ES2314871T3 - Procedimiento para fundir chatarra de aluminio en pequeños trozos con pretratamiento termico. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para fundir chatarra de aluminio en pequeños trozos, en donde la chatarra de aluminio a fundir se funde en un horno después de un pretratamiento térmico en una corriente de gas caliente, caracterizado porque la chatarra de aluminio se somete en una corriente de producto continua, en primer lugar, al tratamiento térmico y después se funde, y porque de la corriente de gas caliente guiada en un circuito, para el tratamiento térmico de la chatarra de aluminio, se deriva una corriente parcial y se conduce al horno.
Description
Procedimiento para fundir chatarra de aluminio
en pequeños trozos con pretratamiento térmico.
La invención se refiere a un procedimiento para
fundir chatarra de aluminio en pequeños trozos, en donde la chatarra
de aluminio a fundir se funde en un horno después de un
pretratamiento térmico en una corriente de gas caliente.
Las chatarras de aluminio en pequeño trozos, en
especial las virutas de aluminio, pero también la chatarra en latas
o láminas, presentan en general impurezas orgánicas en forma de
medios cortantes, aceites, barnices, materiales sintéticos, etc.
que, al fundir la chatarra de aluminio, exigen la liberación
repentina, que perjudica el control del proceso, de cantidades
considerables de gases de destilación. Por este motivo se somete la
chatarra de aluminio a fundir a un pretratamiento térmico, para con
ayuda de gases calientes eliminar las impurezas orgánicas. Los
gases de destilación que con ello se producen, que contienen
hidrocarburo, se alimentan a una postcombustión. El inconveniente
de este pretratamiento térmico de la chatarra de aluminio a fundir,
normalmente en tambores giratorios, es el consumo de energía
relativamente elevado y la pérdida de energía ligada al
almacenamiento intermedio de la chatarra de aluminio pretratada a
causa del enfriamiento de chatarra, que aparte de esto impulsa la
condensación de humedad del aire sobre la chatarra de aluminio
almacenada de forma intermedia, con el inconveniente de que durante
la siguiente fusión de la chatarra de aluminio aumenta el contenido
de hidrógeno del caldo de fusión y el oxígeno conduce a una
oxidación adicional de la chatarra de aluminio y con ello a una
pérdida de metal.
La invención se ha impuesto de este modo la
tarea de configurar un procedimiento para fundir chatarra de
aluminio en pequeños trozos de la clase ilustrada al comienzo, de
tal modo que el consumo de energía pueda reducirse considerablemente
en el caso de un control del procedimiento ventajoso.
La invención resuelve la tarea impuesta por
medio de que la chatarra de aluminio se somete en una corriente de
producto continua, en primer lugar, al tratamiento térmico y después
se funde, y de que de la corriente de gas caliente guiada en un
circuito, para el tratamiento térmico de la chatarra de aluminio, se
deriva una corriente parcial y se conduce al horno.
Debido a que como consecuencia de estas medidas
la chatarra de aluminio se somete, en una corriente de producto
continua, primero al tratamiento térmico y después se funde, puede
prescindirse del almacenamiento intermedio por lo demás habitual,
de tal modo que se evitan los inconvenientes ligados a un
almacenamiento intermedio de este tipo, con relación a la pérdida
de energía a causa de un enfriamiento por un lado y, por otro lado,
pérdidas de metal causadas por oxidación. A esto hay que añadir que
los gases calientes para el tratamiento térmico de la chatarra de
aluminio se guían en un circuito, lo que reduce el consumo de
energía para el tratamiento térmico. Debido a que una corriente
parcial de la corriente de gas caliente enriquecida con los gases de
destilación se conduce al horno, y allí hacen combustión los gases
de destilación, los gases de destilación pueden aprontar de forma
sencilla una parte de la energía de fusión necesaria, lo que evita
además el consumo total de energía.
Las pérdidas de calor de los gases calientes
producidas por el tratamiento térmico de la chatarra de aluminio
tienen que compensarse mediante una alimentación de calor
correspondiente. Si el volumen de la corriente parcial derivada en
el horno supera la cantidad de gases de destilación que se producen,
debe sustituirse además la pérdida de gas. Estos requisitos pueden
cumplirse de forma ventajosa por medio de que en el circuito de las
corrientes de gas caliente se alimentan gases de combustión
calientes. En lugar de los gases de combustión calientes, sin
embargo, pueden también implantarse gases de horno calientes, con lo
que se simplifica adicionalmente el desarrollo del procedimiento,
porque puede prescindirse de quemadores específicos.
Para llevar a cabo el procedimiento de fusión
puede partirse de una secadora que puede recibir gases calientes,
para la chatarra de aluminio en pequeños trozos, y de un horno para
fundir la chatarra de aluminio tratada térmicamente en la secadora.
