DE1583867B1

DE1583867B1 - Process for melting non-ferrous metals and burners to carry out the process

Info

Publication number: DE1583867B1
Application number: DE19671583867
Authority: DE
Inventors: Horak Edwin M; Hofherr Stanley W
Original assignee: Chemetron Corp
Current assignee: Chemetron Corp
Priority date: 1966-04-28
Filing date: 1967-04-27
Publication date: 1970-12-23
Also published as: BE697647A; NL6706062A; SE321054B; AT282978B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Nichteisenmetallen sowie eine Brennereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Insbesondere betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Betrieb von Strahl- oder Flammöfen, Drehöfen und Kipp- oder Rüttelöfen und eine verstellbare Brennereinrichtung für diese Öfen.The invention relates to a method for producing non-ferrous metals and a burner device for carrying out the method. In particular concerns the invention an improved method for the operation of blasting or flame furnaces, Rotary ovens and tilting or vibrating ovens and an adjustable burner device for these ovens.

Zusätzliche Wärmequellen, bei denen Brennstoffe, wie Erdgas und Brennöl, in Gegenwart von Luft oder Sauerstoff verbrannt werden, haben eine breite Anwendung in der Industrie der Eisenmetalle gefunden (vgl. USA.-Patentschrift 3 115 405 von M. E. B o y d und USA.-Patentschrift 3 194 650 von E. F. K u r -z i n s k i). Diese Patentschriften betreffen in erster Linie die Verwendung von Lanzen und Brennern bei der Herstellung von Eisen und Stahl. In der USA.-Patentschrift 3 115 405 ist die Verwendung von Lanzen beschrieben, die zur Oxydation durch die Tür des Ofens und in das geschmolzene Metallbad eingeführt werden. In dieser Patentschrift sind auch Brenner angegeben, die in den Stirnwänden des Ofens angeordnet sind. Nach der USA.-Patentschrift 3 194 650 wird eine Vorrichtung verwendet, die sowohl als Sauerstofflanze als auch als Brenner dient; hierbei sind die bei feuerfesten Auskleidungen von Öfen auftretenden Schwierigkeiten berücksichtigt, wenn Brenner mit Sauerstoff und einem fluiden Brennstoff verwendet werden. Diese Patentschrift beschreibt die Verwendung eines Systems aus zwei Brennern, bei dem ein Brenner zur Erhitzung der Atmosphäre zwischen einem zweiten Brenner und der feuerfesten Wand verwendet wird. Neben den Schwierigkeiten mit den feuerfesten Öfenauskleidungen treten bei Nichteisenmetallen weitere Schwierigkeiten durch Oxydation auf. Dies ist einer der Gründe, warum die Verwendung von Sauerstoff zum Schmelzen von Schrott in der Nichteisenmetallindustrie noch nicht in Erwägung gezogen wurde.Additional heat sources that use fuels such as natural gas and fuel oil burned in the presence of air or oxygen have wide application found in the ferrous metals industry (see U.S. Pat. No. 3,115,405 to M. E. B o y d and U.S. Patent 3,194,650 by E. F. K u r -z i n s k i). These Patents primarily relate to the use of lances and burners in the manufacture of iron and steel. U.S. Patent 3,115,405 is the use of lances is described for the purpose of oxidation through the door of the furnace and introduced into the molten metal bath. In this patent are also indicated burners, which are arranged in the end walls of the furnace. After U.S. Patent 3,194,650 uses a device that works as both an oxygen lance also serves as a burner; here are those for refractory linings of furnaces Any difficulties encountered when using oxygen and a burner fluid fuel can be used. This patent describes the use a system of two burners in which one burner is used to heat the atmosphere used between a second burner and the refractory wall. In addition to the Difficulties with the refractory furnace linings occur with non-ferrous metals further difficulties caused by oxidation. This is one of the reasons why the Use of oxygen to melt scrap in the non-ferrous metal industry has not yet been considered.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines neuen Verfahrens zur Erzeugung von Nichteisenmetallen in einem Ofen sowie eine Brennereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines neuen Verfahrens zur Anwendung eines Brenners für Sauerstoff und einen fluiden Brennstoff in einem Ofen zur Erzeugung von Nichteisenmetallen. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Schmelzen von Nichteisenschrett in einem Ofen, bei dem ein höherer Wirkungsgrad des Ofens erzielt wird. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Brennereinrichtuna, die die Verwendung einer Flamme aus Sauerstoff und fluidem Brennstoff in einem Ofen gestattet, der zum Schmelzen von Nichteisenmetallen verwendet wird, wobei die Brenneranordnung einfach in der Konstruktion und leicht für Flammöfen, Drehöfen und Kippöfen abzuwandeln ist. Diese und andere Zwecke der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen bedeutet F i g. 1 eine Ansicht eines Flammofens im Horizontalschnitt, die etwas schematisch die Anordnung der Brenner, einschließlich des verstellbaren Brenners gemäß der Erfindung, zeigt, F i g. 2 eine Bodenansicht (teilweise im Vertikalschnitt) des erfindungsgemäß verwendeten Brennertyps, F i g. 3 eine Perspektivansicht des verstellbaren Brenners in Verbindung mit :einem Ofen nach F i g. 1, F i g. 4 eine Draufsicht auf die Brennereinrichtung von F i g. 3, die die Anordnung der Brenner in einer Ofentür zeigt, F i g. 5 eine Endansicht im Vertikalschnitt nach der Linie 5-5 von F i g. 4, F i g. 6 eine Ansicht eines Kippofens im Horizontalschnitt, die etwas schematisch die Anordnung des verstellbaren Brenners gemäß der Erfindung sowie eines zusätzlichen Brenners im Ofen zeigt, F i g. 7 eine Ansicht wie nach F i g. 6, wobei jedoch die Brenner in Verbindung mit einem Drehofen dargestellt sind.The purpose of the invention is to create a new method of production of non-ferrous metals in a furnace and a burner device for implementation of the procedure. Another purpose of the invention is to provide a new method for using a burner for oxygen and a fluid fuel in one Furnace for the production of non-ferrous metals. Another purpose of the invention is the creation of a process for melting non-ferrous scrap in a furnace, in which a higher efficiency of the furnace is achieved. Another purpose of the Invention is the creation of a burner device that uses a flame of oxygen and fluid fuel in a furnace that is allowed to melt of non-ferrous metals, the burner assembly simply being in the Construction and easy to modify for flame furnaces, rotary furnaces and tilting furnaces. These and other purposes of the invention will be apparent from the description below and the drawings. In the drawings, F i means g. 1 is a view of a flame furnace in horizontal section showing somewhat schematically the arrangement of the burners, including of the adjustable burner according to the invention, FIG. 2 is a bottom view (partly in vertical section) of the burner type used according to the invention, F i G. 3 is a perspective view of the adjustable burner in connection with: a Furnace according to FIG. 1, Fig. 4 is a plan view of the burner device of FIG G. 3, which shows the arrangement of the burners in an oven door, FIG. 5 is an end view in vertical section along the line 5-5 of F i g. 4, fig. 6 is a view of a Tilting furnace in horizontal section, which somewhat schematically shows the arrangement of the adjustable Shows burner according to the invention and an additional burner in the furnace, F i g. 7 shows a view as in FIG. 6, but with the burner in conjunction with a rotary kiln are shown.

