Schrottvorwärmung

Metallurgie

Erwärmen von Metall-, Eisen- oder Stahlschrott vor dem Einbringen in den Schmelzofen. In Schachtschmelzöfen ist die Vorwärmung verfahrensbedingt integriert, da die Einsatzmetalle im Gegenstrom allmählich bis zur Schmelzzone hinabgleiten und dabei von den entgegenströmenden Ofenabgasen aufgeheizt werden. Die Schrottvorwärmung im eigentlichen Sinne betrifft dagegen nur das Aufheizen des kalten Schrotteinsatzes in einer separaten Anlage vor Beschickung des Schmelzofens. Besondere Bedeutung hat die Schrottvorwärmung für das Schmelzen im Elektroofen gewonnen. Die Vorwärmtemperaturen betragen für Eisen- und Stahlschrott meist 300 bis 600 °C; Temperaturen über 600 °C werden vermieden, da sonst die Abbrandverluste zu hoch werden würden. Durch die Beschickung des Schmelzofens mit vorgewärmtem Einsatzmaterial erhöht sich dessen Schmelzleistung je nach Höhe der Vorwärmtemperatur (Bild 1). Die Vorwärmung des Schrotts kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden, zum Beispiel durch direkte Beaufschlagung von Flammengasen aus einem Brenner oder durch Rauchgasumwälzung, zum Beispiel in einem direkt beheizten Drehrohrofen mit leicht geneigter Drehachse, der sich hauptsächlich für das Vorwärmen von Spänen eignet. Die Späne werden durch die Rotation des geneigten Drehrohrs vorwärtsbewegt und dabei von den Flammengasen im Gegenstrom direkt beheizt.

Bild 1: Erhöhung der Schmelzleistung von Induktionsöfen in Abhängigkeit von der Vorwärmtemperatur des Schrotteinsatzes© Otto Junker GmbH, Simmerath
Bild 2: Vorwärmeinrichtung mit feststehender Brennerhaube und obenliegendem Brenner© GIESSEREI LEXIKON

Bild  2 zeigt eine Vorwärmeinrichtung, bestehend aus Vorwärmkübel und Brennerhaube mit Ölbrenner, die ebenfalls direkt beheizt wird. Der mit Schrott gefüllte Vorwärmkübel wird unter die Brennerhaube gefahren und aufgeheizt. Die von oben nach unten durch das Vorwärmgut strömenden Heißgase verlassen die Muffel durch seitliche Schlitze und werden durch den Mantel wieder nach oben zur Vermischung mit neuen Heißgasen geführt. Nach dem Aufheizen wird der Kübel über den Schmelzofen eingeschwenkt und durch Öffnen der Bodenklappen entleert.

Auch Durchstoßöfen, wie sie in ähnlicher Ausführung für Wärmebehandlungen, besonders bei Temperguss, verwendet werden, können zum Vorwärmen von Schrott dienen. Der Schrott wird in Kübel oder Behälter gefüllt und schubweise durch den Durchstoß- oder Stoßofen gefördert.

Häufig werden auch Kammeröfen eingesetzt. Die Öfen werden von oben mittels Gattierungskübel beschickt. Die Schrottgattierung fällt durch Öffnen der Bodenklappen des Kübels in den Vorwärmofen und wird durch Rauchgasumwälzung aufgeheizt. Diese indirekte Beheizung genießt heute vielfach den Vorzug, zumal das heiße Umwälzgas mit hoher Anblasgeschwindigkeit auf das Vorwärmgut trifft. Durch Öffnen der Bodenklappen fällt der erwärmte Schrott in einen Chargierbehälter, der beispielsweise mit Kran oder Gabelstabler zum Schmelzofen gebracht wird.

Die Beheizung durch Rauchgasumwälzung lässt sich auch bei Schwingrinnen anwenden. Die Brenneranlage befindet sich außerhalb des Ofentunnels. Das Rauchgas durchströmt den Tunnel, der als Heizhaube über der Schwingrinne ausgebildet ist. Mitunter wird auch eine direkte Brennerbeheizung des Fördergutes auf der Schwingrinne vorgenommen.

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