La geometria di un forno a doppia camera è composta da una camera di carico, con dimensioni ridotte rispetto alla camera di riscaldamento, esse sono separate da un muro in refrattario che parte dal soffitto e scende sino ad arrivare a pochi centimetri sotto il livello minimo di travaso, questo permette di tenere la scoria separata tra la camera di carico impedendo di passare nella camera di riscaldo. Nel caso di un forno tiltante il movimento deve essere progettato in senso longitudinale del muro onde evitare passaggio della scoria da una camera all’altra, nonché salvaguardare la stabilità del muro stesso.
Il forno fusorio doppia camera è sostanzialmente costituito da una pre-suola come camera di fusione del rottame detta “camera fredda” e da una camera di riscaldamento detta “camera calda”. Le due camere sono accessibili da porte separate, attraverso queste porte si effettuano le operazioni di carica e scorifica. È possibile dotare il forno di un pozzetto di caricamento di materiali di pezzatura molto fine sino ad un valore del 5% dell’intera carica .
Il caricamento dei rottami fortemente inquinanti, invece, avviene nella camera di fusione del rottame o camera fredda mediante una apposita caricatrice. La carica viene quindi preriscaldata e distillata dai componenti organici, con la carica successiva si spinge la carica precedentemente inserita nel bagno di fusione, creando un ciclo temporale tale da permettere di ottenere un volano termico nel bagno.
Per la movimentazione del bagno si utilizza un agitatore magnetico denominato “stirrer” collocato sotto il forno.
La conseguenza del movimento formatosi nel bagno del metallo permette di uniformare la temperatura del liquido nella camera fredda con il resto del bagno, con conseguente omogeneizzazione della composizione della lega. Maggiore è la differenza del rapporto tra i bacini del bagno delle due camere, maggiore è il risultato del volano termico che si verrà a creare.
Per la riduzione dei tempi caricamento si impiega una macchina che per evitare diffuse emissioni viene agganciata alla camera del rottame o camera fredda, sulla quale si può caricare fino a 5 ton di rottame con un tempo di apertura della porta inferiore ai 2 minuti, questo significa poca aria falsa nella camera fredda, risparmiando energia ed aumentando la potenza di fusione ed il rendimento termico.
Il riscaldamento della camera calda avviene mediante dei bruciatori alimentati con gas naturale e gas di pirolisi provenienti dalla precamera ed aria di combustione preriscaldata ed è possibile anche l’utilizzo dell’ossigeno.
Dalla camera fredda i gas di distillazione vengono convogliati ed una parte viene ricondotta nella camera fredda e serve per riscaldare il rottame alla temperatura di distillazione, mentre la maggior parte dei fumi viene bruciata da un bruciatore assieme al gas naturale nella camera calda.
Su un lato o entrambe i lati della camera fredda l’apporto di energia avviene tramite la circolazione dei gas di distillazione è supportato da dei bruciatori supplementari che hanno il compito di mantenere l’atmosfera riducente nella camera fredda e in tal modo la combustione delle sostanze organiche e quindi anche i processi di distillazione e fusione.
In sostanza il concetto primario del forno a doppia camera si basa su due soluzioni fondamentali, la prima è utilizzare tutta l’energia possibile per la riduzione di emissioni atmosferiche, mentre la seconda è utilizzare il sistema per l’aumento di produttività e del rendimento termico del forno.
Un punto importante da non sotto valutare è anche la forte riduzione di scoria in quanto, come sopra detto, si viene a limitare notevolmente il contatto tra l’atmosfera esterna e quella interna al forno.
Possiamo affermare dunque che la separazione delle camere produce in effetti vantaggi sotto diversi punti di vista:
- Riduzioni delle emissioni in atmosfera
- Riduzione della scoria
- Riduzione dei consumi per tonnellata
- Miglior utilizzo dell’energia impiegata per la fusione
- Sfruttamento del volano termico del bagno e conseguente omogeneità della lega
- Aumento della produttività
