DE2558908B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von festem Schlackengut - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von festem Schlackengut

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Verfahren ist in der DE-PS 2 49 129 beschrieben. Nach dem bekannten Verfahren erhält man ein Schlackengut in Form kleiner loser Körner. Diese Körnung des Schlackengutes wird durch Zerstäubung der Schlackenschmelze erzielt. Die Zerstäubung erfolgt mittels eines Dampfstrahls oder Luftstrahls, wobei die Schlackenteile innerhalb dieses Strahls weitgehend bis zur Verfestigung abgekühlt werden. Durch diesen Strahl wird der Schlackenstrom zu feinen Tropfen zerrissen.
Schlackenschotter mit gröberer Körnung als Schlakkensand läßt sich durch Zerstäubung nicht herstellen, weil dadurch keine grobe Körnung erzielbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von Schlackenschotter, das in möglichst einfacher Weise und weitgehend unter Ausnutzung der in der Schlacke enthaltenen inneren Energie durchführbar ist. Der Schlackenschotter soll in gleichmäßigen Stücken kleiner Größe anfallen.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Das Verfahren nach der Erfindung liefert einen Schlackenschotter sehr gleichmäßiger StUckigkeit mit hervorragenden Gebrauchseigenschaften.
Wenn im einzelnen die Schlackenschmelze in das obere Stirnende einer solchen Trommel eingegossen wird und die Außenfläche derselben mit Wasser gekühlt wird, haftet die Schlackenschmelze an der Innenwandung der Trommel an und wird längs der Innen wandung emporgehoben, wenn sich die Trommel dreht. Sobald die vertikale Komponente der auf die sich nach oben bewegende verfestigte Schlacke einwirkenden Schwerkraft die Adhäsionskraft und die Biegefestigkeit des angehobenen Schlackenbereichs übersteigt, bricht dieser Schlackenteil ab und fällt unter seinem Eigengewicht herab. Der abgebrochene Teil wird im Herabfallen weiter zerbrochen. Während sich die Trommel um ihre Achse dreht, kann man auf diese Weise die sich verfestigende Schlacke in einem entsprechend dem Ansteigen und Herabfallen sowie Zerbrechen umlaufenden Zustand halten und gleichzeitig die zerbrochenen, verfestigten Schlackenstücke allmählich gegen das Unterende hin bewegen, da die Trommelachse gegen die Horizontale geneigt ist. Dabei werden die Schlackenstücke kontinuierlich gekühlt und schließlich am Unterende ausgegeben. Im Oberteil der sich drehenden Trommel, wo die Schlacke mit der Trommel in teilweise verfestigtem Zustand umläuft, bildet sich durch die kontinuierlich eingeschüttete Schlackenschmelze und die herabfailende Schlacke ein umlaufende:r Damm, der sich als Ganzes gegen das Unterende hin bewegt. Im Unterteil der Trommel wird dieser umlaufende und sich bewegende Damm und der teilweise verfestigten Schlacke durch die Fallbeweeune
und durch Zusammenstöße in kleinere Stücke aufgebrochen. Auch diese bleiben in Bewegung gegen das Unterende hin und geben während dieser ganzen Zeit Wärme ab. Schließlich tritt die gesamte Schlacke aus dem unteren Stirnende der Trommel als Schlackenschotter aus. <
Wenn also eine Schlackenschmelze in einer solchen sich drehenden Trommel behandelt wird, können ein Kohlfeld für die Schlackenschmelze und ein Brecher für die verfestigte Schlacke im wesentlichen vollständig eingespart werden. Die Behandlungszeit wird wesentlich herabgesetzt Wenn jedoch dieser Verfahren ohne genaue Regelung durchgeführt wird, stellt dieses Verfahren lediglich eine neue beliebige Möglichkeit zur Herstellung von Schlackenschotter dar. Man erhält keinen brauchbaren Schlackenschotter. Bei Anwendung der Maßnahme nach Anspruch 2 erhält man einen Schlackenschotter mit geringer S2~-Ionenkonzentration.
Die Maßnahmen nach Anspruch 4 gewährleisten eine günstige Wärmebilanz des Verfahrens.
