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Title:
MELTING APPARATUS, USE AND METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/100770
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an apparatus for melting a metal-containing mixture, more particularly a melt material containing precious metals, comprising a vacuum melting furnace, more particularly with a plasma jet melting means, wherein heated melt material comprising the metal-containing mixture is to be held in a graphite basin, wherein a metal-containing mixture, more particularly a melt material containing precious metals, more particularly catalytic converters from internal combustion engine vehicles, is to be fed into the graphite basin through a feeder, wherein a first lateral discharge opening can be made in the graphite basin for discharging molten metal, more particularly molten precious metal, and the graphite basin comprises a second lateral discharge opening, specifically a syphon discharge opening, provided for molten slag, wherein the discharge openings are to be made through a wall of the graphite basin by a lance means, wherein the lateral syphon discharge opening comprises an attached syphon means with an integrated cinder block, wherein a matching metal cover plate means, more particularly a copper cover plate, is introduced which is located near the outlet opening and which is prepared such that said plate can be replaced even when the vacuum melting oven is in operation.

Inventors:
PROCACCIANTE FRANCO (DE)
HILALOGLU FIKRET (DE)
Application Number:
PCT/DE2021/000117
Publication Date:
May 19, 2022
Filing Date:
July 09, 2021
Export Citation:
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Assignee:
PROCACCIANTE FRANCO (DE)
International Classes:
F27D3/14; F27B14/04; F27D3/15
Domestic Patent References:
WO1995029137A11995-11-02
WO1999041420A11999-08-19
Foreign References:
JP2001201261A2001-07-27
JPH0871737A1996-03-19
EP0717119A21996-06-19
Attorney, Agent or Firm:
NITZ, Astrid (DE)
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Claims:
9

ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung (1) zum Schmelzen eines metallhaltigen Gemisches, insbesondere eines edelmetallhaltigen Schmelzmaterials (2), umfassend einen Vakuumschmelzofen (3), insbesondere mit einem Plasmastrahlschmelzmittel (4), wobei erhitztes Schmelzmaterial (2), umfassend das metallhaltige Gemisch, in einem Graphitbecken (5) zu halten ist, wobei metallhaltiges Gemisch, insbesondere eines edelmetallhaltigen Schmelzmaterials (2), in das Graphitbecken (5) durch eine Zuführung (12) zuzuführen ist, insbesondere Katalysatoren aus Verbrennungsmotor-Kfzs, wobei in das das Graphitbecken (5) eine erste seitliche Ausleitöffnung (6) einbringbar ist für ein Ausleiten von Metallschmelze, insbesondere Edelmetallschmelze, und eine zweite seitliche Ausleitöffnung (7), nämlich eine Syphonausleitöffnung (8), vorgesehen für Schmelzschlacken aufweist, wobei die Ausleitöffnungen (6, 7) durch ein Stechlanzenmittel durch eine Wand (13) des Graphitbeckens (5) hindurch einzubringen sind, wobei die seitliche Syphonausleitöffnung (8) ein angesetztes Syphonmittel (14) mit einem integrierten Schlackestein (15) aufweist, wobei ein angepasst ausgebildetes auslassöffnungsnahes Metallabdeckplattenmittel (9) eingebracht ist, insbesondere eine Kupferabdeckplatte (10), aufweist, die derartig vorbereitet ist, dass sie auch bei fahrendem Vakuumschmelzofen (3) austauschbar ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das auslassöff- nungsnahe Metallabdeckplattenmittel (9), insbesondere eine Kupferabdeckplatte (10), in eine Ausnehmungsrichtung (17) austauschbar ausgebildet ist. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Syphonmittel (14) Seitenwände (16) im Bereich (18) des Metallabdeckplattenmittels (9) vorgesehen sind, und in dem Metallabdeckplattenmittel (9), insbesondere Kupferabdeckplatte (10), lösbare Halterungsmittel (20) vorgesehen sind, insbesondere mit korrespondierenden Ausnehmungen (21) in dem Metallabdeckplattenmittel (9), insbesondere Kupferabdeckplatte (10).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Seitenwänden (16) Seitenhalterungsmittel (19) vorgesehen sind und das abnehmbare Metallabdeckplattenmittel (9) an die Seitenhalterungsmittel (19) herausnehmbar angepasst ist,

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass angepasst gestufte Abschrägungen (22) in den Seitenhalterungsmitteln (19) und korrespondierende Abschrägungen (25) an Kurzseiten (24) des Metallabdeckplattenmittels (9) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Befestigungsmittel (23) zur Halterung an Seitenhalterungsmitteln (19) vorgesehen sind, insbesondere jeweils zumindest zwei und/oder drei Befestigungsmittel (23).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die angepasst ausgebildete, abnehmbare Kupferabdeckplatte (10) eine vorbestimmte Höhe (11) von zumindest etwa der Größe einer mit dem Stechlanzenmittel auszustechenden Syphonausleitöffnung (8) aufweist, insbesondere etwa eine zweifach bis etwa dreifach Größe.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Austauschsensorik vorgesehen ist, die ab einer vorbestimmten Öffnungsgröße (26) in abnehmbaren Metallabdeckplattenmittels (9), insbesondere Kupferabdeckplatte (10), ein Austauschsignal abgibt. 11

