DE102009060840A1 - System for feeding a dry cooler device for metallurgical slag, comprises a temporary storage upstream the dry cooler device, which receives impulsive effect of the metallurgical slag, and dischargeable through a tilting on a troughed belt - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Trockenkühlung flüssiger Hüttenschlacken, insbesondere Stahlwerkschlacke, wobei die Schlacke mithilfe einer wassergekühlten, stationären Pfanne in umlaufende Mulden zwecks rascher Abkühlung und Rückgewinnung des Wärmeinhaltes gegossen wird.The invention relates to a plant for dry cooling liquid metallurgical slags, especially steelworks slag, wherein the slag is poured by means of a water-cooled, stationary pan in circumferential wells for the purpose of rapid cooling and recovery of the heat content.
Hüttenschlacken werden bis jetzt mit relativ großem Aufwand fast nur nass gekühlt. Der große Wärmeinhalt der flüssigen Schlacke wird vernichtet, die Umwelt belastet, Wasser und Energie verbraucht.Metallurgical slags are so far cooled with only relatively little effort wet. The large heat content of the liquid slag is destroyed, the environment polluted, water and energy consumed.
Die großen Mengen anfallender LD-Schlacke werden auch in modernen Stahlwerken vom Konverter in Schlackenkübel geleert. Die Schlackenkübel werden per Bahn oder Flurfahrzeug abtransportiert und in Gießbeete entleert. Nach weitgehender Abkühlung und Beobachtung, ob kein Flüssigstahl mehr vorhanden ist, wird mit Spritzwasser zusätzlich gekühlt. In späterer Folge wird die Schlacke mittels Bagger gebrochen und auf LKW geladen, der diese zum Schotterwerk bringt. Der in der Schlacke noch vorhandene, in großen und kleinen Formen erstarrte Stahl wird aus der Schlacke mühsam zurückgewonnen.The large amounts of accumulating LD slag are emptied in modern steel mills from converter to slag bucket. The slag buckets are removed by rail or ground vehicle and emptied into foundries. After extensive cooling and observation, if no more liquid steel is available, is additionally cooled with water spray. Later, the slag is broken by excavators and loaded onto trucks, which brings them to the gravel plant. The steel remaining in the slag, solidified in large and small forms, is laboriously recovered from the slag.
Diese Methode hat einen ziemlich großen Personalaufwand. Der gesamte große Energieinhalt der Flüssigschlacke wird vernichtet und die Umwelt belastet.This method has a fairly large personnel expenditure. The entire high energy content of the liquid slag is destroyed and pollutes the environment.
Ein wesentlicher Prozentsatz der Stahlwerksschlacke muss aus qualitativen Gründen verhaldet werden.A significant percentage of steelworks slag must be dumped for qualitative reasons.
Das österreichische Patent Nr.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Probleme zu lösen zu und ein Verfahren zur Trockenkühlung, besonders auch von Stahlwerksschlacke, zu schaffen, welches bei vergleichsweise geringem Betriebsaufwand den wirtschaftlichen, qualitativen und umwelttechnischen Forderungen unserer Zeit entspricht.The invention is therefore an object of the invention to solve the problems described and to provide a method for dry cooling, especially of steelworks slag, which corresponds to the economic, qualitative and environmental requirements of our time with relatively low operating costs.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung darin, dass die Schlacke chargenweise in eine unisolierte, wassergekühlte, kippbare, stationäre Pfanne geleert, von dieser auf unisolierte, dickwandige Mulden eines Muldenbandes geregelt gegossen und mit einer Schichtdicke von ca. 30 mm rasch auf einen Temperaturbereich von ca. 1.000°C gebracht wird. Anschließend wird die Schlacke produktabhängig unterschiedlich rasch auf ca. 150°C fertig gekühlt und verladen. Da die Beschaffenheit der Schlacke und deren Weiterverwendung unterschiedlich sind, muss mit Trockenkühlverfahren chargenweisen und flexibel operiert werden, um optimale Produkte zu erzielen.To solve this problem, the invention consists in that the slag emptied batchwise into an uninsulated, water-cooled, tiltable, stationary pan, cast from this regulated on uninsulated, thick-walled wells of a trough band and rapidly with a layer thickness of about 30 mm to a temperature range of about 1,000 ° C is brought. Subsequently, depending on the product, the slag is cooled to a temperature of approx. 150 ° C and loaded. Since the nature of the slag and its reuse are different, it is necessary to operate in a batchwise and flexible manner with dry cooling processes in order to achieve optimal products.
