteigert werden.

Die Rinne kann im Vertikalschnitt längs durch die Rinne gesehen einen halbkreisförmigen, U-förmigen, V-förmigen, W-förmigen oder halbrechteckförmigen Verlauf aufweisen. Weitere, für den jeweiligen Anwendungszweck geeignete Formen sind ebenfalls denkbar. Der Induktor ist dabei immer so angeordnet, dass die Rinne zumindest teilweise um die Induktionsspule herum verläuft. Beispielsweise ist der Induktor bei einer U-förmig verlaufenden Rinne zwischen den vertikal verlaufenden Rinnenabschnitten des „U"s angeordnet. Bei einer W-förmig ausgebildeten Rinne können zwei Induktionsspulen zwischen den einzelnen, gegenüberliegenden Rinnenabschnitten platziert werden.

Im Querschnitt kann die Rinne ein geschlossenes Profil aufweisen. Das Profil kann beispielsweise kreisförmig, oval oder quadratisch ausgebildet sein. Bei einem geschlossenen Profil kommt die Schmelze nicht in Kontakt mit der Umgebungsluft. Dies kann sich vorteilhaft auf unerwünschte Wärmeverluste und eine zu vermeidende Krätzebildung auf der Oberfläche der Schmelze auswirken.

Alternativ kann das Profil der Rinne im Querschnitt gesehen offen ausgebildet sein. Die Rinne kann in dieser Ausgestaltungsvariante ein U-förmiges oder halbkreisförmiges Profil aufweisen. Andere Profile sind ebenfalls denkbar. Bei dieser Variante ist es von Vorteil, dass der Zustand der Schmelze von außen optisch begutachtet werden kann.

Anstatt die Vorrichtung zur induktiven Erwärmung der Schmelze in Form eines Rinneninduktors auszubilden, kann das Gefäß als Tiegel ausgestaltet sein. Der Tiegel weist dabei auch einen Einlass- und einen Auslassabschnitt auf, durch die die Schmelze mittels der Fördereinrichtung hindurch gefördert wird. Die Schmelze kann beispielsweise durch eine obere Öffnung am Tiegel in den Tiegel hineintreten und den Tiegel durch eine in der Nähe des Tiegelbodens angeordnete Öffnung wieder verlassen. Um den Tiegel herum verläuft die Induktionsspule derart wie es von herkömmlichen Tiegelinduktoren bereits bekannt ist. Der Tiegel kann sowohl als oben offenes Gefäß als auch als komplett geschlossenes Gefäß ausgebildet sein. Im letzteren Fall kann der Tiegel auch liegend angeordnet sein.

Ist der Tiegel oben offen ausgebildet, kann der Tiegel nicht nur zur Erwärmung der Schmelze, sondern auch als Chargierherd zur Beschickung mit kleinstückigem Schrott wie Späne, Besäum- oder Stanzschrott genutzt werden. Um den Tiegel an einen Ofen oder desgleichen anzuschließen, kann die Vorrichtung Rinnen umfassen, durch die die Schmelze vom Ofen in den Tiegel und vom Tiegel zurück in den Ofen fließen kann.

Besonders bevorzugt ist die Fördereinrichtung, die die Schmelze durch das Gefäß am Induktor vorbei fördert, als elektromagnetische Pumpe ausgebildet Alternativ kann auch eine mechanische Pumpe für diese Aufgabe eingesetzt werden.

Bei einem erfindungsgemäßen Mehrkammerschmelzofen zum Schmelzen von Schrott aus Metall, insbesondere Aluminiumschrott, erfolgt der Eintrag von Wärme in die Schmelzkammer mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung kann entweder bei einem neuen Ofen vorgesehen werden oder aber im Rahmen einer Nachrüstung nachträglich an einem bereits im Einsatz befindlichen Mehrkammerschmelzofen installiert werden. Zur Nachrüstung können die üblicherweise in der Heizkammer vorhandenen Gasbrenner mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur induktiven Erwärmung einer Metallschmelze ausgetauscht werden.