Im Prinzip besteht das neue Verfahren gemäß der Erfindung darin, daß der Ofen mit festem Nichteisenmetall-Schrott beschickt wird, entweder durch die Beschickungsöffnungen am oberen Ende eines Flamm- oder Kippofens oder durch die Beschickungsöffnung am Ende eines Drehofens. Es werden praktisch reiner Sauerstoff und ein fluider Brennstoff, wie Erdgas, unter Ausbildung einer nichtoxydierenden Flamme verbrannt. Die Flamme wird mit Hilfe einer im Ofen angeordneten Brennereinrichtung auf den Nichteisenmetall-Schrott gerichtet, und zwar von einer Öffnung aus, von der aus das feste Nichteisenmetall vollständig beobachtet werden kann. Die nichtoxydierende Flamme wird aus allen Stellungen entlang einer vertikalen und einer horizontalen Achse auf den Schrott geleitet, wodurch Teile des festen Metalls selektiv erhitzt und geschmolzen werden. Beim Niederschmelzen des festen Metalls im Flammofen und im Kippofen wird zusätzliche Hitze durch nichtverstellbare Brenner in den Stirnwänden zugeführt. Wegen der intensiven Hitze der Flamme aus Sauerstoff und fluidem Brennstoff werden die Brenner an den Stirnwänden mit einer verminderten Feuergeschwindigkeit betrieben. Im Drehofen erhält man die besten Ergebnisse, wenn der Ofen so gedreht wird, daß die feuerfeste Auskleidung des Ofens mit geschmolzenem Metall überzogen wird und eine Umschichtung des festen Metalls mit flüssigem Metall erfolgt. Die neue verstellbare Brennereinrichtung, die das selektive Schmelzen des Nichteisenmetalls ohne Oxydation bewirkt, enthält die üblichen konzentrisch angeordneten Rohre, einen Düsenteil zum Verbrennen von Sauerstoff und fluidem Brennstoff sowie Einrichtungen zum Kühlen des Düsenteils. An der Brennereinrichtung sind Einrichtungen vorgesehen, die den Brenner in einer Öffnung des Ofens halten, so daß eine Bewegung des Brenners entlang einer vertikalen und einer horizontalen Achse möglich ist. Diese Einrichtungen enthalten einen schwenkbaren Träger, der in einigen Fällen am Ofen selbst befestigt ist. Ein Teil mit einer Bogennut ist an dem Brenner befestigt und drehbar am Träger angebracht, um die Vertikal- und Horizontalbewegung zu ermöglichen.In principle, the new method according to the invention consists in that the furnace is charged with solid non-ferrous metal scrap, either through the Loading openings at the top of a flame or tilting furnace or through the Loading opening at the end of a rotary kiln. It becomes practically pure oxygen and a fluid fuel such as natural gas to form a non-oxidizing one Burned flame. The flame is generated with the help of a burner device arranged in the furnace directed at the non-ferrous metal scrap from an opening from which can be fully observed from the solid non-ferrous metal. The non-oxidizing one Flame comes from all positions along a vertical and a horizontal Axis passed onto the scrap, thereby selectively heating parts of the solid metal and be melted. When melting down the solid metal in the furnace and In the tilting furnace, additional heat is generated by non-adjustable burners in the end walls fed. Because of the intense heat of the oxygen and fluid fuel flame the burners on the end walls with a reduced rate of fire operated. The best results are obtained in the rotary kiln when the kiln is rotated this way that the refractory lining of the furnace is coated with molten metal and a redeployment of the solid metal with liquid metal takes place. the new adjustable burner device, which allows the selective melting of the non-ferrous metal effected without oxidation, contains the usual concentrically arranged tubes, one Nozzle part for burning oxygen and fluid fuel and devices for cooling the nozzle part. Facilities are provided on the burner device which hold the burner in an opening of the furnace, so that a movement of the burner along a vertical and a horizontal axis is possible. These bodies contain a pivoting bracket that in some cases attaches to the stove itself is. A part with an arcuate groove is attached to the torch and rotatable on the carrier attached to allow vertical and horizontal movement.

