AT406378B - Verfahren und anlage zur trockenkühlung von hochofen-, ld-, kupol- und e-ofenschlacke mit wärmerückgewinnung - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf eine rationelle Trockenkühlung von   Hochofen-/LD-, Kupol- und   E-Ofenschlacken und auf eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens. 



   Die üblichen Verfahren zur Kühlung von Hochofenschlacke und anderen Schlacken aus der Stahlindustrie eignen sich zumeist nur für bestimmte Weiterverarbeitungen z B für glasiges Granulat und ermöglichen keine Wärmegewinnung. Andere Verfahren wiederum haben als Hauptziel   eine günstige Wärmerückgewinnung   und erzeugen dabei ein minderwertiges Produkt
In der DE 29 50 974 A1 wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer glasartigen bzw verglasten Hochofenschlacke beschrieben. Die glasartige Struktur der Hochofenschlacke wird dadurch erreicht, dass die geschmolzene Hochofenschlacke in Metall-Kühlelemente eingebracht wird, welche an einem Endlosförderband angebracht sind.

   Die Metall-Kühlelemente sind dazu so ausgebildet, dass sie zur Aufnahme der geschmolzenen Hochofenschlacke schmale und tiefe Kühlnuten aufweisen Auf die Dimensionierung der   Kühlnuten   mit einer Tiefe bis zu 40 mm und eine Breite zwischen 2 und 4 mm Ist die schnelle Abkuhlung der dementsprechend dünnen Schlackenschichten bel grosser Oberflache und   Wärmeleitfahigkeit   der   Kühlkörper   zuruckzufuhren, wodurch In der Folge nach dem schnellen   Abkühlvorgang   glasartige Hochofenschlacke vorliegt
Aus der DD 201 152 A ist eine Anlage zur   Wärmerückgewinnung   aus geschmolzenen Schlacken zu entnehmen, bel der warmeübertragende Bauelemente so angeordnet sind,

   dass sowohl die fühlbare Wärme des   Granullermedlums als   auch die Wärme der   schmelzflussige   Schlacke führenden Teile und die Konvektions-und Strahlungswärme der Schlacke effektiv auf ein warmeabführendes Medium übertragen werden. Hierzu wird die Schlacke auf ein Kühlwalzenpaar am Einlaufteil der Anlage gebracht Durch Drehung der Walzen, welche Ihrerseits aus dem Walzeninneren   gekühlte   Rippen aufweisen, kuhlt die geschmolzene Schlacke ab und gelangt auf eine weitere mit einem Wärmetauscher ausgestattete Förderrinne
Die DE 15 08 198 A und die Patent Abstracts of Japan, unexamined applications, Sektion C, Band 3, Nr. 27,7 März 1979 (07 03.

   79) The Patent Office Japanese Govemment, Seite 96 C 39 Nr 54-2295   (Mltsu)   Zosen K K) sehen eine Schlackenkühlung mit Hilfe von   eingedüstem   Wasser bzw Wasserdampf in einen   Kühlraum   vor. 



   Ein nicht unwesentlicher Teil der anfallenden Stahlwerkschlacken wird auch heute noch auf pnmitive Weise In Boxen, Beeten und dergleichen ausgegossen. Dabei wird der gesamte Wärmeinhalt vernichtet und durch Bildung von S02 und H2S negativer Einfluss auf die Umwelt ausgeübt. Minderwertige Schlacke wird anschliessend verhaldet, sodass auch heute noch neue Schlackenberge entstehen
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und ein Verfahren zur Trockenkühlung von Schlacken zu schaffen, welches bei vergleichsweise geringem Bauaufwand den wirtschaftlichen, qualitativen und umwelttechnischen Anforderungen unserer Zeit entspricht
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung dann, dass die Schlacke in unisoliert Mulden eines Muldenbandes geregelt gegossen zu einer langsamen Abkühlung,