Da es die Platzverhältnisse im Stahlwerk nicht ermöglichen, den Trockenkühlbetrieb unmittelbar beim LD-Konverter zu situieren, muss der bisherige Abtransport mittels Kübel i. a. beibehalten werden. Die in die stationäre Pfanne entleerten Kübel sind für das Stahlwerk in kürzester Zeit wieder verfügbar. Die Entleerung der stationären Pfanne erfolgt innerhalb von ca. 10 Minuten. Sie werden dem Stahlwerksrythmus angepasst.Since it does not allow the space conditions in the steelworks to situate the dry cooling directly to the LD converter, the previous removal by bucket i. a. to be kept. The buckets emptied into the stationary ladle are available again for the steelworks in a very short time. The emptying of the stationary pan takes place within approx. 10 minutes. They are adapted to the steel mill rhythm.
Die Leistungsfähigkeit des Muldenbandes kann durch Änderung der Breite und Länge des Bandes variiert werden. Bei sehr großen Schlackenmengen kann es vorteilhaft sein, zwei Muldenbänder nebeneinander zu betreiben. Die stationäre Pfanne hat in diesem Falle einen Doppelablauf. Durch die rasche Kühlung der Schlacke auf ca. 1.000°C wird ein sehr niedriger Freikalkwert erzielt. Dies ist für Schotter im Straßenbau besonders wichtig. Da der Ablauf des Frischungsprozesses im LD-Tiegel sehr verschieden sein kann, sind auch die Eigenschaften der Schlacke sowie der Flüssigstahlanteil in der Schlacke sehr unterschiedlich, was einen angepassten Ablauf der Trockenkühlung nötig macht, um ein wirtschaftliches und qualitatives Optimum zu erreichen.The performance of the troughed belt can be varied by changing the width and length of the belt. For very large amounts of slag, it may be advantageous to operate two trough belts next to each other. The stationary pan has a double drain in this case. Due to the rapid cooling of the slag to about 1,000 ° C, a very low free chalk value is achieved. This is especially important for gravel in road construction. Since the course of the refining process in the LD crucible can be very different, the properties of the slag and the proportion of liquid steel in the slag are very different, making an adapted sequence of dry cooling necessary in order to achieve an economic and qualitative optimum.
Mit dem vorliegenden Verfahren wird jede Charge getrennt behandelt. Auf deren Unterschiede kann bei der Entleerung in die stationäre Pfanne sowie aus der stationären Pfanne Rücksicht genommen werden. Der Transport mit Kübel führt bereits zu einer beachtlichen Sedimentation des Flüssigstahlanteiles. Sobald bei der Entleerung des jeweiligen Kübels sowie bei der Entleerung aus der stationären Pfanne Flüssigstahl beobachtet wird, wird die Entleerung abgebrochen und die restliche weitgehend aus Flüssigstahl bestehende Schlacke unmittelbar vom Kübel bzw. durch Kippbewegung aus der stationären Pfanne nach hinten in einen Sammelkübel eines vorhandenen kleinen Gießbeetes entleert.With the present method, each batch is treated separately. Their differences can be taken into account when emptying into the stationary cup as well as from the stationary cup. The transport with bucket already leads to a considerable sedimentation of the liquid steel content. As soon as when emptying the respective bucket and when emptying from the stationary pan liquid steel is observed, the emptying is stopped and the remaining largely consisting of liquid steel slag directly from the bucket or by tilting movement from the stationary pan to the rear into a collecting bucket of an existing small Gießbeetes emptied.
Das kleine Gießbeet dient somit erstens der Entleerung der Restschlacke mit großem Flüssigstahlanteil. Dieser kann mit dem o. a. entsprechend situierten Sammelkübel flüssig zurückgewonnen werden.The small Gießbeet thus serves firstly the emptying of the residual slag with a large proportion of liquid steel. This can with the o. A. be recovered liquid according to situated sump.