Die Erfindung ist nachstehend erläutert. F i g. 1 zeigt einen gewöhnlichen Flammofen, der im allgemein= mit 10 bezeichnet ist. Er besitzt eine Vorder- und eine Rückwand Il und 12 und eine Stirnwand 13, wobei die gegenüberliegende Seitenwand nicht gezeigt ist. Alle diese Wände bestehen aus feuerfestem Material und sind mit den üblichen Stoffen ausgekleidet. Im Gewölbe des Ofens 10 befindet sich eine Beschickungstür 15, durch die Nichteisenmetall-Schrott 16 in den Ofen eingefüllt wird. In der Stirnwand 13 sind zwei Öffnungen 20 und 21 vorgesehen, in die zwei gewöhnliche Brenner 22 bzw. 23 eingeführt sind, in denen ein fluider Brennstoff, beispielsweise Erdgas oder Brennöl, mit Luft verbrannt wird. An der Vorderwand 11 ist eine Brennereinrichtung befestigt, die im allgemeinen mit 25 bezeichnet ist und die dazu dient, die Brennereinheit 30 in der Öffnung 26 zu halten, die durch die Tür 27 geöffnet und geschlossen wird.The invention is explained below. F i g. 1 shows an ordinary one Flame furnace, which is generally designated as 10. He has a front and a rear wall II and 12 and an end wall 13, the opposite side wall is not shown. All of these walls are made of fireproof material and are with lined with the usual fabrics. A loading door is located in the vault of the furnace 10 15 through which non-ferrous metal scrap 16 is loaded into the furnace. In the Front wall 13, two openings 20 and 21 are provided, into which two ordinary burners 22 or 23 are introduced, in which a fluid fuel, such as natural gas or fuel oil, is burned with air. On the front wall 11 is a burner device attached, which is indicated generally at 25 and which serves to the burner unit 30 to be held in the opening 26 which is opened and closed by the door 27.