Bei einem neuen Mehrkammerschmelzofen, der mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur induktiven Erwärmung einer Metallschmelze ausgestattet ist, kann der Ofen so ausgelegt werden, dass die Oberfläche der sich im Betrieb im Ofen befindlichen Schmelze im Vergleich zu herkömmlichen Mehrkammerschmelzöfen reduziert ist. Die einzelnen Kammern, im Besonderen die Heizkammer, können folglich so konstruiert werden, dass das Verhältnis von Höhe zu Grundfläche deutlich größer ist als bei Mehrkammerschmelzöfen, bei denen der Schmelze die Wärme zu einem großen Teil mit Brennern zugeführt wird. Wie voranstehend erläutert, erfolgt zumindest ein Großteil der Wärmezufuhr bei einem erfindungsgemäßen Mehrkammerschmelzofen über eine Vorrichtung zur induktiven Erwärmung. Bei einem derartigen Ofen erfolgt der Wärmeeintrag nicht über die sich auf der Schmelze bildende Oberfläche, sondern vielmehr über in der Schmelze induzierte Wirbelströme. Im Gegensatz zu Mehrkammerschmelzöfen, bei denen die Schmelze maßgeblich mit Hilfe von Brennern erwärmt wird, ist die Größe der sich auf der Schmelze bildenden Oberfläche für den Wärmeintrag nicht relevant. Durch Reduktion der Schmelzoberfläche kann die Krätzebildung reduziert werden, was wiederum zu einer Reduktion des Verlusts von metallischer Schmelze führt. Dies wirkt sich vorteilhaft auf den Wirkungsgrad des gesamten Mehrkammerschmelzofens aus.

Ein erfindungsgemäßer Mehrkammerschmelzofen weist in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wenigstens einen Brenner in der Schmelzkammer zur Verbrennung potenziell am Schrott vorhandener Verunreinigungen auf. Mehrkammerschmelzöfen werden typischerweise zum Recycling von Aluminium verwendet. Gängige Produkte, die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt werden, sind zum Beispiel Getränkedosen, Fensterrahmen oder Fahrzeugteile wie Felgen. Für das Recycling von Aluminium wird nur ein Bruchteil der Energie benötigt, die es bedarf, um Primäraluminium aus Bauxit herzustellen. Im Regelfall ist es daher wirtschaftlich, aus alten Produkten neues Aluminium herzustellen, welches wiederum zu neuen Produkten weiterverarbeitet werden kann. Die alten Produkte, die am Ende ihres Lebenszyklus angekommen und als Aluminiumschrott für ein Recycling verfügbar sind, weisen in der Regel Verunreinigungen wie Lacke oder Öle auf. Ein Brenner in der Schmelzkammer kann die am Aluminiumschrot vorhandenen Verunreinigungen verbrennen, so dass diese als Rauchgas aus der Schmelzkammer abgeführt werden können und nicht in die Heizkammer gelangen.

Besonders bevorzugt ist wenigstens ein zusätzlicher Brenner zum Anfahren des Mehrkammerschmelzofens in der Heizkammer angeordnet. Im laufenden Betrieb befindet sich stets Metallschmelze, die als sogenannter Sumpf bezeichnet wird, am Boden der Schmelz- und Heizkammer, so dass das Gefäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur induktiven Erwärmung der Schmelze immer mit Hilfe der Fördereinrichtung durchströmt werden kann. Beim Anfahren eines Mehrkammerschmelzofens wird Blockmaterial zur Herstellung dieses Sumpfes in die Heizkammer eingebracht. Das Blockmaterial kann mit Hilfe dem in der Heizkammer angeordneten Brenner verflüssigt werden, so dass der Sumpf entsteht und das Gefäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur induktiven Erwärmung der Schmelze durchströmt werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine elektromagnetische und/oder mechanische Pumpe für den Umlauf der Schmelze zwischen den Kammern vorgesehen. Eine Pumpe kann den Austausch von Schmelze zwischen Heiz- und Schmelzkammer unterstützen.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung ist eine thermische Nachverbrennungsanlage zur Verbrennung der in der Schmelz- und Heizkammer entstehenden Rauchgase vorgesehen. Die Rauchgase, die bei Verbrennung der am Aluminiumschrott vorhandenen Verunreinigungen oder beim Anfahren mit Hilfe eines Brenners entstehen, sind in der Regel giftig und können nicht ohne weiteres in die Umgebung abgeleitet werden. In der Nachverbrennungsanlage werden diese Rauchgase gereinigt.