9. Verwendung eines abnehmbaren Metallabdeckplattenmittels (9), insbesondere Kupferabdeckplatte (10), in einem Syphonmittel (14) an einem Vakuumschmelzofen (3) zum Abtrennen einer Schlackefraktion aus dem erhitzten Schmelzmaterial (2), das in einem Graphitbecken (5) des Vakuumschmelzofens (3) geschmolzen ist, wobei ein Abnehme in eine Abnehmrichtung (17) innerhalb des Syphonmittels (14) vornehmbar ist, insbesondere in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

10. Verfahren zum Betätigung einer Vorrichtung (1) zum Schmelzen eines metallhaltigen Gemisches, insbesondere eines edelmetallhaltigen Schmelzmaterials (2), nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend einen Vakuumschmelzofen (3), insbesondere mit einem Plasmastrahlschmelzmittel (4), wobei erhitztes Schmelzmaterial (2), umfassend das metallhaltige Gemisch, in einem Graphitbecken (5) gehalten wird, wobei metallhaltiges Gemisch, insbesondere eines edelmetallhaltigen Schmelzmaterials (2), in das Graphitbecken (5) durch eine Zuführung (12) zugeführt wird, insbesondere Katalysatoren aus Verbrennungsmotor-Kfzs, wobei in das das Graphitbecken (5) eine erste seitliche Ausleitöffnung (6) einbringbar ist für ein Ausleiten von Metallschmelze, insbesondere Edelmetallschmelze, und eine zweite seitliche Ausleitöffnung (7), nämlich eine Syphonausleitöffnung (8), vorgesehen für Schmelzschlacken aufweist, wobei die Ausleitöffnungen (6, 7) durch ein Stechlanzenmittel durch eine Wand (13) des Graphitbeckens (5) hindurch eingebracht wird, wobei die seitliche Syphonausleitöffnung (8) ein angesetztes Syphonmittel (14) mit einem integrierten Schlackestein (15) aufweist, wobei ein angepasst ausgebildetes auslassöff- nungsnahes Metallabdeckplattenmittel (9) eingebracht wird, insbesondere eine Kupferabdeckplatte (10), aufweist, die derartig vorbereitet ist, dass sie auch bei fahrendem Vakuumschmelzofen (3) ausgetauscht wird.

Description:
Vo rri c htu n g zu m S c h me lze n , Ve rwe n d u n g u n d Ve rfa h re n

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzen eines metallhaltigen Gemisches, insbesondere eines edelmetallhaltigen Schmelzmaterials, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Verwendung nach dem Oberbegriff von Anspruch 9 und ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 10.

Bekannt ist es, dass Metallschmelzöfen, die bei hohen Temperaturen mit Materialgemischen betrieben werden, hinsichtlich der Wartung verschleißanfälliger Anteile regelmäßig aufwendig heruntergefahren werden müssen und mehrtätige Stillstandszeiten aufweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Schmelzen bereitzustellen, die eine einfache und sichere Wartung ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Schmelzen eines metallhaltigen Gemisches, insbesondere eines edelmetallhaltigen Schmelzmaterials, umfassend einen Vakuumschmelzofen, insbesondere mit einem Plasmastrahlschmelzmittel, wobei erhitztes Schmelzmaterial, umfassend das metallhaltige Gemisch, in einem Graphitbecken zu halten ist, wobei metallhaltiges Gemisch, insbesondere eines edelmetallhaltigen Schmelzmaterials, in das Graphitbecken durch eine Zuführung zuzuführen ist, insbesondere Katalysatoren aus Verbrennungsmotor-Kfzs, wobei in das das Graphitbecken eine erste seitliche Ausleitöffnung einbringbar ist für ein Ausleiten von Metallschmelze, insbesondere Edelmetallschmelze, und eine zweite seitliche Ausleitöffnung, nämlich eine Syphonausleitöffnung, vorgesehen für Schmelzschlacken aufweist, wobei die Ausleitöffnungen durch ein Stechlanzenmittel durch eine Wand des Graphitbeckens hindurch einzubringen sind, wobei die seitliche Syphonausleit-