Nach F i g. 2 enthält die Brennereinrichtung 25 eine Brennereinheit 30 mit einem zentralen Sauerstoffrohr 42 und einem konzentrisch dazu angeordneten Rohr 48 für Erdgas. Ein Düsenteil mit vermindertem Durchmesser 33 bewirkt die Vermischung des Sauerstoffes mit dem Erdgas aus den jeweiligen Rohren und eine Ausrichtung der Ströme. Das Düsenteil wird mit Hilfe einer Kühlflüssigkeit, wie Wasser, die durch ein konzentrisches Mantelrohr 51 strömt, gekühlt. Das Kühlwasser wird mit Hilfe eines in dem Mantelrohr 51 angeordneten Rohres 35, das am Ende des Düsenteils 33 endet, direkt an das Düsenteil 33 gebracht. Die Zuleitung 37 bringt mit Hilfe eines Schlauches 38 Kühlwasser zu dem Rohr 35. Das erhitzte Wasser verläßt den Brenner über das Mantelrohr 51, das Rohr 39 und den Austrittsschlauch 40. Der Sauerstoff wird mit Hilfe eines Schlauches 41 über ein geeignetes Verbindungsstück 43 in das zentrale Rohr 42 geleitet. Das Rohr 48, das mit einem Zuleitungsschlauch 49 für Erdgas in Verbindung steht, ist dichtschließend mit dem Rohr 31 verbunden und mit Hilfe einer Packmutter 45 und eines Flansches 46 in einem konzentrischen Abstand zum Rohr 42 gehalten, wobei der Ringraum 32 gebildet wird. Durch die Abstandshalter 50 ist das Rohr 42 gegenüber dem Rohr 48 ausgerichtet. Ein äußeres Rohr 51 ist in geeigneter Weise dicht über dem Rohr 48 angeordnet, wodurch ein Kühlmittelraum 34 erhalten wird.According to FIG. 2, the burner device 25 contains a burner unit 30 with a central oxygen tube 42 and a tube 48 for natural gas arranged concentrically therewith. A nozzle part with a reduced diameter 33 effects the mixing of the oxygen with the natural gas from the respective pipes and an alignment of the flows. The nozzle part is cooled with the aid of a cooling liquid, such as water, which flows through a concentric jacket tube 51 . The cooling water is brought directly to the nozzle part 33 with the aid of a pipe 35 which is arranged in the jacket pipe 51 and ends at the end of the nozzle part 33. The supply line 37 brings cooling water to the pipe 35 with the help of a hose 38. The heated water leaves the burner via the jacket pipe 51, the pipe 39 and the outlet hose 40 Pipe 42 passed. The pipe 48, which is connected to a supply hose 49 for natural gas, is tightly connected to the pipe 31 and held at a concentric distance from the pipe 42 by means of a packing nut 45 and a flange 46, the annular space 32 being formed. The tube 42 is aligned with respect to the tube 48 by the spacers 50. An outer tube 51 is arranged in a suitable manner close to the tube 48, whereby a coolant space 34 is obtained.

Eine Ausführungsform der Brennereinrichtung ist in den F i g. 3 bis 5 allgemein mit der Bezugszahl 25 versehen; sie enthält eine Auslegerkcnstruktion 55 zum Einführen der Brennereinheit 30 in die Öffnung 26 des Ofens. Ein I-Träger 56 ist mit Hilfe des Gelenks 57 schwenkbar an der Wand 11 angebracht. Das Gelenk besteht aus den beiden Armteilen 58 und 59 auf dem Träger 56 und aus dem Gelenkzapfen 60 und ist durch vergrößerte Endteile an diesem gehalten. Der Gelenkzapfen 60 geht durch die Armteile und durch die Buchse 61, die an der Platte 62 des Gelenks befestigt ist. In der Wand 11 ist eine Ankersäule 63 verankert, an der die Gelenkplatte 62 befestigt ist. An der Ankersäule 63 ist weiterhin eine Tragstangenanordnung 65 mit Hilfe der Gelenkplatte 66 angelenkt, deren Flansche 67 und 68 den Gelenkzapfen 69 halten, der durch die Buchse 70 auf der Stange 71 hindurchgeht. Die Stange 71 ist mit Hilfe einer Gabel 72 und eines Flansches 73 am Träger 56 befestigt, wobei die Verbindung durch den Zapfen 74 erfolgt.One embodiment of the burner device is shown in FIGS. 3 to 5 generally indicated by the reference number 25; it contains a cantilever construction 55 for introducing the burner unit 30 into the opening 26 of the furnace. An I-beam 56 is pivotably attached to the wall 11 with the aid of the hinge 57. The joint consists of the two arm parts 58 and 59 on the carrier 56 and the pivot pin 60 and is held on this by enlarged end parts. The pivot pin 60 goes through the arm parts and through the bushing 61 attached to the plate 62 of the hinge is. An anchor column 63 is anchored in the wall 11, on which the joint plate 62 is attached. A support rod arrangement 65 is also provided on the anchor column 63 Articulated with the aid of the hinge plate 66, the flanges 67 and 68 of which the hinge pin 69 that passes through the bushing 70 on the rod 71. The rod 71 is attached to the support 56 by means of a fork 72 and a flange 73, the Connection through the pin 74 takes place.

