io Beschreibung

Die Erfindung betrifft die Anwendung eines Verfahrens zum Behandeln von Metallschmelzen durch Zugabe von chemisch aktiven Substanzen oder Legierungselementen, wobei die Metallschmelze in einem geeigneten im

15 wesentlichen zylinderförmigen Gefäß mittels elektromagnetischer Kraft in Bewegung gesetzt wird und wobei ferner das Gefäß mindestens bis über die Hälfte mit der zu behandelnden Schmelze gefüllt ist, die Schmelze durch eine Drehbewegung um die Gefäßachse bis zum Gefäßscheitel gehoben und anschließend im wesentlichen in Richtung Gefäßachse auf die Schmelzoberfläche

20 zurückfallen gelassen wird bzw. zurückbefördert wird, wobei die besagten Substanzen oder Legierungselemente in den auf die Schmelzoberfläche zurück¬ fallenden Metallstrom aufgegeben werden.

Das vorbeschriebene Verfahren ist in der Eisenmetallurgie bekannt und wird bisher 25 ausschließlich dort benutzt. Es wird dort erfolgreich für das Behandeln von Roheisen eingesetzt. Unter Behandlung ist dabei die Zugabe von Legierungselementen oder von chemisch aktiven Substanzen zum Zweck der Ver- ändrung der Materialeigenschaften des Eisens, z.B. zur Entschwefelung, zu verstehen. Das Verfahren und ein für die Durchführung des Verfahrens geeignetes 30 Einrührgefäß sind in der EP-PS 0 252 308 beschrieben.

Überraschend wurde gefunden, daß das Verfahren sich zum Einschmelzen eines feinstückig vorliegenden Leichtmetallschrotts in eine Schmelze dieses Leichtmetalls eignet.

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Das Einbringen von feinstückigem Leichtmetallschrott, z. B. Leichtmetallspänen, in eine Leichtmetallschmelze stellt bisher technisch ein großes Problem dar. Beim

Zugeben von Spänen auf eine ruhende Schmelze würden, wenn keine weiteren geeigneten Maßnahmen vorgenommen würden, die Späne auf der Schmelze schwimmen und dort nach dem Einbringen sofort stark oxidieren. Man löst das Problem zur Zeit, indem die Späne unter Zugabe von Schmelzsalzen in einem speziell für diesen Zweck geeigneten Aggregat, z. B. einem Salzbad-Drehtrommel¬ ofen, eingeschmolzen werden. Die Schmelzsalzzugabe muß jedoch in erheblicher Menge erfolgen, die bei ca. 40% des Volumenanteils der zuzugebenden Späne liegt, so daß eine entsprechend hohe Salzschlackenmenge entsteht. Die anfallende Salzschlacke muß abgeleitet und später in aufwendigen Verfahren wieder recycelt werden. Teilweise fallen nicht recycelbare Stoffe an, die mit hohem Aufwand entsorgt und endgelagert werden müssen.

Aus der EP-PS 120 684 ist auch bereits ein Verfahren bekannt, bei dem die Schmelze einem Ofen entnommen und einem speziellen Einrührgefäß zugeführt wird, in welchem die einzuschmelzenden Späne hinzugegeben werden, um anschließend in einem Kreislauf wieder in den Ofen zurückgeführt zu werden. Im Einrührgefäß soll mittels eines magnetischen Wanderfeldes eine Aufwärtsströmung an einer Wand erzeugt werden, die auf der Oberfläche der Schmelze eine stehende Welle bildet. Eine nachfolgende Abwärtsbewegung der Schmelze soll durch eine Begrenzungsfläche gerichtet und verstärkt werden. Die einzuschmelzenden Späne werden im Bereich zwischen dem Scheitelpunkt der Welle und der gegenüberliegenden Begrenzung auf die Oberfläche der Schmelze aufgebracht. Die Ab- und Weiterleitung der Schmelze einschließlich des zugeführten Materials soll unterhalb des Rührbereiches an einer Seite des Einrührgefäßes erfolgen.

Diese Lösung führt praktisch zu keinem brauchbaren Ergebnis. Die eingebrachten Metallspäne werden zwar schneller als z. B. in einem Induktionstiegelofen unter die Oberfläche der Schmelze gebracht, schwimmen aber teilweise wieder auf, oxi¬ dieren dabei und bilden einen Schlackeansatz insbesondere an der Begrenzungswand und an den Gefäßwänden. Nachfolgende Späne werden zunehmend schlechter eingerührt und oxidieren um so leichter, so daß der Prozeß nur eine begrenzte Zeit aufrechterhalten werden kann.

Wird dagegen das eingangs beschriebene, an sich zum Behandeln von Roheisen be- kannte Verfahren angewendet, erfolgt ein schnelles Einbringen des Leichtmetall¬ schrotts in die Leichtmetallschmelze, so daß ein Oxidieren nur in sehr geringem Maße stattfindet. Die Schmelze wird im ganzen, also vorhandene Schmelze plus

eingeschmolzenes Material plus entstehende Krätze, ständig weiterbefördert, so daß auf der Schmelze keine Krätzeschicht akkumulieren kann. Diese kann durch geeignete Vorrichtungen am Einrührgefäß oder später innerhalb des Schmelzekreislaufs von der Schmelze separiert werden.