   mit kristalliner Erstarrung gebracht wird sowie an der Oberseite des oberen Trumes des Muldenbandes Strahlungspanele, an der Unterseite des oberen Trumes und an beiden Seiten des unteren Trumes Luftkanale angeordnet sind, welche die Schlackenwärme teils direkt und die von den Mulden aufgenommenen Schlackenwärme teils indirekt mittels   Kühlluft   einem Abhitzekessel zuführen
Die erfindungsgemässe Verfahrensweise ermöglicht eine langsame Trockenkühlung aller Schlacken aus der Stahlindustrie zur Herstellung von kristalliner Schlacke mit Dicken von etwa 20- 50 mm zur Weiterverarbeitung zu hochwertigen Schotterprodukten ohne Wasseranwendung bei gleichzeitig weitestgehender Rückgewinnung des Wärmeinhaltes mit einem hohen Temperaturniveau, wobei eine Rückgewinnung eines grossen   Wärmeinhaltes, z.

   B   durch Dampferzeugung unter Gewinnung von Sattdampf oder überhitzten Dampf, erzielt werden kann
Während der langsamen Weiterbewegung des Muldenbandes mit ca. 2 - 8 m/min füllen sich die einzelnen Mulden je nach Bedarf etwa 20 - 50 mm tief. Die Schlacke erstarrt langsam und erreicht am Ende des Muldenbandes nach ca.

   5-15 min eine Temperatur von 900 - 1000 Grad Die   Giessmulden   des Muldenbandes werden bereits Im oberen Trum an der Unterseite durch Geblaseluft   gekühlt   Die Kuhlung setzt sich Im unteren Trum durch dieselbe Gebläseluft an beiden Seiten der Mulden fort, sodass sie beim   nachten   Eintreten In das obere Trum soweit   zurückgekuhit   sind, dass eine neue Beaufschlagung mit flüssiger Schlacke erfolgen kann Die relativ hohe Temperatur der Mulden vor der weiteren Beaufschlagung ist für eine langsame   Abkuhlung   der Schlacke bzw für eine günstige kristalline Struktur der Schlacke von Vorteil. 

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   Die   Kühlluft   des Muldenbandes wird uber einen Heisszyklon und einen Abhitzekessel erneut zur Kühlung eingesetzt. Durch den bestehenden Kreislauf geht keine Wärme verloren/ wenn man von den   genngen   Abstrahlungsverlusten absieht. 



   Die Schlackenplatten werden abgeworfen, wobei mit Vorteil die vom Muldenband abgeworfene Schlacke Im noch heissen Zustand gebrochen wird. Mit besonderem Vorteil wird die gebrochene Schlacke durch einen   Kühlschacht mittels   Luft, die einem Abhitzekessel zugefuhrt wird, weiter gekühlt, wobei die Schlacke auf etwa 200 Grad abgekühlt wird Die Kühlluft durchläuft an-   schliessend   einen Heisszyklon und wird in einem Abhitzekessel soweit zurückgekühlt, dass sie im   Kühlschacht   wieder der Abkühlung dienen kann. 



   Alternativ kann das Verfahren so durchgeführt werden, dass die gebrochene Schlacke auch durch eine   wassergekühlte   Vibrorinne   weitergekühlt   wird, wobei der Schlackenschotter durch Strahlung und   Wärmeleitung abgekühlt   wird Das als Kühlmedium verwendete Wasser kann dabei direkt fur die Wärmerückgewinnung genutzt werden. 



   Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die noch flüssige Schlacke In den Mulden durch   Eindüsen   geringer Wassermengen porig gemacht wird Dadurch, dass in die noch flussige Schlacke am Beginn des Muldenbandes eine sehr geringe Wassermenge eingedüst wird, wird eine gezielte Porenbildung in der Schlacke erreicht.