Der Brenner 30 ist mit Hilfe einer Querplatte 75, die durch die Verlängerungsplatte 76 mit der Unterseite des Trägers verbunden ist, verstellbar mit dem Träger 56 verbunden. In die Platte 75 greifen zwei identische, nach oben verlaufende Wandteile 77 mit Innenschlitzen ein, in denen die Platte 75 aufgenommen wird. Die Teile 77 werden mit Hilfe von gewöhnlichen C-förmigen Zwingen 78 auf der Platte 75 gehalten. Zwischen den beiden Wandteilen befindet sich ein Bodenteil 79, das eine Verbindung mit der Halterung 80 und eine Drehverbindung mit dem Achsenteil 81 schafft. An dem Achsenteil 81 ist ein Block 82 befestigt, der von den beiden bogenförmigen, mit Schlitzen versehenen Teilen 83 flankiert ist. Mit Hilfe einer Mutter mit Bolzen 84 können die Teile 83 verstellbar befestigt und bogenförmig verschoben werden. Die gebogenen Teile 83 sind an den unteren Enden der Schlitze mit Hilfe von U-förmigen Gewindezwingen 85, die die gewöhnlichen Laschen 86 und Muttern 87 besitzen, an der Brennereinheit 30 befestigt.The burner 30 is adjustably connected to the carrier 56 with the aid of a transverse plate 75 which is connected to the underside of the carrier by the extension plate 76. In the plate 75 engage two identical, upwardly extending wall parts 77 with internal slots, in which the plate 75 is received. The parts 77 are held on the plate 75 by means of conventional C-shaped clamps 78. A base part 79 is located between the two wall parts and creates a connection with the holder 80 and a rotary connection with the axle part 81. A block 82 is attached to the axle part 81 and is flanked by the two arcuate parts 83 provided with slits. With the aid of a nut with a bolt 84, the parts 83 can be fastened in an adjustable manner and moved in an arc-shaped manner. The bent parts 83 are attached to the burner unit 30 at the lower ends of the slots by means of U-shaped threaded clamps 85 which have the usual tabs 86 and nuts 87.

F i g. 6 zeigt die Verwendung der Brennereinrichtung 25 in einem üblichen Kippofen 100 mit einer gewöhnlichen feuerfesten Wand 101. Der Träger 102 ist auf einer Unterlage verankert und so angeordnet, daß der Brenner 30 in die Türöffnung 103 unterhalb der Tür 105 geschoben werden kann.F i g. 6 shows the use of the burner device 25 in a conventional tilting furnace 100 with a conventional refractory wall 101. The carrier 102 is anchored on a base and is arranged so that the burner 30 can be pushed into the door opening 103 below the door 105.

In dem Ofen 100 befindet sich ein Haufen aus Nichteisenmetall 108, der mit Hilfe eines gewöhnlichen Brenners 109 an einer Öffnung 110 des Ofens erhitzt wird, wobei das gegenüberliegende Ende 111 in üblicher Weise als Abzug dient.In the furnace 100 there is a heap of non-ferrous metal 108 which is heated with the aid of a conventional burner 109 at an opening 110 of the furnace, the opposite end 111 serving as a vent in the usual manner.

