AT12702U1 - Vorrichtung zum abkühlen von schlacken - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Abkühlen von Schlacken, die beim Schmelzen von Metallen anfallen, vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst eine einem Schmelzofen (1) nachgeordnete, mit einer Kühlung ausgestattete Fördereinrichtung (2) für die abzukühlende, zumindest teilweise flüssige Schlacke (5). Um vorteilhafte Abkühlverhältnisse zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass die Fördereinrichtung (2) ein drehangetriebenes, Kühlrohr (3) umfasst, dessen Mantelinnenfläche (4) die Kühlfläche für die abzukühlende Schlacke (5) bildet.

Description

österreichisches Patentamt AT 12 702 Ul 2012-10-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abkühlen von Schlacken, die beim Schmelzen von Metallen anfallen, mit einer einem Schmelzofen nachgeordneten, mit einer Kühlung ausgestatteten Fördereinrichtung für die abzukühlende, zumindest teilweise flüssige Schlacke.

[0002] Eine derartige Vorrichtung zum Abkühlen von Schlacke ist beispielsweise aus der DD 213 911 A1 bekannt. Im Detail werden zwei entgegengesetzt drehende, nach dem Austrag hin geneigte gleichmäßig drehende innengekühlte Walzen benutzt, die in ihrem Kontaktbereich eine Transportrinne zwickelähnlichen Querschnitts ausbilden, um die Schlacke vorteilhaft einem mit einem Kühlmittel ausgestatten Behälter zuleiten zu können, in dem die Schlacke mit Kühlmittel auf Umgebungstemperatur abgekühlt wird. Die dabei entstehenden Dämpfe und Abgase müssen dann wiederum aufwändig gereinigt werden.

[0003] Aktueller Stand der Technik beim Überführen von Salzschlacke aus einem Drehtrommelofen ist zudem, dass die Schlacke nach dem Abstich von Aluminiummetallen in mittelgroße bis große Metallbehälter überführt und mit Salz abgedeckt wird, um einer zu starken Rauchentwicklung entgegenzuwirken. Dazu wird die Schlacke entweder über den Bodenabstich oder über das Ofenmaul, üblicherweise durch kippen des Drehtrommelofens über das Ofenmaul, in den Metallbehälter gegossen. Anschließend wird der gefüllte, heiße und rauchende Schlackenbehälter bis zu seiner Abkühlung abgestellt. Je nach Behältergösse bzw. nach ursprünglicher Schlackentemperatur sowie nach Umgebungstemperatur kann der Behälter nach zirka ein bis zwei Tagen durch auskippen geleert werden. Zurück bleibt ein großer und kompakter, in seinem Inneren gegebenenfalls noch heißer Schlackenblock.

[0004] Dieser muss nun noch vorzerkleinert werden bevor er einer Aufbereitung zugeführt werden kann.

[0005] Bei dieser Art der Schlackenüberführung ergeben sich folgende Nachteile. Sie bedingt eine starke Rauchentwicklung während des Überführens aus dem Drehtrommelofen, was in Folge bedingt, dass starke und kostspielige Absauganlagen installiert werden, um die Mitarbeiter sowie die Umwelt zu schonen. Außerdem muss die Schlacke prozessbedingt während des Überführens bzw. danach mit einer gewissen Menge an Schmelzsalz vermischt bzw. abgedeckt werden, um unerwünschte Reaktionen zu vermeiden. Dies hat einen starken Anstieg des Salzverbrauches zur Folge, welches Salz mehr oder weniger ungenützt deponiert oder einer kostspieligen Wiederverwertung zugeführt werden muss. Das in der Schlacke befindliche, metallische Aluminium wird aber trotz der Zugabe von Salz weiter Oxidieren, woraus sich eine Wertminderung beim Weiterverkauf bzw. einer weiteren Aufbereitung der Schlacke ergibt. Es wird eine größere Anzahl von Schlackenbehältern benötigt, da die gefüllten Behälter nach erst ca. zwei Tagen wieder von neuem befüllt werden können. Die Schlackenbehälter unterliegen durch die ständige Temperaturwechselbeanspruchung sowie durch die raue Manipulation einem erhöhten Verschleiß, wodurch die Lebensdauer stark verkürzt wird, bzw. sich der Aufwand der Instandhaltung erhöht. Darüber hinaus erfordert die nicht ungefährliche Manipulation der Schlackenbehälter bzw. die Logistik dahinter einen hohen personellen Aufwand.