Sólo se necesita conectar la secadora al horno e integrarla en un
circuito de gas caliente, del que un conducto de derivación
desemboca en el horno, para por un lado transportar la chatarra de
aluminio, directamente después de su tratamiento térmico en la
secadora, sin pérdidas de calor al horno y, por otro lado, poder
aprovechar energéticamente los gases de destilación que se producen
durante el tratamiento térmico de la chatarra de aluminio para la
fusión de la chatarra de aluminio.
Para calentar los gases calientes guiados en el
circuito puede preverse al menos un quemador, cuyos gases de
combustión calientes se introducen en la corriente de gas caliente.
Evidentemente puede prescindirse de un quemador específico para
calentar los gases calientes, si el circuito de gas caliente se
conecta a un conducto de alimentación para gases de horno calientes,
que también pueden aprovecharse para compensar las pérdidas de calor
y de gas.
A causa de la dependencia de los procesos de
oxidación del tiempo de retención de la chatarra de aluminio en la
secadora es necesario prestar atención a una buena transferencia de
calor, de los gases calientes a la chatarra de aluminio. Con este
fin la secadora puede presentar un transportador con un alojamiento
permeable a los gases para el producto transportado, a través del
cual se aspira la corriente de gas caliente guiada en el circuito,
de tal modo que por el lecho de producto circulan los gases
calientes desde arriba hacia abajo. Este guiado de gas caliente
garantiza una transferencia de calor en gran medida uniforme sobre
la altura del lecho de producto, lo que hace posible unos tiempos
de tratamiento relativamente cortos. Para mejorar la transferencia
de calor puede formarse la secadora a partir de un tramo de
transporte para la chatarra de aluminio con la corriente de gas
caliente como medio de transporte, en donde al tramo de transporte
se conecta un separador ciclónico para la chatarra de aluminio
tratada térmicamente, para separar la chatarra de aluminio a partir
de la corriente de gas caliente e introducirla en el horno. El uso
de una secadora de este tipo depende evidentemente del tamaño de
las partículas de la chatarra de aluminio, porque estas partículas
de aluminio, con la corriente de gas caliente como medio de
transporte a lo largo del tramo de transporte, tienen que moverse en
voladizo a través de una mezcla interna con los gases calientes.
Con base en el dibujo se explica con más detalle
el procedimiento conforme a la invención para fundir chatarra de
aluminio en pequeños trozos. Aquí muestran:
la figura 1 un dispositivo conforme a la
invención para fundir chatarra de aluminio en pequeños trozos en un
esquema de conexiones en bloques esquemático, y
la figura 2 una representación correspondiente a
la figura 1 de una variante de ejecución de un dispositivo conforme
a la invención.
Conforme a la figura 1 el dispositivo
representado presenta para fundir chatarra de aluminio, en especial
virutas de aluminio, un horno 1a que se calienta por ejemplo con
ayuda de al menos un quemador 2. La chatarra de aluminio se
alimenta al horno a través de un pozo de caída 3, y precisamente en
la región de una cavidad de horno 4 que está equipada con un
inductor 5, cuyo campo electromagnético induce una corriente
dirigida hacia abajo del baño a partir de chatarra de aluminio ya
fundida, de tal modo que los trozos de chatarra que caen desde el
pozo de caída 3 en el horno 1 son recogidos por esta corriente de
baño y se tira de ellos por debajo de la superficie de baño, lo que
es importante con relación otros posibles procesos de oxidación. La
chatarra de aluminio debe someterse evidentemente antes de la fusión
a un pretratamiento térmico, lo que se lleva a cabo en una secadora
6 preconectada al horno 1. Esta secadora 6 se compone en el caso del
ejemplo de ejecución según la figura 1 de un tramo de transporte 7,
que se alimenta de forma dosificada a la chatarra a tratar desde un
depósito de reserva 8 a través de una esclusa rueda de alvéolos 9.
La chatarra de aluminio en pequeño trozos se transporta con ayuda
de una corriente de gas caliente a lo largo del tramo de transporte
7, para asegurar una mezcla interior entre el gas caliente y las
partículas de chatarra y con ello una transferencia de calor buena
y rápida sobre las partículas de chatarra. Después de circular por
el tramo de transporte 7, se separa la chatarra de aluminio de la
corriente de gas caliente con ayuda de un separador ciclónico 10,
desde el cual se alimenta el pozo de caída 3 con chatarra de
aluminio a través de una esclusa de ruedas de alvéolos 11. Los
gases calientes, que reciben los gases de destilación que se
producen durante el tratamiento térmico de la chatarra de aluminio,
y que contienen hidrocarburos, se aspiran con ayuda de un soplador
12 desde el separador ciclónico 10 y se alimentan de nuevo en un
circuito 13 al tramo de transporte 7. Una corriente parcial de los
gases calientes enriquecidos con gases de destilación se separa del
circuito 13 a través de un conducto de derivación 14 y se alimenta
al horno 1, para que haga combustión la porción de gases de
destilación en el horno 1, cuya atmósfera presenta normalmente un
contenido de oxígeno en un margen de entre el 1% y el 8%.