BESTÄTIGUNGSKOPIE Öffnung ein angesetztes Syphonmittel mit einem integrierten Schlackestein aufweist, wobei ein angepasst ausgebildetes auslassöffnungsnahes Metallabdeckplattenmittel eingebracht ist, insbesondere eine Kupferabdeckplatte, aufweist, die derartig vorbereitet ist, dass sie auch bei fahrendem Vakuumschmelzofen austauschbar ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich ein Vakuumschmelzofen sicher warten, wobei die Wartung schnell und rechtzeitig vor Austreten einer unerwünscht größeren Menge an wertvollen Metallen, insbesondere Edelmetallen, aus einer zu großen Schlackeauslassöffnung vornehmen. Die Herausnahme des auslassöff- nungsnahen Metallabdeckplattenmittels, insbesondere einer Kupferabdeckplatte, ist durch erfindungsgemäße Austauschmittel auch bei intaktem Vakuumofen möglich, ohne dass der Ofen auseinandergenommen werden müsste. Weiterhin wird durch die Erfindung ein zu weites Abnutzen eines im Syphonmittel angeordneten Schlackestein vermieden bzw. eine ausreichende Kühlung des Schlackesteins ermöglicht. Anstatt eines kompletten Vakuumofenwechsels, der etwa 2 Wochen dauern kann, kann nun innerhalb einigen Stunden die Wartung vollendet werden.

Vorteilhaft ist es, wenn das auslassöffnungsnahe Metallabdeckplattenmittel, insbesondere eine Kupferabdeckplatte, in eine Ausnehmungsrichtung austauschbar ausgebildet ist.

Vorteilhaft ist es, wenn im Syphonmittel Seitenwände im Bereich des Metallabdeckplattenmittels vorgesehen sind, und in dem Metallabdeckplattenmittel, insbesondere Kupferabdeckplatte, lösbare Halterungsmittel vorgesehen sind, insbesondere mit korrespondierenden Ausnehmungen in dem Metallabdeckplattenmittel, insbesondere Kupferabdeckplatte.

Vorteilhaft ist es, wenn an den Seitenwänden Seitenhalterungsmittel vorgesehen sind und das abnehmbare Metallabdeckplattenmittel an die Seitenhalterungsmittel herausnehmbar angepasst ist. Vorteilhaft ist es, wenn angepasst gestufte Abschrägungen in den Seitenhalterungsmitteln und korrespondierende Abschrägungen an Kurzseiten des Metallabdeckplattenmittels vorgesehen sind.

Vorteilhaft ist es, wenn Befestigungsmittel zur Halterung an Seitenhalterungsmitteln vorgesehen sind, insbesondere jeweils zumindest zwei und/oder drei Befestigungsmittel.

Vorteilhaft ist es, wenn die angepasst ausgebildete, abnehmbare Kupferabdeckplatte eine vorbestimmte Höhe von zumindest etwa der Größe einer mit dem Stechlanzenmittel auszustechenden Syphonausleitöffnung aufweist, insbesondere etwa eine zweifach bis etwa dreifach Größe.

Vorteilhaft ist es, wenn eine Austauschsensorik vorgesehen ist, die ab einer vorbestimmten Öffnungsgröße in abnehmbaren Metallabdeckplattenmittels, insbesondere Kupferabdeckplatte, ein Austauschsignal abgibt.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Verwendung eines abnehmbaren Metallabdeckplattenmittels, insbesondere Kupferabdeckplatte, in einem Syphonmittel an einem Vakuumschmelzofen zum Abtrennen einer Schlackefraktion aus dem erhitzten Schmelzmaterial, das in einem Graphitbecken des Vakuumschmelzofens geschmolzen ist, wobei ein Abnehme in eine Abnehmrichtung innerhalb des Syphonmittels vornehmbar ist, insbesondere in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Betätigung einer Vorrichtung zum Schmelzen eines metallhaltigen Gemisches, insbesondere eines edelmetallhaltigen Schmelzmaterials, nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend einen Vakuumschmelzofen, insbesondere mit einem Plasmastrahlschmelzmittel, wobei erhitztes Schmelzmaterial, umfassend das metallhaltige Gemisch, in einem Graphitbecken gehalten wird, wobei metallhaltiges Gemisch, insbesondere eines edelmetallhaltigen Schmelzmaterials, in das Graphitbecken durch eine Zuführung zugeführt wird, insbesondere Katalysatoren aus Verbrennungsmotor-Kfzs, wobei in das das Graphitbecken eine erste seitliche Ausleitöffnung einbringbar ist für ein Ausleiten von Metallschmelze, insbesondere Edelmetallschmelze, und eine zweite seitliche Ausleitöffnung, nämlich eine Syphonausleitöffnung, vorgesehen für Schmelzschlacken aufweist, wobei die Ausleitöffnungen durch ein Stechlanzenmittel durch eine Wand des Graphitbeckens hindurch eingebracht wird, wobei die seitliche Syphonausleitöffnung ein angesetztes Syphonmittel mit einem integrierten Schlackestein aufweist, wobei ein angepasst ausgebildetes auslassöffnungsnahes Metallabdeckplattenmittel eingebracht wird, insbesondere eine Kupferabdeckplatte, aufweist, die derartig vorbereitet ist, dass sie auch bei fahrendem Vakuumschmelzofen ausgetauscht wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Schnittdarstellung,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Detaildarstellung,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Detaildarstellung,