[0006] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, welche die vorskizzierten Nachteile vermeidet. Insbesondere sollen eine Manipulation von Behältern mit flüssiger Schlacke und eine übermäßige Rauch- und Dampfentwicklung bei der Abkühlung vermieden werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung soll gegebenenfalls auch die in der Schlacke enthaltene (Schmelz-)Wärme genutzt werden können.

[0007] Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Fördereinrichtung ein drehangetrie-benes Kühlrohr umfasst, dessen Mantelinnenfläche die Kühlfläche für die abzukühlende Schlacke bildet.

[0008] Die abzukühlende Schlacke wird erfindungsgemäß direkt oder indirekt in ein wassergekühltes, sich drehendes Kühlrohr aufgegeben, in dem die Schlacke innerhalb kürzester Zeit, 1 /9 österreichisches Patentamt AT12 702U1 2012-10-15 innerhalb einiger Meter, auf beispielsweise ca. 50-80 °C abgekühlt wird. Die Förderung und Kühlung der Schlacke erfolgt durch die Drehung des Kühlrohres bei einer bestimmten Neigung. Beide Parameter sind vorzugsweise stufenlos regelbar uns je nach Temperatur und Menge der zu kühlenden Schlacke wählbar. Damit ergibt sich durch das dauernde Wälzen der Schlacke in gekühlter Umgebung am Kühlrohrende ein Austrag in Form von Schlackeschotter, der eine feine bis mittelgrobe Körnung aufweist und vor einer Weiterverarbeitung zumindest nicht grobzerkleinert werden muss. Die wesentlichen Vorteile der Erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik liegen darin, dass praktisch keine Rauchentwicklung gegeben ist, da die Schlacke im Kühlrohr binnen kürzester Zeit ohne direkten Kontakt mit einem Kühlmittel abgekühlt wird. Um während des Abkühlprozesses im Rohr eine übermäßige Reaktion der Schlacke mit der Umgebungsluft zu vermeiden, kann die freie Luftströmung durch das Kühlrohr mit geeigneten Mitteln, insbesondere baulicher Art, unterbunden werden. Zudem besteht die Möglichkeit den Kühlraum des Kühlrohres mit einem Schutzgas zu beaufschlagen.

[0009] Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung braucht die Schlacke weder während des Überführens mit Salz vermischt noch danach mit Salz abgedeckt werden, womit teure Folgekosten für Deponierung bzw. ein Recyceln vermieden werden können. Da das metallische Aluminium in der Schlacke durch die schnelle Abkühlung keine Zeit hat um oxidieren zu können, werden damit die Qualität und der Wert der Schlacke deutlich erhöht was eine nachfolgende Aufbereitung umso lukrativer macht. Ebenso entfällt die Anschaffung, die laufende Erneuerung sowie die aufwendige Instandhaltung von Schlackenbehältern.

[0010] Konstruktiv einfache Verhältnisse ergeben sich, wenn das Kühlrohr doppelwandig ausgebildet ist und der Freiraum zwischen innerer und äußerer Rohnwand ein Kühlmedium, insbesondere Wasser, aufnimmt, wobei insbesondere dem Kühlrohr im Bereich der Rohrachse ein Kühlmittelanschluß zugeordnet ist.

[0011] Das Kühlmittel wird beispielsweise von der Austragsseite her im Bereich der Rohrachse in den Freiraum eingebracht, wozu eine Anschlußleitung über eine Kupplung an das Kühlrohr angeschlossen ist und wozu die Anschlussleitung mit dem Freiraum über wenigstens eine radial verlaufende Leitung verbunden ist. Um die Kühlleistung im „heißeren" Eintragsbereich des Kühlrohres zu erhöhen, können dabei im Freiraum angeordnete und zum gegenüber liegenden Kühlrohrende im Bereich des Eintragsendes hin verlaufende Kühlmittelleitungen anschließen. Das Kühlmittel wird dann vorzugsweise wiederum über wenigstens eine radial verlaufende Leitung und vzw. dieselbe Kupplung im Bereich des Austragsendes des Kühlrohres aus dem Freiraum ausgebracht.