Die in der thermischen Nachverbrennungsanlage entstehende Wärme wird vorteilhafterweise mit einer Rückführeinrichtung in die Schmelzkammer geführt Diese Wärmerückgewinnung steigert die Energieeffizienz des Mehrkammerschmelzofens und leistet damit einen weiteren Beitrag zur Reduktion von CO ₂ -Emissionen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Rauchgasfilteranlage hinter der thermischen Nachverbrennungsanlage angeordnet. Die aus der thermischen Nachverbrennungsanlage austretenden Gase können dort weiter gereinigt und anschließend ins Freie abgeleitet werden. So kann der Mehrkammerschmelzofen auch strenge Luftreinhaltungsvorschriften einhalten. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird dementsprechend besonders bevorzugt die in der thermischen Nachverbrennungsanlage entstehende Wärme der Schmelzkammer zugeführt.

Schließlich sieht eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass die in der Heiz- und Schmelzkammer sowie in der thermischen Nachverbrennungsanlage entstehenden Rauchgase in einer Rauchgasfilteranlage gereinigt werden, bevor sie ins Freie abgeleitet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen schematisch

Fig. 1a einen erfindungsgemäßen Mehrkammerschmelzofen mit einem Rinneninduktor zur induktiven Erwärmung einer Metallschmelze im Vertikalschnitt durch die Längsachse des Ofens,

Fig. 1b den Mehrkammerschmelzofen aus Fig. 1a im Horizontalschnitt,

Fig. 2 den Mehrkammerschmelzofen aus Fig. 1a mit weiteren Komponenten und

Fig. 3 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkammerschmelzofens mit einem Tiegelinduktor zur induktiven Erwärmung einer Metallschmelze im Horizontalschnitt.

In Fig. 1a ist ein erfindungsgemäßer Mehrkammerschmelzofen 1 im Vertikalschnitt durch die Längsachse des Ofens 1 dargestellt. Ein derartiger

Mehrkammerschmelzofen 1 eignet sich zur Herstellung von Sekundäraluminium aus Aluminiumschrott. Dabei kann sowohl sauberer als mit Verunreinigungen kontaminierter Aluminiumschrott verarbeitet werden. Die Aufbereitung anderer Metalle ist ebenfalls möglich. Der Mehrkammerschmelzofen 1 weist eine Schmelzkammer 2 und eine neben der Schmelzkammer 2 angeordnete Heizkammer 3 auf. Zwischen der Schmelzkammer 2 und der Heizkammer 3 verläuft eine vertikal ausgerichtete Ofenwand 4. Die Schmelzkammer 2 und die Heizkammer 3 weisen eine wannenförmige, gemeinsame Ofensohle 5 auf, die im Betrieb das Schmelzbad S aufnimmt. Die Schmelzkammer 2 und die Heizkammer 3 sind über eine an der Ofensohle 5 des Ofens 1 angeordnete Öffnung 6 fluidverbunden, so dass eine Wärme- und Stoffübertragung zwischen den Kammern 2 und 3 möglich ist. Eine in der Fig. 1a nicht dargestellte Pumpe kann die Wärme- und Stoffübertragung zwischen den Kammern 2 und 3 unterstützen. Die Ofenkammern 2 und 3 sind an sich bekannter Weise aus einem feuerfesten Material gebildet

