DE2251127C2

DE2251127C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Hüttenbims

Info

Publication number: DE2251127C2
Application number: DE2251127A
Authority: DE
Inventors: Kurt 2000 Hamburg Nalleweg
Original assignee: Thb-System Bauregie 2100 Hamburg De GmbH; Thb System Bauregie 2100 Hamburg GmbH
Current assignee: Thb-System Bauregie 2100 Hamburg De GmbH
Priority date: 1972-10-18
Filing date: 1972-10-18
Publication date: 1983-04-28
Also published as: DE2251127A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Hüttenbims, bei dem die flüssige Hochofenschlacke in ein Bett abgestürzt und von unten her Wasser in Form eines Strahles in die flüssige Hochofenschlacke eingespritzt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Hüttenbims nennt man den durch Schäumen flüssiger Hochofenschlacke und anschließende Aufbereitung entstehenden porigen Baustoff.

Zum Herstellen von Hüttenbims sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt.

Bei den älteren Verfahren wird zumeist die Schlacke auf die Oberfläche eines dünnen Wasserfilmes geleitet, wobei es zum Aufschäumen kommt. Nach vollzogener Schäumung werden Wasser und Schaumschlacke weiterbefördert und voneinander getrennt. Zur Ausführung dieser Verfahren sind Schäumräder und Kippgefä- &o ße bekannt. Es handelt sich hierbei um flache, mit Wasser gefüllte tassenartige Gefäße, auf deren Wasseroberfläche von der Seite her die flüssige Schlacke läuft. Beim Kippgefäß sind zwei Tassen miteinander gekuppelt, beim Fächerrad ist eine ganze Reihe solcher Tassen auf einem Rad angeordnet und beim Muldenrad handelt es sich um eine gleichsam fortlaufend sich verlängernde, überlaufende Tasse. Die sogen. Bimsschnecke ist eine besonders ausgestattete Förderschnecke, deren Trog am Zulaufende vertieft ist

In diesem vertieften Teil befindet sich ständig eine bestimmte Wassermenge und eine gut durchfeuchtete Hüttensandschicht Beim Auftreffen der flüssigen Schlacke auf den feuchten Sand bildet sich eine Schaumschlacke. Sie wird durch die Flügel der Schnecke weggenommen und der am Ende des Troges angeordneten Zerkleinerungseinrichtung zugeführt

Die Nachteile dieser Verfahren bestehen darin, daß sie einen ununterbrochenen, aber beschränkten Fluß von flüssiger Schlacke erfordern und daß sich die Poren nicht in Ruhe entwickeln können und beim Herabfallen sogar zerstört werden.

Zur Abhilfe ist ein Schäumbett mit einem System eingebauter Wasserdüsen vorgeschlagen worden, die das Wasser unter die ruckartig ausgegossene Schlakkendecke verteilen und damit den entstehenden Wasserdampf zur vollen Wirkung bringen. Die flüssige Schlacke wird hierbei aus einer breitschnauzigen Kippmulde in schnellem Guß auf ein kippbares Stahlbett gegossen, so daß sie sich sofort gleichmäßig verteilt Die Oberfläche der Wanne ist mit mehreren hundert Düsen versehen, aus denen gleichzeitig Wasser unter Druck ausströmt Die Schlackendecke gerät durch den entstehenden Wasserdampf in Wallung und erstarrt zu einem porigen Bimskuchen, der einige Minuten später nach Schrägstellen des Schäumbettes auf 60° in eine Grube abrutscht und von dort mit dem Greifer zur Brecherei gebracht wird. Nachteilig bei allen maschinellen Anlagen zum Schäumen der Hochofenschlacke ist jedoch der starke Verschleiß und die hohe Korrosionsbeanspruchung (vgl. Keil: »Hochofenschlacke«).

Das einfachste und ohne besonderen Aufwand durchzuführende Verfahren zur Herstellung von Hüttenbims ist das sogen. Dammverfahren, wie es beispielsweise in der Zeitschrift Stahl und Eisen 77, Nr. 1 vom 10.1.1957, Seite 36-38 beschrieben ist. Bei diesem Verfahren wird längs der Oberkante eines Schlackendammes eine Wasserleitung angeordnet, durch die Preßwasser zugeführt wird. Beim Kippen der Pfanne wird gegen den breiten ausfließenden Schlackenstrahl von unten ein scharfer Wasserstrahl gerichtet, der die flüssige Schlacke zum Aufblähen bringt Der Wasserstrahl ist hierbei nach unten zu auf jene Stelle gerichtet an der die flüssige Hochofenschlacke auf die Dammböschung auftrifft. Die Schäumschlacke sammelt sich am Fuß des Dammes und wird mit Greifern zur Weiterverarbeitung in der Brech- und Siebanlage verladen. Diese Arbeitsweise erfordert zwar geringe Anlagekosten, setzt aber eine verhältnismäßig gut schäumbare Schlacke voraus. Einen Hüttenbims mit gleichbleibenden Eigenschaften herzustellen, ist schwierig, da eine genaue Abstimmung des Verhältnisses von Wasser zu Schlacke kaum zu erreichen ist. Sowohl der Anfall an unvollständig geschäumter Schlacke, als auch an Feinkorn ist bei diesem Verfahren verhältnismäßig groß (vgl. insbesondere a. a. O. Seite 38, linke Spalte).