[0012] Für eine individuelle Einstellung der Neigung der Rohrachse kann ein Stelltrieb vorgesehen sein. Das Kühlrohr kann auf einem Gestell drehbar und drehangetrieben gelagert sein, was die Wartungsfreundlichkeit erheblich verbessert, da das gesamte Kühlrohr samt Lagerung, Antrieb und dergleichen im Schadensfall rasch demontiert und gegebenenfalls durch einen Ersatz ausgetauscht werden kann. Zwecks Verbesserung der Durchmischung können der Kühlrohrmantelinnenfläche nach innen abstehende Mitnehmer zugeordnet sein.

[0013] Um die Schmelze vorteilhaft in das Kühlrohr aufgeben zu können, kann dem Kühlrohr eine Schlackenrinne vorgelagert sein, welche die abzukühlende Schlacke in das Kühlrohr aufgibt und die mit einer mit wenigstens einer dem Rinnenboden zugeordneten Kühlmittelleitung ausgestattet ist. Beispielsweise ist unter dem Ofenmaul diese Schlackenrinne angebracht. Der Boden der Rinne ist rund ausgeführt und wassergekühlt, um ein Ankleben der Schlacke zu verhindern und um die Schlacke bereits vorzukühlen. Ein an der Schlackenrinne angebrachter bzw. dieser zugeordneter Rüttler kann den Transport der Schlacke gegebenenfalls unterstützen, wobei durch die Rüttelfrequenz zudem der Förderstrom stufenlos reguliert werden kann. Zur Steigerung des Durchsatzes und der Effizienz können dem Kühlrohr zwei benachbarten Schmelzöfen zugeordnete Schlackenrinnen vorgelagert sein, die in einem gemeinsamen Kühlrohr münden.

[0014] In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen 2/9 österreichisches Patentamt AT12 702U1 2012-10-15 [0015] Fig. 1 ein Anlagenschema mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, [0016] Fig. 2 das Kühlrohr aus Fig. 1 in vergrößerter, detaillierterer teilgeschnittener Darstel lung, [0017] Fig. 3 [0018] Fig. 4 [0019] Fig. 5 [0020] Fig. 6 einen Ausschnitt des Kühlrohres aus Fig. 2 im Querschnitt und in vergrößerter Darstellung, das Kühlrohr aus Fig. 3 im Schnitt nach der Linie IV-IV, die zwischen zwei parallelen Schmelzöfen und Kühlrohr angeordnete, vergrößerte Schlackenrinne aus Fig. 1 im Querschnitt und die Schlackenrinne aus Fig. 5 im Schnitt nach der Linie Vl-Vl.

[0021] Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abkühlen von Schlacken, die beim Schmelzen von Metallen anfallen, umfasst unter anderem eine einem Schmelzofen, im Ausführungsbeispiel einem Drehtrommelofen 1, nachgeordnete, mit einer Kühlung ausgestatteten Fördereinrichtung 2 für die abzukühlende, zumindest teilweise flüssige Schlacke. Zur Schaffung hochwertiger, als Geröll vorliegender Schlacke umfasst die Fördereinrichtung 2 ein drehangetriebenes Kühlrohr 3, dessen Mantelinnenfläche 4 die Kühlfläche für die abzukühlende Schlacke 5 bildet. Insbesondere ist das Kühlrohr doppelwandig ausgebildet, wobei der der Freiraum 6 zwischen innerer und äußerer Rohrwand ein Kühlmedium, insbesondere Wasser, aufnimmt.

[0022] Die Kühlmittelversorgung erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel über einen im Bereich der Rohrachse 7 vorgesehenen dem Kühlrohr 3 zugeordneten Kühlmittelanschluß 8. Dabei wird das Kühlmittel im Bereich der Rohrachse 7 in den Freiraum 6 eingebracht, wozu eine Anschlußleitung 9 über eine nicht näher dargestellte Kupplung an das Kühlrohr 3 angeschlossen ist und die Anschlussleitung 9 mit dem Freiraum 6 über wenigstens eine radial verlaufende Leitung 10 verbunden ist. An die Leitung 10 schließen im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 im Freiraum 6 angeordnete und zum gegenüber liegenden Kühlrohrende hin verlaufende Kühlmittelleitungen 11 an. Das Kühlmittel wird über die Kühlmittelleitungen 11 in den Freiraum 6 eingebracht, strömt durch den Freiraum in Richtung des Anschlussseitigen Rohrendes zurück und wird wiederum über wenigstens eine radial verlaufende Leitung 12 und die Kupplung aus dem Freiraum 6 ausgebracht.