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Detaildarstellung und

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Detaildarstellung.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße schematische Vorrichtung 1 zum Schmelzen eines metallhaltigen Gemisches, insbesondere eines edelmetallhaltigen Schmelzmaterials 2, umfassend einen Vakuumschmelzofen 3, insbesondere mit einem Plasmastrahlschmelzmittel 4, wobei erhitztes Schmelzmaterial 2, umfassend das metallhaltige Gemisch, in einem Graphitbecken 5 zu halten ist, wobei metallhaltiges Gemisch, insbesondere eines edelmetallhaltigen Schmelzmaterials 2, in das Graphitbecken 5 durch eine Zuführung 12 zuzuführen ist, insbesondere Katalysatoren aus Verbrennungsmotor-Kfzs, wobei in das das Graphitbecken 5 eine erste seitliche Ausleitöffnung 6 einbringbar ist für ein Ausleiten von Metallschmelze, insbesondere Edelme- tallschmelze, und eine zweite seitliche Ausleitöffnung 7, nämlich eine Syphonausleit- öffnung 8, vorgesehen für Schmelzschlacken aufweist, wobei die Ausleitöffnungen 6, 7 durch ein Stechlanzenmittel durch eine Wand 13 des Graphitbeckens 5 hindurch einzubringen sind, wobei die seitliche Syphonausleitöffnung 8 ein angesetztes Sy- phonmittel 14 mit einem integrierten Schlackestein 15 aufweist, wobei ein angepasst ausgebildetes auslassöffnungsnahes Metallabdeckplattenmittel 9 eingebracht ist, insbesondere eine Kupferabdeckplatte 10, aufweist, die derartig vorbereitet ist, dass sie auch bei fahrendem Vakuumschmelzofen 3 austauschbar ausgebildet ist, wobei das auslassöffnungsnahe Metallabdeckplattenmittel 9, insbesondere eine Kupferabdeckplatte 10, in eine Ausnehmungsrichtung 17 austauschbar ausgebildet ist.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 wobei im Syphonmittel 14 Seitenwände 16 im Bereich 18 des Metallabdeckplattenmittels 9 aufweist, und in dem Metallabdeckplattenmittel 9, insbesondere Kupferabdeckplatte 10, mit beispielhafter Beschädigungsöffnung 28 durch ein nicht dargestelltes Stechlanzenmittel, lösbare Halterungsmittel 20 vorgesehen sind, insbesondere mit korrespondierenden Ausnehmungen 21 , beispielhaft auch dargestellt in Fig. 4, 5, in dem Metallabdeckplattenmittel 9, insbesondere Kupferabdeckplatte 10, wobei an den Seitenwänden 16 Seitenhalterungsmittel 19 vorgesehen sind und das abnehmbare Metallabdeckplattenmittel 9 an die Seitenhalterungsmittel 19 herausnehmbar angepasst ist, insbesondere in eine Ausnehmungsrichtung 17 herausnehmbar.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in Detaildarstellung, wobei angepasst gestufte Abschrägungen 22 in den Seitenhalterungsmitteln 19 und korrespondierende Abschrägungen 25 an Kurzseiten 24 des Metallabdeckplattenmittels 9 vorgesehen sind.

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Detaildarstellung mit Haltestufen 26 in Seitenhalterungsmitteln 19 sowie angepassten Haltestufen 27 in dem Metallabdeckplattenmittel 9. Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in Detaildarstellung mit Halterungsmitteln 20 und Ausnehmungen 21 zum vorteilhaften Austausch Metallabdeckplattenmittel 9.

BEZUGSZEICHENLISTE Vorrichtung zum Schmelzen Schmelzmaterial Vakuumschmelzofen Plasmaschmelzstrahlmittel Graphitbecken erste seitliche Ausleitöffnung zweite seitliche Ausleitöffnung

8 Syphonausleitöffnung

9 MetaJJabdeckplattenmittel

10 Kupferabdeckplatte

11 Höhe

12 Zuführung

13 Wand

14 Syphonmittel

15 Schlackestein

16 Seitenwand

17 Ausnehmungsrichtung

18 Bereich

19 Seitenhalterungsmittel

20 Halterungsmittel

21 Ausnehmung

22 Abschrägung

23 Befestigungsmittel

24 Kurzseite

25 Abschrägung 26 Haltestufe

27 Haltestufe

28 Beschädigungsöffnung