Die zuzugebende Schmelzsalzmenge reduziert sich z.B. beim Einbringen von Aluminiumspänen in eine Aluminiumschmelze auf einen Bereich unter 5% . Sie kann gegebenenfalls völlig entfallen.

Mit der Erfindung kann vorteilhaft ein Verfahren zur Wiederverwendung von fein¬ stückigem Aluminiumschrott bereitgestellt werden.

Der Leichtmetallschrott kann bereits in feinstückiger Form vorliegen, z.B. als Zer¬ spanungsrückstände, die auch verschmutzt sein können. So können z. B. mit Schmiermittelresten benetzte Späne eingeschmolzen werden.

Er kann auch zum Zweck des Einschmelzens feinstückig zerkleinert werden.

Als Einrührgefäß wird bevorzugt ein Gefäß verwendet, das ebenfalls aus der vor- benannten EP-PS 252 308 für die Behandlung einer Metallschmelze bekannt ist. Das Gefäß ist zylindrisch und wird horizontal oder leicht geneigt angeordnet. Außerhalb der Wand des Gefäßes sind Induktoren angeordnet, welche auf die Metallschmelze sowohl Dreh- wie Axialkräfte ausüben. Außerdem ist das Einrührgefäß mit Mitteln versehen, um Materialien auf die Metalloberfläche beizugeben.

Die Schmelze wird bevorzugt in einem Schmelzofen erzeugt, dort soweit überhitzt, daß ihre Temperatur bei Abgabe der Schmelzwärme an das einzuschmelzende Leichtmetall noch über der Schmelztemperatur liegt und anschließend dem Gefäß zum Einschmelzen des Leichtmetallschrotts zugeführt.

Als Schmelzofen eignet sich für diesen Zweck in bevorzugter Weise ein mit Brenn¬ stoff beheizter, z. B. gasbeheizter, Ofen.

Über ein Rinnensystem mit Schwerkraftablauf und/oder Metallpumpe kann die Schmelze dem Gefäß zum Einschmelzen des Leichtmetallschrotts zugeführt werden. Bevorzugt wird hierbei ein kontinuierlicher Prozeß aufrechterhalten.

Das Verfahren kann in bevorzugter Weise auch so ausgeführt werden, daß die Schmelze nach dem Passieren des Gefäßes zum Einschmelzen des Leichtmetallschrotts einem zum Warmhalten, Gießen oder metallurgischen Behandeln dienenden Gefäß zugeführt wird. Insbesondere kann mittels Phasentrennung eine Krätzeseparation durchgeführt werden, wobei es sich als vor¬ teilhaft erwiesen hat, daß die Schmelze nach dem Passieren des Gefäßes zum Einschmelzen des Leichtmetallschrotts unmittelbar einem Gefäß für die Vornahme der Phasentrennung zugeführt wird.

In ebenfalls bevorzugter Weise kann das Verfahren so ausgeführt werden, daß die Schmelze wieder dem Schmelzofen zugeführt wird.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt das Prinzipbild einer Anlage zum Ein¬ schmelzen von Leichtmetallschrott.

In einem Schmelzofen 1 wird ständig eine Schmelze des Leichtmetalls vorrätig gehalten, deren Menge eine gewisse Mindestmenge nicht unterschreitet. Die im Schmelzofen 1 vorhandene Schmelze wird durch Energiezugabe soweit überhitzt, daß ihre Temperatur bei Abgabe von Schmelzwärme an das einzuschmelzende Material noch über der Schmelztemperatur liegt. Der Schmelzofen 1 kann zu diesem Zweck z.B. gasbeheizt sein.

Über eine Metallpumpe 2 und eine Rinne 3 wird die Schmelze einem Einrührgefäß 4 zugeführt. Die Metallpumpe 2 kann eine mechanische oder induktiv arbeitende Pumpe sein.

Im Einrührgefäß 4 erfolgt über die Chargiereinrichtung 5 die Zugabe des Einschmelzgutes.

Im Einrührgefäß 4 wird die Schmelze an einer oder beiden seitlichen Gefäßwänden induktiv angehoben und fällt auf die Schmelze zurück. Gleichzeitig wird die Schmelze im gesamten Einrührbereich axial durch das Einrührgefäß 4 hindurch bewegt.

Nach Passieren des Einrührgefaßes 4 wird die um das eingeschmolzene Material vermehrte Schmelze zunächst einer Krätzebox 6 zur Krätzeseparation zugeführt. Über eine weitere Rinne 7 gelangt die Schmelze dann zurück zum Einlauf 8 des Schmelzofens 1 , aus dem sie zur weiteren Verarbeitung entnommen werden kann.