Eine modifizierte Brenneranordnung, die allgemein mit 125 bezeichnet ist, ist in F i g. 7 in Verbindung mit einem gewöhnlichen Drehofen 115, der einen Haufen von Nichteisenmetall-Schrott 116 enthält, dargestellt. Bei den Teilen, die den Teilen der Einrichtung 25 ähnlich sind, sind die beiden letzten Stellen der Bezugszahlen (über 100) gleich. Man erkennt, daß der Hauptunterschied zwischen der Anordnung 125 und 25 in der schwenkbaren Halteeinrichtung 117 für den Träger 156 und die Stange 171 liegt. Zwei Ringelemente, von denen eines mit 118 bezeichnet ist, sind in üblicher Weise schwenkbar an dem Pfosten 120 angebracht. Sie tragen die Stange 171 und den Träger 156, wobei der Pfosten 120 zweckmäßig im Boden verankert ist. Ein gewöhnlicher Brenner 109 befindet sich in der Öffnung 121, wobei durch die Öffnung 122 ein geeigneter Abzug geschaffen wird.A modified burner assembly, indicated generally at 125, is shown in FIG. 7 in connection with an ordinary rotary kiln 115 containing a pile of non-ferrous metal scrap 116 is shown. For parts that are similar to parts of the device 25, the last two digits of the reference numbers (over 100) are the same. It can be seen that the main difference between the assemblies 125 and 25 lies in the pivoting support means 117 for the carrier 156 and the rod 171. Two ring members, one of which is designated 118, are pivotably attached to the post 120 in a conventional manner. They carry the rod 171 and the bracket 156, with the post 120 suitably anchored in the ground. An ordinary burner 109 is located in the opening 121, with a suitable vent being created through the opening 122.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung in einem Flammofen (vgl. F i g. 1 bis 5) wird der Nichteisenschrott 16 durch die Beschikkungstür 15 eingefüllt und bildet etwa in der Mitte des Ofens 10 einen Haufen. Nachdem eine geeignete Menge Schrott eingefüllt ist, was man nach Öffnen der Tür 27 durch Beobachtung durch die Türöffnung 26 feststellen kann, werden die gewöhnlichen Brenner 22 und 23, in denen normalerweise Gemische von fluiden Brennstoffen und Luft verbrannt werden, entzündet und auf den Schrott 16 gerichtet. Dann wird die Brennereinrichtung 25 in Gang gesetzt, wobei sie aus der zurückgezogenen Stellung (gestrichelte Linien) in die Stellung von F i g. 1 und 4 unterhalb des Abzuges 88 bewegt wird. Es wird fluider Brennstoff zugeführt und in Gegenwart von Luft in der Brennereinheit 30 entzündet. Dann wird Sauerstoff durch die Kammer 42 eingeführt, wobei sich die Flammentemperatur im Vergleich zur Verwendung von Luft um etwa 790 bis 830° C erhöht. Es wird darauf geachtet, daß die Flamme keinen Sauerstoffüberschuß enthält. Bei der mit Erdgas betriebenen Brennereinheit 30 wird dies dadurch erreicht, daß der Sauerstoffstrom konzentrisch innerhalb des Erdgasstromes strömt, sowie dadurch, daß das Verhältnis zwischen Sauerstoff und Erdgas in der Größenordnung von 1,3 bis 1,9 liegt. Der entzündete Strom aus Sauerstoff und fluidem Brennstoff wird in allen Winkeln auf den Schrotthaufen 16 gerichtet, um diesen selektiv zu schmelzen. Die Vertikalbewegung wird durch das Gleiten der Teile 83 mit den bogenförmigen Schlitzen und die Horizontalbewegung wird durch die Drehung um die Achse 81 bewirkt. Es ist wichtig, den Schrott selektiv zu schmelzen, da eine übermäßige Oxydation dadurch verhindert wird, daß die Flamme aus Sauerstoff und fluidem Brennstoff nur mit denjenigen Teilen des Schrottes in Berührung steht, an denen die Erhitzung tatsächlich erforderlich ist. Dadurch wird die tatsächliche Anwendungsdauer der Flamme aus Sauerstoff und fluidem Brennstoff vermindert. Auch kann es manchmal vorkommen, daß der Schrott angehäuft bleibt oder eine Brücke gebildet wird, wobei ein Schrottstück mehrere andere hält. Deshalb ist es erwünscht, gerade dieses Schrottstück zu schmelzen, wodurch der Rest des Haufens in das geschmolzene Metall fallen und schmelzen kann. Wegen der hohen Flammentemperatur der Brennereinheit 30 werden die Brenner 22 und 23 am Ende nicht mit ihrer vollen Leistung betrieben. Nach dem Niederschmelzen des Schrottes werden die Brenner 22 und 23 mit normaler Leistung betrieben, und die normale Arbeitsweise des Flammcfens wird wieder aufgenommen.When the method according to the invention is carried out in a flame furnace (cf. FIGS. 1 to 5), the non-ferrous scrap 16 is poured in through the loading door 15 and forms a heap approximately in the middle of the furnace 10. After a suitable amount of scrap has been filled in, which can be determined after opening the door 27 by observation through the door opening 26, the usual burners 22 and 23, in which mixtures of fluid fuels and air are normally burned, are ignited and onto the scrap 16 directed. The burner device 25 is then started, moving from the retracted position (dashed lines) to the position of FIG. 1 and 4 below the trigger 88 is moved. Fluid fuel is supplied and ignited in the burner unit 30 in the presence of air. Oxygen is then introduced through chamber 42, the flame temperature increasing by about 790 to 830 ° C compared to using air. Care is taken that the flame does not contain any excess oxygen. In the case of the burner unit 30 operated with natural gas, this is achieved in that the oxygen stream flows concentrically within the natural gas stream, and in that the ratio between oxygen and natural gas is in the range of 1.3 to 1.9. The ignited stream of oxygen and fluid fuel is directed at all angles at the scrap heap 16 to selectively melt it. The vertical movement is effected by the sliding of the parts 83 with the arcuate slots and the horizontal movement is effected by the rotation about the axis 81. It is important to selectively melt the scrap as excessive oxidation is prevented by the fact that the oxygen and fluid fuel flame is in contact only with those parts of the scrap which are actually required to be heated. This will reduce the actual use time of the oxygen and fluid fuel flame. Also, the scrap may sometimes remain piled up or a bridge may be formed with one piece of scrap holding several others. It is therefore desirable to melt just this scrap piece, which allows the remainder of the pile to fall into the molten metal and melt. Because of the high flame temperature of the burner unit 30, the burners 22 and 23 are not operated at full power at the end. After the scrap has been melted down, the burners 22 and 23 are operated at normal power and the normal operation of the flame furnace is resumed.