   Schlacke mit Poren hat den Vorteil, dass sie eine geringere Dichte aufweist und daher einen billigeren Transport ermöglicht Ausserdem bewirken fein verteilte Poren eine bessere Reibung auch nach fortgeschrittenem Abrieb, was z B Im Strassenbau von Vorteil ist
Eine zusätzliche Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass In die flüssige Schlacke nicht brennbarer   Sondermüllrückstand   eingebracht und mit der Schlacke verschmolzen wird, sodass die Schlacke inklusive   Sondermüllrückstand   verwendbar oder deponierbar gemacht wird Auf diese Welse können Rückstände aus der   Sondermüllverbrennung   und sonstige nicht brennbare,

   die Umwelt belastende Abfälle mit der flüssigen Schlacke vermischt oder chemisch verbunden werden Die daraus entstehende feste Schlacke bindet die Schadstoffe und ist z B für Beschuttungen verwendbar bzw. deponierbar. 



   Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahren besteht aus einem Zwischengefäss mit Sedimentationssumpf und Messsonde, einer   Verteilemnne   mit Brenner, einem Muldenband mit einlagigen Mulden aus hitzebeständigem   Gusseisen   oder   hitzebeständigem Stahl,   aus Strahlungspanelen, aufeinanderfolgenden Luftkanälen, einem   Kühischacht   bzw einer Vibrorinne und Abhitzekessel.

   Dadurch, dass ein Zwischengefäss vorgesehen ist, über welches die schmelzflüssige Schlacke über eine Verteilerrinne auf ein umlaufendes Muldenband geleitet wird, wird ein Ausgleich des stossweisen Anfalles der   schmelzflüsslgen Schlacke sichergestellt Die   Mulden sind aus hitzefestem Gusseisen oder hitzebeständigem Stahl hergestellt und sind auf der Innen- und Aussenseite ohne jede Isolation. An der Oberseite des Muldenbandes befinden sich Stahlungspanele, die Strahlungswärme der flüssigen oder soeben erstarrten Schlacke aufnehmen und dem Dampfkessel zuleiten Besonders bevorzugt ist dem Muldenband ein Stachelbrecher nachgeordnet. 



   Mit Vorteil ist das Muldenband durch eine Haube abgedeckt, sodass keine Gase unkontrolliert entweichen können. Mit einer derartigen Haube können Gase, wie z. B. S02, das sich durch die Berührung mit der Luft bildet, nicht entweichen und es wird ein weiterer Zutritt von Luft bzw. 



  Sauerstoff und weitere   S02-Bildung   verhindert. Geringe Abgasmengen werden nötigenfalls abgesaugt und niedergeschlagen, um auch eine Geruchsbelästigung für die Umwelt zu vermeiden. 



   Besonders bevorzugt ist die Anlage mit einer oder mehreren   innengekühlten   Wasserlanzen ausgestattet, die das Einpressen von geringen Wassermengen über Düsen In die flüssige Schlacke ermöglichen. Dadurch dass die Wasserlanzen für die Eindüsung intensiv Innengekühlt sind, haftet die Schlacke nicht fest und kann die ausgepresste Wassermenge, die ein Tell des Kühlwassers ist, beliebig dosiert werden. Bei bestimmten   Qualitätsanforderungen   wird das   Eindüsen   von Wasser entfallen. Dabei ist die Ausbildung mit Vorteil so getroffen, dass die innengekühlten Wasserlanzen durch Federn oder hydraulisch bzw. pneumatisch auf das Muldenband gedrückt werden und dadurch sicher auf den Muldenboden bzw über die   Zwischenwände   geführt werden. 



   Die Erfindung wird im folgenden anhand eines der in Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In dieser zeigen Fig. 1 eine erfindungsgemässe Vornchtung zur rationellen Trockenkühlung mit einem nachgeschalteten   Kühlschacht,   Fig. 2 eine Vorrichtung zur Trockenkühlung mit einer Vibrorinne und Fig. 3 einen Ausschnitt des Muldenbandes mit einer   Innengekühlten   Wasserlanze. 