Zweitens wird die sich in der gekühlten Pfannenwand gebildete Schlackenschale von jeder neuen Füllung in das kleine Gießbeet abgeworfen. Drittens machen eventuelle Störungsfälle im Betrieb des Muldenbandes oder nicht vergießbare Schlacke das zusätzliche kleine Gießbeet erforderlich. Die Kippbewegung der stationären Pfanne nach hinten in das kleine Gießbeet erfolgt, wie oben erwähnt, in allen Fällen als Abschluss und zur gänzlichen Entleerung. Second, the slag shell formed in the cooled pan wall is dropped from each new filling into the small casting bed. Third, any incidents of failure in operation of the trough belt or slag that can not be cast require the additional small casting bed. The tilting movement of the stationary pan back into the small Gießbeet takes place, as mentioned above, in all cases as a conclusion and for complete emptying.
Die gekühlte Pfannenwand hat den Vorteil, dass sich die Schlackenschale ausgezeichnet löst. Die fortwährende Kühlung ist nötig, da die Pfanne ansonsten durch die pausenlose Neubefüllung mit LD-Schlacke einer Temperatur von ca. 1.600°C selbst hohe Temperaturen annehmen würde und die Schlacke an der Pfanne haften bliebe. Die Kühlung erfolgt von außen durch eine geschlossene Wasserkühlung.The cooled pan wall has the advantage that the slag shell dissolves perfectly. The constant cooling is necessary because the pan would otherwise assume even high temperatures by the non-stop refilling with LD slag of a temperature of about 1,600 ° C and the slag would stick to the pan. The cooling takes place from the outside by a closed water cooling.
Am Ende des Muldenbandes wird die durcherstarrte Schlacke von selbst abgeworfen, vorgebrochen, mit einem langsam laufenden Zellenplattenband hoch transportiert, in einen weiteren Stachelbrecher geworfen und im Kühlschacht oder einem Rüttelkühler auf ca. 150°C fertig gekühlt.At the end of the trough strip, the solidified slag is dropped by itself, pre-broken, transported up with a slow-moving cell plate belt, thrown into another spiny crusher and cooled to about 150 ° C. in the cooling shaft or a vibrating cooler.
Die Kühlung der Schlacke erfolgt im oberen Temperaturbereich einerseits durch Strahlung und andererseits durch Wärmeleitung in die dickwandige Mulde.The cooling of the slag takes place in the upper temperature range on the one hand by radiation and on the other hand by heat conduction into the thick-walled trough.
Die Mulde wird im oberen Trum an der Unterseite und im unteren Trum an beiden Seiten durch Strahlung und eventuell zusätzlich durch Luft gekühlt. Dazu sind an der Rückseite der Mulde entsprechende Kühlrippen angegossen.The trough is cooled in the upper strand at the bottom and in the lower strand on both sides by radiation and possibly additionally by air. For this purpose, corresponding cooling ribs are cast on the back of the trough.
Eine abschließende geringe Kühlung der Mulden kann mittels Spritzwasser ergänzt werden. Zur Erzielung von besonders günstigen Los Angeles(LA)-Werten, die zumeist auch von der Korngröße abhängig sind, soll die Kühlung unter 1.000°C langsam erfolgen. Aus diesem Grunde lässt man die Schlacke mit dem Muldenband in einem Zellenplattenband mit sehr großen Zellen (Taschen) bei sehr geringer Geschwindigkeit bzw. großer Verweilzeit weiterkühlen.A final low cooling of the wells can be supplemented by means of splash water. In order to achieve particularly favorable Los Angeles (LA) values, which are usually also dependent on the particle size, the cooling should be slow below 1000 ° C. For this reason, the slag with the trough band in a cell plate belt with very large cells (pockets) is allowed to continue to be cooled at very low speed or for a long residence time.
Um speziell kühlen zu können und über reichlich Kapazität zu verfügen, ist es zweckmäßig, zwei Muldenbänder samt Nachfolgeeinrichtungen parallel zu betreiben. Das Verfahren ist damit sehr flexibel, wie es die Stalwerksschlacke erfordert.In order to be able to cool specifically and to have ample capacity, it is expedient to operate two trough belts together with downstream devices in parallel. The process is thus very flexible, as it requires the Stalwerksschlacke.