Para calentar los gases calientes el circuito de
gas caliente 13 está conectado a un conducto de alimentación 15
para gases de escape de horno, que se añaden mezclando a la
corriente de gas caliente en el circuito 13, en donde no sólo se
compensan las pérdidas de calor de la corriente de gas caliente,
causadas por al tratamiento térmico de la chatarra de aluminio en
la secadora 6, sino también la pérdida de gas a causa de la
separación de una corriente de gas parcial desde el circuito 13.
Mediante válvulas de control 16 en el conducto de derivación 14 y
en el conducto de alimentación 15 pueden adaptarse las corrientes
másicas a los requisitos respectivos. Los gases de escape de horno
no necesarios para el calentamiento de los gases calientes se
extraen del horno, de forma habitual, a través de un conducto de
gas de escape 17. En lugar de los gases de escape de horno calientes
pueden calentarse también los gases calientes en el circuito 13
mediante un quemador 18, cuyos gases de combustión calientes se
mezclan con los gases calientes en el circuito 13, como se indica a
trazos y puntos en la figura 3.
El dispositivo según la figura 2 se diferencia
del conforme a la figura 1 fundamentalmente sólo en la estructura
de la secadora 6. Esta secadora 6 presenta un transportador 19 con
un alojamiento permeable a los gases para el material de transporte
en forma de una cinta circulante, cuyo ramal de transporte 20 que
forma el alojamiento para el producto a transportar obtura hacia
arriba una caja de aspiración 21. Debido a que la carcasa 22 de la
secadora 6 está conectada al lado de presión y la caja de aspiración
21 al lado de aspiración del soplador 12 del circuito 13 para la
corriente de gas caliente, se aspira la corriente de gas caliente a
través del lecho de producto 23 sobre el ramal de transporte 20 del
transportador 19, lo que conduce con una altura de lecho uniforme a
un calentamiento uniforme de la chatarra de aluminio, que se enrosca
sobre el transportador 19 a través de una tolva 24. Después del
tratamiento térmico se lanza la chatarra de aluminio desde el
transportador 19 al pozo de caída 3, para fundirse del modo y de la
manera descritos con relación a la figura 1. Los gases calientes en
el circuito 13 se calientan mediante un quemador 18, cuyos gases de
combustión calientes se mezclan con los gases calientes del
circuito 13. Sin embargo, también es posible llevar a cabo el
calentamiento de los gases calientes con ayuda de los gases de
escape de horno calientes, como se indica mediante un conducto de
alimentación 15 indicado a trazos y puntos para tales gases de
escape de horno. La combustión de los gases de condensación, que se
producen durante el tratamiento térmico de la chatarra de aluminio
en la secadora 6, se produce de forma similar al ejemplo de
ejecución conforme a la figura 1, por medio de que una corriente
parcial de los gases calientes, enriquecidos con los gases de
condensación, se separa a través de un conducto de derivación 14
desde el circuito 13 de los gases calientes, y se alimenta al horno
1.
Claims (8)
1. Procedimiento para fundir chatarra de
aluminio en pequeños trozos, en donde la chatarra de aluminio a
fundir se funde en un horno después de un pretratamiento térmico en
una corriente de gas caliente, caracterizado porque la
chatarra de aluminio se somete en una corriente de producto
continua, en primer lugar, al tratamiento térmico y después se
funde, y porque de la corriente de gas caliente guiada en un
circuito, para el tratamiento térmico de la chatarra de aluminio, se
deriva una corriente parcial y se conduce al horno.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque en el circuito de la corriente de gas
caliente se alimentan gases de combustión calientes, que sustituyen
a una parte de la corriente de gas parcial derivada.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque en el circuito de la corriente de gas
caliente se alimentan gases de escape del horno calientes, que
sustituyen a una parte de la corriente de gas parcial derivada.
4. Dispositivo para llevar a cabo el
procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3 con una
secadora que puede recibir gases calientes, para la chatarra de
aluminio en pequeños trozos, y con un horno para fundir la chatarra
de aluminio tratada térmicamente en la secadora (6),
caracterizado porque la secadora (6) conectada al horno (1)
se integra en un circuito de gas caliente (13), del que un conducto
de derivación (14) desemboca en el horno (1).
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque el circuito de gas caliente (13)
presenta al menos un quemador (18).
6. Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5,
caracterizado porque en el circuito de gas caliente (13)
desemboca un conducto de alimentación (15) para gases de escape del
horno calientes.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
4 a 6, caracterizado porque la secadora (6) presenta un
transportador (19) con un alojamiento permeable a los gases para el
producto transportado, a través del cual se aspira la corriente de
gas caliente guiada en el circuito (13).
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
4 a 6, caracterizado porque la secadora (6) se compone de un
tramo de transporte (7) para la chatarra de aluminio con la
corriente de gas caliente como medio de transporte, y porque al
tramo de transporte (7) se conecta un separador ciclónico (10) para
la chatarra de aluminio tratada térmicamente.
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