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   In Flg. 1 Ist eine Trockenkühlanlage zum rationellen Kuhlen von Hochofen- und Stahlwerkschlacken dargestellt, weiche sich im wesentlichen aus   einem Zwischengefass   1, einer   Verteilerrinne   2, einem nachgeordneten Muldenband 3, einem Stachelbrecher 4, einem   Kühlschacht   5, einem Abhitzekessel I 7, einem Abhitzekessel 11 8 und einem Dampfkessel 27 zusammensetzt. 



   Die schmetzflussige Schlacke wird uber eine Schlackennnne 20 In das Zwischengefass 1 geleitet, das die Schlacke speichert und durch eine hochwertige   Isolation flüssig hält.   Vor einer Beschickung des   Zwischengefässes   1 wird dieses durch einen nicht dargestellten Brenner entsprechend aufgewärmt.

   Eine dünne erstarrte Schlackenschicht an den Wandungen schützt die Isolation des   Zwischengefässes   1 vor einem chemischen Angriff der relativ aggressiven Flüssigschlacke In der Schlacke befindliches flüssiges Roheisen oder Stahlanteile sedimentieren Im Zwischengefass 1 und   konnen   nach einer entsprechenden Ansammlung, die von einer Messsonde 10 festgestellt   wird, über einen mit einem Roheisenstopfen   21   verschliessbaren   Abstich 22 flüssig abgestochen und dem Stahlwerk ruckgefuhrt werden. 



   Die   Flüssigschlacke wird über einen Schlackenstopfen   11 geregelt der   Verteilerrinne   2 zugeführt. Die Schlacke fliesst von der   Verteilerrinne gleichmässig   auf das Muldenband 3 weiter Um die Überlauf kante bzw.   die Überlaufeinstiche   auch während Unterbrechungen von erstarrten Schlackenteilen freizuhalten, verfügt die   Verteilemnne   über einen oder mehrere Brenner 12 Die Schlacke wird anschliessend   als Fullungen   13 durch das Muldenband 3 weitergefördert und nach der Erstarrung am oberen Ende des Muldenbandes abgeworfen Das Muldenband ist mit einer Haube 19 abgedeckt,

   wobei über eine Öffnung 26 der Haube 19 Abgase abgezogen werden   konnen.   Die abgeworfenen relativ grossen Schlackenplatten werden durch einen   Stachelbrecher   4 zerkleinert, um im nachfolgenden Kuhlturm 5 eine leichtere Kühlung zu   ermöglichen   Diese Zerkleinerung kann in einem weiteren Brecherbetrieb auf sämtliche gewünschte Korngrossen fortgesetzt werden. 



   Die Wärmerückgewinnung erfolgt durch Strahlungsübertragung auf   Strahlungspanele   14 sowie durch einen Kühlluftkreislauf 15, bei welchem Im Bereich des Plattenbandes 3 Luftkanäle 15/1, 15/2 und 15/3 vorgesehen sind, sowie durch   einen Kühlkreislauf   16 im Bereich des   Kühlschachtes   5 In den   Kühlkreisläufen   15 und 16 Im Bereich des Plattenbandes 3 sowie m Bereich des Kühlschachtes 5 wird dabei Luft als Kühlmedium verwendet, wobei die erwärmte Luft jeweils über Heisszyklone 23 bzw. 24 den Abhitzekesseln 7 bzw.

   8 zugeführt wird Die Abhitze dieser   Abhitzekesseln wird uber   nicht naher dargestellte Leitungen einem Dampfkesselsystem 27 zur Dampferzeugung zugeführt Zusätzlich wird dem Dampfkesselsystem die Abhitze der Strahlungspanele 14, bei welchem als Kühlmedium Wasser verwendet wird, uber den Kuhlkreislauf 25 zugeführt. 