Die Wirkungsweise der Brennereinrichtung 25 im Kippofen 100 und im Drehofen 115 ist praktisch die gleiche wie im Flammofen, ausgenommen, daß im Drehofen der Schrott durch die gleiche Öffnung 121 eingeführt wird, in der sich die Brenner 109 und 125 befinden, wenn sie in Betrieb sind. Man erkennt auch, daß beim Betrieb des Kippofens sowohl der Brenner 25 als auch der gewöhnliche Brenner 109 gleichzeitig angewendet werden können, wogegen beim Drehofen 115 die Brennereinrichtung 125 und der gewöhnliche Brenner 109 abwechselnd in Betrieb sind. Ein weiterer Vorteil des Kipp- oder Drehofens besteht darin, daß diese Öfen gekippt oder gedreht werden können, um den Schrotthaufen zu verteilen; und zusätzlich kann die Auskleidung des Ofens mit dem geschmolzenen Metall überzogen werden, wodurch diese vor der Einwirkung der höheren Temperaturen der Flamme aus Sauerstoff und fluiden Brennstoffen geschützt wird.The operation of the burner device 25 in the tilting furnace 100 and in Rotary furnace 115 is practically the same as in the flame furnace, except that in the rotary furnace the scrap is introduced through the same opening 121 as the burner 109 and 125 when they are in use. You can also see that when operating of the tilting furnace, both the burner 25 and the ordinary burner 109 at the same time can be used, whereas with the rotary kiln 115 the burner device 125 and the ordinary burner 109 operate alternately. Another benefit of the Tilting or rotary kiln consists in the fact that these ovens can be tilted or rotated, to distribute the scrap heap; and in addition, the lining of the furnace will be coated with the molten metal, preventing this from acting protected from the higher temperatures of the flame from oxygen and fluid fuels will.

Bei der Anwendung des vorliegenden Verfahrens würde gefunden, daß die Beschickungs- und Niederschmelzzeit sowie der Brennstoffverbrauch in Öfen zur Erzeugung von Nichteisenmetallen um 40 bis 50 °/o vermindert werden können. Auf diese Weise ist eine 20o/oige Produktionserhöhung bei Öfen mit großer Kapazität möglich. In kleinen Öfen, die zum Schmelzen, aber nicht zum Raffinieren verwendet werden, sind die Produktionsraten prozentual noch höher (bis zu 100 %), da keine Zeit für das Raffinieren benötigt wird. Infolge der Produktionserhöhung, die durch Verwendung des verstellbaren Brenners mit Sauerstoff und fluidem Brennstoff erhalten wird, kann ein Ofen die Aufgabe von zwei Öfen erfüllen. Auf diese Weise kann man gegebenenfalls einen Ofen außer Betrieb setzen.Using the present method it would be found that the charging and melting times as well as the fuel consumption in furnaces Production of non-ferrous metals can be reduced by 40 to 50%. on this is a 20% increase in production for large capacity ovens possible. In small furnaces used for melting but not for refining production rates are even higher in percentage terms (up to 100%) because none Time is needed for refining. As a result of the increase in production brought about by Use of the adjustable burner obtained with oxygen and fluid fuel one furnace can perform the task of two furnaces. That way you can put an oven out of operation if necessary.

Da eine Flamme aus Sauerstoff und fluidem Brennstoff kürzer als eine Flamme aus Luft und fluidem Brennstoff ist, bieten die verstellbaren Brennereinrichtungen 25 und 125 den Vorteil, daß die Brennereinheiten 30 und 130 näher an die Schrotthaufen herangerückt werden können.Because a flame of oxygen and fluid fuel is shorter than one Flame from air and fluid fuel is provided by the adjustable burner devices 25 and 125 have the advantage that the burner units 30 and 130 are closer to the scrap piles can be advanced.

Obgleich nur gewisse Brennereinrichtungen in bestimmter Weise für besondere Ofentypen beschrieben wurden, erkennt man leicht, daß alle Einrichtungen mit allen Öfen, d. h. mit dem Flammofen, Drehofen oder Kippofen, verwendet werden können und daß z. B. bei einem Kippofen 100 gegebenenfalls die Brennereinheit 30 und der gewöhnliche Brenner 109 in der Öffnung 110 angeordnet sein können.Although only certain burner devices in a certain way for special furnace types have been described, it is easy to see that all facilities with all ovens, d. H. can be used with the flame furnace, rotary furnace or tilting furnace can and that z. For example, in the case of a tilting furnace 100, the burner unit 30 may be used and the ordinary burner 109 may be disposed in the opening 110.