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Dammverfahren so weiterzubilden, daß, im wesentlichen unabhängig von der Art der anfallenden Hochofenschlacke, eine Hüttenbimsproduktion mit gleichbleibenden Eigenschaften gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, daß ein breiter Wasserstrahl gegen die im freien Fall abstürzende, flüssige Hochofenschlacke gerichtet wird und der Spritzdruck und/oder die Menge des Wasserstrahles

geregelt werden.

Durch die verhältnismäßig einfache und in der Praxis ohne Schwierigkeiten realisierbare Änderung des bisherigen Dammverfahrens ergibt sich überraschenderweise ein Verfahrensablauf, bei dem festes Bimskorn mit bizarrer zerklüfteter Oberfläche hergestellt werden kann, das feine, in sich geschlossene Poren enthält, die gleichmäßig verteilt sind und wobei die die Po--en umschließenden Zellwände eine ausreichende Dicke haben. Erst durch das Richten des breiten Wasserstrahls gegen die frei herabstürzende Hochofenschlacke ergibt sich dabei die notwendige Durchdringung und Vermischung von Wasser und Hochofenschlacke in einem Ausmaß, daß ein gleichmäßiger Hüttenbims anfällt und nicht stark aufgeschäumte Partien mit fast unaufgeschäumten Partien gleichzeitig anfallen. Die besondere Art der auftretenden Vermischung durch das Anstrahlen der frei herabstürzenden Hochofenschlacke mit einem breiten Wasserstrahl läßt auch die erfindungsgemäße Regelung über den Wasserdruck und/oder die Wassermenge erst tatsächlich zur Auswirkung kommen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Neigung des Wasserstrahles in bezug auf die Horizontale veränderlich ist. Es hat sich nämlich gezeigt, daß durch eine solche Veränderung der Neigung des Wasserstrahls und damit veränderte Durchdringung der herabstürzenden Schaumstoffschlacke eine verbesserte Steuerung des Schäumvorganges erreicht werden kann.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bei einer Vorrichtung mit einer kippbaren, vorzugsweise auf Schienen verfahrbaren Schlackenpfanne für die flüssige Hochofenschlacke und einer Schlackengrube zur Aufnahme der geschäumten Schlacke sowie einer Wasserführung in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Wasserzuführung in Form einer Lanze mit auswechselbarem Düsenmundstück ausgebildet ist, die außerhalb des Schlackenbettes im Abstand unterhalb der Schlakkenpfanne und zum Rand des Schlackenbettes angcordnet ist.

Bei dieser Vorrichtung gelangt die Wasserzuführung nicht in unmittelbare Berührung mit der flüssigen oder schäumenden Schlacke. Der Verschleiß und die Korrosionsbeanspruchung dieser Einrichtung sind daher gegenüber jenen bekannten Einrichtungen, die mit der flüssigen Schlacke in unmittelbare Berührung kommen, relativ gering. Überdies sind die Anschaffungskosten für die erfindungsgemäße Einrichtung sehr niedrig.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung soll die Lanze mit wenigstens einer Halterung zur lösbaren Befestigung auf den Schienen der Schlackenpfanne versehen sein. Dadurch kann die Lanze rasch an der jeweiligen Kippstelle der Schlackenpfanne angebracht werden. Um eine gleichmäßige Verteilung des Schäummittels in der abstürzenden Schlacke sicherzustellen, ist es hierbei vorteilhaft, wenn die Lanze zentral unter der Schlackenpfanne angeordnet ist.

Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, die Achse der Ausströmöffnung des Düsenmundstücks in bezug auf die Längsachse der Lanze geneigt anzuordnen, um ohne aufwendige Neigung der Lanze selbst lediglich durch Austausch des Düsenmund-Stücks eine entsprechend geänderte Neigung des Wasserstrahls erreichen zu können.

Ein Ausführungsbeispiel der bevorzugten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Hüttenbims,

Fig.2 eine vergrößerte Darstellung der Lanze der Vorrichtung nach F i g. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Lanze nach F i g. 2 und

Fig.4 eine Darstellung der Arbeitsweise der in F i g. 1 abgebildeten Vorrichtung.

Darin bedeutet:

I den Schlackenfluß aus der Schlackenpfanne,

II einen starken Wasserstrahl aus der Schäumlanze,

III die Ausbuchtung des Schlackenflusses durch den Wasserstrahl aus der Schäumlanze und Mitnahme dieser Wassermengen durch den fallenden Schlakkenfluß zum Schäumvorgang im Schlackenbett,

IV den Beginn des Schäumvorganges und

V den Abschluß des Schäumvorganges.

Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung umfaßt eine Schlackenpfanne 1 zur Aufnahme der flüssigen, kieselsäurereichen Hochofenschlacke. Die Schlackenpfanne t ist auf einem Fahrgestell 2 kippbar gelagert, das auf Schienen 3 verfahrbar ist Die Kippstellung der Schlackenpfanne 1 ist in F i g. 1 mit sirichlierten Linien dargestellt Seitlich neben den Schienen 3 ist ein Schlackenbett 4 zur Aufnahme der schäumenden Schlacke vorgesehen, dessen Sohle wesentlich tiefer als die Schienen 3 liegt, so daß die flüssige Schlacke aus der Schlackenpfanne 1 in das Schlackenbett 4 abgestürzt werden kann.

Unterhalb der Schlackenpfanne 1 ist eine Lanze 5 zum Zuführen von Wasser angeordnet. Die Lanze 5 besteht aus einem etwa 2,25 m langen Stahlrohr von etwa 50 mm Innendurchmesser, das an einem Ende einen Anschluß 6 für einen Druckwasserschlauch 7 und am anderen Ende ein auswechselbares Düsenmundstück 8 trägt Die Länge der Lanze 5 kann entsprechend dem Schienenabstand und die Form sowie Größe des Düsenmundstückes 8 kann entsprechend dem Bedarf an Schäummittel verändert werden. Das Düsenmundstück 8 hat im allgemeinen eine Breite von etwa 200 bis 300 mm und eine Spaltweite von etwa 5 bis 10 mm. Die Lanze 5 ist überdies mit einer Halterung 9 versehen, die als U-Profil ausgebildet ist und zum Festlegen der Lanze 5 auf den Schienen 3 dient. Die Achse der Austrittsöffnung des Düsenmundstückes 8 ist gegenüber der Längsachse der Lanze 5 unter einem Winkel von etwa 20 bis 30° geneigt, derart, daß beim Festlegen der Lanze 5 auf den Schienen 3 die Achse der Austrittsöffnung des Düsenmundstüclces 8 schräg nach oben gerichtet ist. Der Druckwasserschlauch 7 ist an einen Wasseranschluß 10 mit Ventil 11 angeschlossen.

Diese Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Gleichzeitig mit dem Beginn des Kippens der Schlackenpfanne 1 wird das Ventil 11 geöffnet. Das Druckwasser tritt aus dem Düsenmundstück 8 in Form eines breiten, schräg von unten nach oben gerichteten Strahles aus, der in die frei abstürzende, flüssige Schlacke eindringt und den Schäumvorgang einleitet. Die abstürzende Schlacke nimmt einen Teil des Wassers bis in das Bett 4 mit, wo in einem Zeitraum von etwa 5 Minuten der Schäumvorgang beendet wird.

Durch Erhöhung bzw. Drosselung der Besprühung kann die Beschaffenheit des Hüttenbims verändert werden. Es ist beispielsweise möglich, einen Hüttenbims

mit einem bestimmten Schüttgewicht herzustellen. Weiters kann der Schäumvorgang an verschiedene Temperaturen der flüssigen Hochofenschlacke angepaßt werden. Schließlich kann durch Veränderung des Neigungswinkels der Strahlrichtung — sei es durch Verwendung eines Düsenmundstückes mit anderer Winkelstellung oder sei es durch Verdrehen der Lanze — der Schäumvorgang auch auf verschiedene Schlakkenpfannen und Schlackentemperaturen abgestimmt werden.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Hüttenbims hatte nach Brechen auf die Korngröße 7 bis 20 mm im losen, trockenen Zustand folgendes Schüttgewicht:

1 1-Behälter
11-Behälter

745 kg/m³
700 kg/m³

101-Behälter

im Durchschnitt somit

705 kg/m³ 718 kg/m³

Die Analyse dieses Hüttenbimses ergab:

unlöslich

SiO₂

Al₂O₃

FeO

MnO

CaO

MgO

CaS

Na₂O

K₂O

SO₃

0,10%

34,17%

13,18%

0,80%

0,31%

41,29%

6,22%

2,910/0

0,55%

0,47%

0,05%

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Hüttenbims, bei dem die flüssige Hochofenschlacke in ein Bett abgestürzt und von unten her Wasser in Form eines Strahles in die flüssige Hochofenschlacke eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein breiter Wasserstrahl gegen die im freien Fall abstürzende, flüssige Hochofenschlacke gerichtet wird und der Spritzdruck und/oder die Menge des Wasserstrahles geregelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des Wasserstrahles veränderlich ist is

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 und 2, mit einer kippbaren, vorzugsweise auf Schienen verfahrbaren Schlackenpfanne für die flüssige Hochofenschlacke und einer Schlackengrube zur Aufnahme der geschäumten Schlacke sowie einer Wasserzuführung, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzuführung in Form einer Lanze (5) mit auswechselbarem Düsenmundstück (8) ausgebildet ist, die außerhalb des Schlackenbettes (4) im Abstand unterhalb der Schlackenpfanne (1) und quer zum Rand des Schlackenbettes (4) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze (5) mit wenigstens einer Halterung (9) zum lösbaren Befestigen auf den Schienen (3) der Schlackenpfanne (1) versehen ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze (5) zentral unter der Schlackenpfanne (1) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Ausströmöffnung des Düsenmundstückes (8) in bezug auf die Längsachse der Lanze (5) geneigt ist.