   In Fig 2 ist eine von der Fig. 1 abgewandelte Vomchtung zur Trockenkühlung von Schlacke dargestellt, wobei dem Stachelbrecher 4 zur Weiterkuhlung der gebrochenen Schlacke eine   wassergekühlte   Vibronnne 6 nachgeschaltet ist. Für gleiche Teile wurden dabei die Bezugszeichen beibehalten
Die Abhitze der Vibrorinne 6 wird über einen Kühlkreislauf 17 dem Dampfkesselsystem 27 zur Dampferzeugung zugeführt. Die Abhitze der Strahlungspanele 14, des Abhitzekessels 7 und des Abhitzekessels 8 bzw. der Vibronnne kann naturlich auch für die Aufheizung von Schrott oder dergleichen direkt verwendet werden. 



   Zur Qualitätssteigerung der   kristallln   erstarrten Schlacke wird eine Reihe von in   Flg.   3 näher dargestellten innengekühlten Lanzen 9 zur fein dosierten Eindüsung geringer Wassermenge In die Mulden 18 eingesetzt. 

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Claims (11)

1. Patentansprüche : 1. Verfahren zur rationellen Trockenkühlung von Hochofen-, LD-, Kupol- und E-Ofenschlacke dadurch gekennzeichnet, dass die Schlacke In unisolierte Mulden (18) eines Muldenbandes (3) geregelt gegossen zu einer langsamen Abkühlung, mit kristalliner Erstarrung gebracht wird sowie an der Oberseite des oberen Trumes des Muldenbandes (3) Strahlungspanele (14), an der Unterseite des oberen Trumes und an beiden Seiten des unteren Trumes Luftkanäle (15/1 bis 15/3) angeordnet sind, welche die Schlackenwarme teils direkt und die von den Mulden (18) aufgenommenen Schlackenwärme teils indirekt mittels Kuhlluft einem Abhitzekessel zuführen <Desc/Clms Page number 4>
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die vom Muldenband (3) abgeworfene Schlacke im noch heissen Zustand gebrochen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die laut Anspruch 2 gebrochene Schlacke durch einen Kühlschacht (5) mittels Luft, die einem Abhitzekessel (8) zugefuhrt wird, weiter gekühlt wird
4. 4 Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die laut Anspruch 2 gebrochene Schlacke durch eine wassergekühlte Vibrorinne (6) weitergekühlt wird
5. 5 Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die noch flüssige Schlacke In den Mulden (18) durch Eindüsen geringer Wassermengen porig gemacht wird.
6. 6 Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in die flussige Schlacke nicht brennbarer Sondermüllrückstand eingebracht und mit der Schlacke verschmolzen wird, sodass die Schlacke inklusive Sondemmüllruckstand verwendbar oder deponierbar gemacht wird
7. 7 Trockenkühlanlage zum Kühlen von Hochofen-, LD-, Kupol- und E-Ofenschlacke nach Anspruch 1 bis 6, die aus einem Zwischengefäss (1) mit Sedimentationssumpf und Messsonde (10), einer Verteilerrinne (2) mit Brenner (12), einem Muldenband (3) mit einlagigen Mulden (18) aus hitzebeständigem Gusseisen oder hitzebeständigem Stahl, aus Strahlungspanelen (14), aufeinanderfolgenden Luftkanälen (15/1 bis 15/3), einem Kühlschacht (5) bzw einer Vibrorinne (6) und Abhitzekessel (7 und 8) besteht
8. 8 Anlage nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Muldenband (3)

   durch eine Haube (19) abgedeckt ist, sodass keine Gase unkontrolliert entweichen können
9. 9. Anlage nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass dem Muldenband (3) ein Stachelbrecher (4) nachgeordnet ist.
10. 10. Anlage nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage mit einer oder mehreren mnengekühlten Wasserlanzen (9) ausgestattet ist, die das Einpressen von geringen Wassermengen über Düsen in die flüssige Schlacke (13) ermöglichen.
11. 11. Anlage nach Anspruch 7 und 10 dadurch gekennzeichnet, dass die innengekühlten Wasserlanzen durch Federn oder hydraulisch bzw. pneumatisch auf das Muldenband gedrückt werden und dadurch sicher auf dem Muldenboden bzw über die Zwischenwände geführt werden