In der Heizkammer 3 wird die zum Schmelzen erforderliche Wärme zumindest zu einem großen Teil eingebracht. Das Schmelzbad S wird dort permanent erwärmt, um die erforderliche Schmelzenergie für den in der Schmelzkammer 2 in das

Schmelzbad S eintauchenden Aluminiumschrott zu erzeugen. Für die Wärmezufuhr ist unterhalb der Heizkammer 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur induktiven Erwärmung der Schmelze S angeordnet. In dem in Fig. 1a dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung als Rinneninduktor 7 ausgebildet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur induktiven Erwärmung der Schmelze S umfasst eine U-förmig verlaufende Rinne 8, die einen Einlassabschnitt 9 und einen Auslassabschnitt 10 aufweist. Im Betrieb strömt die vergleichsweise kalte Schmelze S aus der Heizkammer 3 über den Einlassabschnitt 9 in die Rinne 8 ein und wird dort erwärmt. Die erwärmte Schmelze S verlässt die Rinne 8 wieder über den Auslassabschnitt 10 und gelangt so zurück in die Heizkammer 3. Die Flussrichtung der Schmelze S in der Rinne 8 ist mit nicht näher gekennzeichneten Pfeilen in Fig. 1a dargestellt. Die Rinne 8 weist in diesem Ausführungsbeispiel im Querschnitt ein geschlossenes Profil auf. Eine Induktionsspule 11 ist außerhalb der Rinne 8 zwischen den beiden vertikal verlaufenden, gegenüberliegenden Abschnitten der Rinne 8 angeordnet, so dass die Rinne 8 um die Induktionsspule 11 herumverläuft. Der Transformatorkern 12 bildet einen Ring um die Rinne 8.

Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung eine elektromagnetische Pumpe 13, die die Schmelze S durch die Rinne 8 pumpt. Indem die Schmelze S durch die Rinne 8 gefördert wird, kann der Wirkungsgrad der Vorrichtung zur induktiven Erwärmung gesteigert werden.

Die Beschickung des Mehrkammerschmelzofens 1 mit verunreinigtem Aluminiumschrott erfolgt über eine in der Schmelzkammer 2 angeordnete Rampe 14. Der Schrott wird auf der Rampe 14 erwärmt, so dass die am Schrott eventuell vorhandenen Verunreinigen wie Lacke oder Öle vergast werden. Mit Hilfe von in der Schmelzkammer 2 angeordneten Brennern 15 werden diese Verunreinigungen verbrannt. Anschließend wird der gereinigte Schrott in die Schmelze S gegeben, wo er während des Schmelzvorgangs durch seine Gewichtskraft auf die Ofensohle 5 sinkt. Dort kann der geschmolzene Schrott über die Öffnung 6 in die Heizkammer 3 gelangen. In der Heizkammer 3 befindet sich nur Schmelze S, die keine Verunreinigungen mehr aufweist. Die Schmelze S kann an einem nicht näher dargestellten, in der Heizkammer 3 angeordneten Ausguss entnommen werden.

Zum Schmelzen von sauberem Aluminiumschrott oder zum Anfahren des Mehrkammerschmelzofens 1 mit Blockmaterial kann der Ofen 1 über einen in der Heizkammer 3 angeordneten Zugang 16 beschickt werden. Während des Anfahrens wird in der Regel das in Form von Blockmaterial bereitgestellte Aluminium mit einem in der Heizkammer 3 angeordneten Brenner 17 erwärmt, so dass ein ausreichend hoher Sumpf an der Ofensohle 5 entsteht. Durch Nutzung der Brenner 15, 17 entstehen in der Schmelzkammer 2 und der Heizkammer 3 Rauchgase, die über an der Oberseite des Ofens 1 angeordnete Öffnungen 18, 19 abgeführt werden können.