Da die Investition- und Betriebskosten des Verfahrens günstig sind und große Wärmemengen rückgewonnen werden, ist es auch besonders wirtschaftlich.Since the investment and operating costs of the process are favorable and large amounts of heat are recovered, it is also very economical.
Der nach dem neuen Trockenkühlverfahren gewonnene LD-Schlackenschotter zeichnet sich durch sehr geringen Freikalk, Gleichmäßigkeit und gute phylikalische Werte aus. Er eignet sich auch sehr gut zur Weiterverarbeitung zu Splitt. Bei der Herstellung von Splitt kann es vorteilhaft sein, die Schlacke in sehr dünne Schicht zu gießen d. h. die Mulden nur minimal zu füllen.The LD slag gravel obtained by the new dry cooling process is characterized by very low free lime, uniformity and good phylical values. It is also very suitable for further processing into chippings. In the production of chippings, it may be advantageous to pour the slag in a very thin layer d. H. fill the hollows only minimally.
Durch das Verfahren werden Explosionen, Frostprobleme, Abgase und andere Umweltprobleme von vornherein vermieden.The process avoids explosions, frost problems, exhaust fumes and other environmental problems right from the start.
Der durch die beschriebene Kühlung gewinnbare Dampf kann in das, in jedem Stahlwerk vorhandene Sattdampfnetz eingespeist werden. Er stellt einen vielfachen Wert im Vergleich zum Wert der Schlacke selbst dar.The recoverable by the described cooling steam can be fed into the existing in any steelwork saturated steam network. It represents a multiple value compared to the value of the slag itself.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen mit zwei schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigenThe invention is described below with reference to drawings with two schematically illustrated embodiments. Show it
Die Trockenkühlanlage für Stahlwerksschlacke in dickerer Schicht setzt sich im wesentlichen aus einer wassergekühlten, unisolierten, stationären Pfanne
Die Pfanne
Im unteren Trum des Muldenbandes sind auch Kanäle für Kühlluft
Die Flüssigschlacke samt restlichem Flüssigstahl und Verunreinigungen mit ca. 1.600°C wird vom Stahlwerkskonverter in Kübel geleert. Die vollen Kübel werden zur erfindungsgemäßen Trockenkühlanlage gefahren und in die stationäre Pfanne entleert. Aus dieser Pfanne wird die Schlacke geregelt auf das Muldenband gegossen, so dass die Mulden z. B. mit einer etwa 30 mm dicken Schlackenschicht laufend gefüllt werden. Die intensive Abstrahlung und die Wärmeleitung in die dickwandige Mulde führen zu einer raschen Abkühlung auf ca. 1.000°C bei gleichzeitiger Durcherstarrung. Es folgen der Abwurf am Bandeende, die Vorberechung und der Weitertransport mittels Zellenplattenband zum zweiten Stachelbrecher und Kühlschacht bei gleichzeitiger Weiterkühlung durch Luft. Die Anbringung von Strahlungspanelen und Luftkanälen ermöglichen die Gewinnung von Sattdampf großen Ausmaßes, der in das Dampfnetz der Hütte gespeist wird.The liquid slag together with residual liquid steel and impurities at approx. 1,600 ° C is emptied into a bucket by the steelworks converter. The full buckets are moved to the dry cooling system according to the invention and emptied into the stationary pan. From this pan, the slag is poured regulated on the trough band, so that the troughs z. B. continuously filled with an approximately 30 mm thick slag layer. The intensive radiation and the heat conduction into the thick-walled hollow lead to a rapid cooling to approx. 1,000 ° C with simultaneous solidification. This is followed by the discharge at the end of the belt, the precalculation and the further transport by means of a cell plate belt to the second spiny crusher and cooling shaft with simultaneous further cooling by air. The installation of radiant panels and air ducts allow the production of saturated steam of large scale, which is fed into the steam network of the hut.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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CN107699646A (en) * | 2017-11-16 | 2018-02-16 | 中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司 | Stainless steel slag granulating device and method |
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AT406378B (en) | 1995-01-24 | 2000-04-25 | Hulek Anton | Method and installation for dry cooling of metallurgical slag with heat recovery - with use of trough belt conveyor for slow solidification of slag into a crystalline structure |
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