[0023] Dass die Neigung der Rohrachse 7 mit einem Stelltrieb 13 um einen Winkel α gegenüber der Horizontalen einstellbar ist, kann Fig.1 entnommen werden. Wie in Fig. 3 angedeutet ist dazu das Kühlrohr 3 auf einem Gestell 14 mit einem Drehantrieb 15 drehbar und drehange-trieben gelagert. Die Lagerung erfolgt in üblicher Weise über Lagerböcke 16. Kühlleistung, Kühlrohrlänge und Kühlrohrdurchmesser hängen natürlich von der Art und der Menge der anfallenden Schlacke ab. Die Wahl der geeigneten Parameter obliegt dem Fachmann.

[0024] Um die Schlacke dem Kühlrohr vorteilhaft zuführen zu können ist dem Kühlrohr eine Schlackenrinne 17 vorgelagert, welche die abzukühlende Schlacke 5 dem Kühlrohr 3 zuleitet. Um ein Festkleben der Schlacke 5 am Rinnenboden 18 zu vermeiden ist die Schlackenrinne 17 mit einer mit wenigstens einer dem Rinnenboden 18 zugeordneten Kühlmittelleitung 19 ausgestattet. Damit wird ein rinnenseitiges aushärten der Schlacke erreicht, auf welcher ausgehärteten Schicht die Schlacke zum Kühlrohr 3 hingleitet. Die dargestellte Schlackenrinne 17 ist zwei, insbesondere wechselseitig betriebene, Schmelzöfen 1 zugeordnet, welche die anfallende Schlacke in das gemeinsame Kühlrohr 3 aufgeben. 3/9

Claims (10)

1. österreichisches Patentamt AT 12 702 Ul 2012-10-15 Ansprüche 1. Vorrichtung zum Abkühlen von Schlacken, die beim Schmelzen von Metallen anfallen, mit einer einem Schmelzofen (1) nachgeordneten, mit einer Kühlung ausgestatteten Fördereinrichtung (2) für die abzukühlende, zumindest teilweise flüssige Schlacke (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (2) ein drehangetriebenes, Kühlrohr (3) umfasst, dessen Mantelinnenfläche (4) die Kühlfläche für die abzukühlende Schlacke (5) bildet.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlrohr (3) doppelwandig ausgebildet ist und der Freiraum (6) zwischen innerer und äußerer Rohrwand ein Kühlmedium, insbesondere Wasser, aufnimmt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kühlrohr (3) im Bereich wenigstens einer Rohrachse (7) ein Kühlmittelanschluß (8) zugeordnet ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel im Bereich der Rohrachse (7) in den Freiraum (6) eingebracht wird, wozu eine Anschlußleitung (9) über eine Kupplung an das Kühlrohr (3) angeschlossen ist und die Anschlussleitung (9) mit dem Freiraum (6) über wenigstens eine radial verlaufende Leitung (10) verbunden ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an die Leitung (10) im Freiraum (6) angeordnete und zum gegenüberliegenden Kühlrohrende hin verlaufende Kühlmittelleitungen (11) anschließen und dass das Kühlmittel wiederum über wenigstens eine radial verlaufende Leitung (12) und die Kupplung aus dem Freiraum (6) ausgebracht wird.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der Rohrachse (7) mit einem Stelltrieb (13) einstellbar ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlrohr (3) auf einem Gestell (14) drehbar und drehangetrieben gelagert ist.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlrohrmantelinnenfläche (4) nach innen abstehende Mitnehmer zugeordnet sind.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kühlrohr (3) eine Schlackenrinne (17) vorgelagert ist, die abzukühlende Schlacke (5) in das Kühlrohr (3) aufgibt und die mit einer mit wenigstens einer dem Rinnenboden (18) zugeordneten Kühlmittelleitung (19) ausgestattet ist.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kühlrohr (3) zwei benachbarten Schmelzöfen (1) zugeordnete Schlackenrinnen (17) vorgelagert sind, die in einem gemeinsamen Kühlrohr (3) münden. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen 4/9