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zur Erzeugung vcn Nichteisenmetallen, mit denen hohe Ofenkapazitäten und -wirkungsgrade erzielt werden, wie sie in der Industrie der Nichteisenmetalle bisher noch nie verwirklicht wurden. Diese Ergebnisse werden mit Hilfe eines einfach anzuwendenden Verfahrens und mit Hilfe einer neuen Vorrichtung erzielt, die einfach im Aufbau, leicht konstruierbar und den bekannten Öfen leicht anpaßbar ist.The invention relates to a new method and a new device for the production of non-ferrous metals, with which high furnace capacities and efficiencies can be achieved in a way that has never before been achieved in the non-ferrous metals industry became. These results are obtained using an easy to use procedure and achieved with the help of a new device that is simple in construction, easy to construct and is easily adaptable to the known ovens.

Als bevorzugter fluider Brennstoff zur Verbrennung mit Sauerstoff wurde Erdgas angegeben. Es können jedoch auch andere fluide Brennstoffe, wie Brennöl oder pulverisierte Kohle, verwendet werden. Der hier verwendete Ausdruck »Nichteisenmetalle« soll alle anderen Metalle außer Eisen umfassen, die in Flammöfen, Drehöfen oder Kippöfen verarbeitet werden, wobei Kupfer, Nickel, Blei und deren Legierungen sich als besonders gut verarbeitbar erwiesen haben. Obgleich die Türen 127 und 105 der Öfen 10 bzw. 100 gesenkt werden können, so daß sie die in Betrieb befindlichen Brennereinheiten 30 bzw. 130 praktisch umgeben und als Hitzeabschirmung dienen, können die Brennereinheiten gegebenenfalls mit einer zusätzlichen Hitzeabschirmung (nicht angegeben) versehen werden, die unterhalb der Einheiten angeordnet ist.As a preferred fluid fuel for combustion with oxygen natural gas was specified. However, other fluid fuels such as fuel oil can also be used or powdered charcoal can be used. The term "non-ferrous metals" used here is intended to include all other metals except iron that are used in flame furnaces, rotary kilns or Tilting furnaces are processed, whereby copper, nickel, lead and their alloys are themselves have proven to be particularly easy to process. Although doors 127 and 105 of the Furnaces 10 and 100 can be lowered so that they have the burner units in operation The burner units can practically surround 30 or 130 and serve as a heat shield if necessary, provided with an additional heat shield (not specified) located below the units.

Claims

Claims: 1. Method for melting non-ferrous metals, in which a furnace is charged with solid non-ferrous metal, d a d u r c h g e - indicates, that one practically pure oxygen and a fluid fuel under training a non-oxidizing flame mixed together and burned by this Burner produced flame through an opening from which a complete observation of solid non-ferrous metal is possible to pass into the furnace and underneath the burner selective heating of parts of the solid metal along a vertical and moves along a horizontal axis.

2. The method according to claim 1, characterized in that that natural gas is used as the fluid fuel.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that a flame furnace is used as the furnace.

4. Procedure according to claims 1 and 2, characterized in that a tilting furnace is used as the furnace.

5. The method according to claim 1 and 2, characterized in that one is used as an oven Rotary kiln used.

6. The method according to claim 1 to 4, characterized in that that the burner is led through the door of the furnace and with the help of at least one another ordinary burner, which is located in other places than the door in the oven is, adds additional heat. 7th

Method according to claim 1 and 5, characterized in that the furnace during operation of the burner so turns that the refractory lining of the furnace for their protection with molten Metal is coated, and that a redeployment of the solid metal takes place. B.

Process according to Claims 1 to 4, characterized in that the adjustable Burner leads through the door of the furnace, this burner after the solid metal handy melted, removed and replaced with an ordinary burner.

9. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the adjustable burner used together with an ordinary burner.

10. Procedure according to one of claims 1 to 3 and 6, characterized in that during operation of the adjustable burner, the additional burners with reduced heating output operates.

11. Adjustable burner for performing the method according to claim 1 to 10, which is operated in an opening of a furnace which is so large that an adjustment of the burner is possible, characterized by in a known manner independent concentrically arranged tubes (42, 48) for oxygen and fluid fuel, a nozzle part (33) through which the oxygen and the fluid Fuel are passed, a jacket tube (51) for cooling the nozzle part of the burner and devices attached to the burner. through which the burner in an opening of the furnace and moved along a vertical and a horizontal axis can be.

12. Device for adjusting the burner according to claim 11, characterized by a pivoting support (56) with which the burner is inserted into the furnace opening in Working position is brought.

13. Device for adjusting the burner according to Claim 11 and 12, characterized by a curved groove (83) for vertical and one Bracket (80) with axis (81) for horizontal adjustment of the burner.

14. Device for adjusting the burner according to claim 12, characterized in that the pivotable Support (56) is attached to a furnace wall.

15. Device for adjusting the Burner according to Claim 11, characterized in that the pivotable carrier (56) is arranged independently of the furnace.