In Fig. lb ist der Mehrkammerschmelzofen 1 aus Fig. 1a im Horizontalschnitt dargestellt.

Es ist zu erkennen, dass ein Chargierherd 20 außerhalb der Schmelzkammer 2 und der Heizkammer 3 angeordnet ist. Die Beschickung mit kleinstückigem Aluminiumschrott wie Späne, Besäum- oder Stanzschrott kann über diesen Chargierherd 20 erfolgen. Der Chargierherd 20 wird über eine erste Rinne 21 mit Schmelze S aus der Heizkammer 3 versorgt Über eine zweite Rinne 22, die den Chargierherd 20 mit der Schmelzkammer 2 verbindet, fließt die mit dem kleinstückigen Schrott vermischte Schmelze S in die Schmelzkammer 2. Die Flussrichtung der Schmelze S ist mit nicht näher gekennzeichneten Pfeilen dargestellt.

Eine an der Rinne 22 angeordnete elektromagnetische Pumpe 23 pumpt Schmelze S aus der Heizkammer 3 in den Chargierherd 20 und von dort in die Schmelzkammer 2.

In Fig. 2 ist der Mehrkammerschmelzofen 1 aus Fig. 1a mit weiteren Komponenten zu sehen. Die in der Schmelzkammer 2 und der Heizkammer 3 entstehenden Rauchgase werden abgesaugt, zu einer thermischen Nachverbrennungsanlage 24 geführt und dort gereinigt. Die in der Nachverbrennungsanlage 24 entstehende Wärme wird über ein Rückführsystem der Schmelzkammer 2 zugeführt. Hierdurch kann die Energieeffizienz des Mehrkammerschmelzofens 1 weiter gesteigert werden. Das aus der Nachverbrennungsanlage 24 austretende Gas wird einer Rauchgasfilteranlage 25 zugeführt. Dort wird das Gas weiter gereinigt, bevor es ins Freie abgeleitet wird.

In Fig. 3 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mehrkammerschmelzofens 1' mit einem Tiegelinduktor 26 zur induktiven Erwärmung einer Metallschmelze S im Horizontalschnitt dargestellt. Im Gegensatz zu der in den Figuren 1a, 1b und 2 beschriebenen Ausgestaltungsvariante erfolgt die Wärmezufuhr in diesem Ausführungsbeispiel in dem Tiegelinduktor 26. Alle anderen Komponenten entsprechen denen des in den Figuren 1a, 1b und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels und tragen insofern die gleichen Bezugszeichen.

In den Tiegel 27 wird über eine Rinne 28 Schmelze S aus der Heizkammer 3 von oben eingespeist. Der Einlassabschnitt 9 befindet sich am oberen Rand des Tiegels 27.

Nachdem die Schmelze S in dem Tiegelinduktor 26 erwärmt wurde, verlässt sie diesen wieder über den Auslassabschnitt 10 und wird über eine untere Rinne 29 der Schmelzkammer 2 zugeführt. Der Auslassabschnitt 10 befindet sich in der Nähe des Tiegelbodens. Eine an der Rinne 28 angeordnete elektromagnetische Pumpe 13 pumpt die Schmelze S von der Heizkammer 3 in den Tiegel 26 und von dort über die Rinne 29 in die Schmelzkammer 2. Die Flussrichtung der Schmelze S entspricht der Richtung der nicht näher gekennzeichneten Pfeile.

Um den Tiegel 27 herum verläuft wie bei herkömmlichen Tiegelinduktoren eine Induktionsspule 11, durch die im Betrieb ein Wechselstrom geleitet wird.

Der Tiegel 27 kann nicht nur zur Wärmezufuhr genutzt werden. Vielmehr eignet er sich auch als Chargierherd, um den Mehrkammerschmelzofen 1 mit kleinstückigem Schrott zu beschicken.