Bevorzugte Merkmale der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den Ansprüchen 4 bis 7 angegeben.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen darstellen
F i g. 1 ein Schaubild der Beziehung zwischen der Abkühlgeschwindigkeit der Schlackenschmelze in einer sich drehenden Trommel und den Kenngrößen des erhaltenen Schlackenschotters,
Fig.2 eine Gesamtansicht einer Ausführungsform der Erfindung und
F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie A-A in F i g. 2.
Aufgrund ausgedehnter Untersuchungen hat es sich gezeigt, daß bei Abkühlung der Schlackenschmclze bis zur Verfestigung in der sich drehenden Trommel mit einer Abkühlgeschwindigkeit von mehr als 20°C/min und bei Einhaltung dieser Abkühlgeschwindigkeit, der Schlackenschotter sehr vorteilhafte Eigenschaften erhält. Dies ergibt sich aus der Beziehung zwischen der Abkühlgeschwindigkeit der Schlackenschmelze innerhalb der Trommel und den Eigenschaften des Schlakkenschotters nach F i g. 1. Wenn die Schlackenschmelze nach Fig. 1 bei einer Temperatur zwischen 1400 und 1500cC in die sich drehende Trommel eingefüllt wird, tritt eine Verfestigung bei einer Temperatur zwischen 1250 und 1300° C ein.
Wenn der Schlackenschotter mit einer Abkühlgeschwindigkeit von mehr als 20°C/min in einer sich drehenden Trommel erzeugt wird, ist die in kaltem Wasser extrahierbare S2--Ionenkonzentration sehr klein, wie man aus F i g. 1 ersieht. Außerdem zeigt es sich, daß derart hergestellter Schlackenschotter Kenngrößen für Dichte, Wasserabsorption, Feuchtigkeitsgehalt und Raumgewicht hat, die alle Anforderungen erfüllen. In F i g. 1 ist neben der in kahem Wasser extrahierbaren S2""-Ionenkonzentration auch die Dichte des Schlackenschotters angegeben. Das bei der Messung angewandte Extraktionsverfahren besteht darin, daß man einen Gewichtsteil Schlackenschotter in 10 Gewichtsteilen Wasser bei Zimmertemperatur 72 Stunden lang liegen läßt, um dann die S2~-Ionenkonzentration in dem Wasser zu bestimmen. Für die obere Grenze der Abkühlgeschwindigkeit der Schmelzschlakke innerhalb der Trommel vor der Verfestigung läßt sich andererseits kein Wert ableiten. Wenn allerdings die Abkühlgeschwindigkeit zu groß ist, jeweils bezogen auf die Abmessungen der Trommel, muß die Transportgeschwindigkeit der Schmelzschlacke innerhalb der Trommel entsprechend herabgesetzt werden. Man muE auch einen kleineren Füllfaktor anwenden, damit die erzeugte Menge des Schlackenschotters entsprechend abnimmt. Praktisch stellt eine Abkühlgeschwindigkeit von etwa 200°C/min eine obere Grenze unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten dar. Durch Versuche konnten die Verfahrensbedingungen
ίο zum Zerbrechen der Schlacke innerhalb der Trommel gefunden werden, damit man einen Schlackenschotter mit optimaler Stückgröße für die Brechbehandlung erhält Die Versuche haben gezeigt, daß mit einem Füllungsverhältnis der Schlackenschmelze innerhalb der Trommel von 10% oder mehr, diese Zielsetzung erreichbar war. Wenn das Füllungsverhältnis der Schlackenschmelze innerhalb der Trommel auf mehr als 10% geregelt wird, ist die mittlere Korngröße des erhaltenen Schotters ausreichend klein, so daß weitere Brechvorgänge leicht durchführbar sind. Wenn jedoch das Füllungsverhältnis kleiner als 10% wird, wird der Impuls der Schlacke, insbesondere der Fallimpuls außerordentlich klein, so daß die verfestigte Schlacke in große und flache Stücke zerbricht, die nur unter Schwierigkeiten in die erforderliche Größe zerschlagen werden können.
Wenn auch das Schlackeneinfüllverhältnis nicht nach oben begrenzt ist, soll die Schlacke den Raum innerhalb der Trommel nicht mehr als zu 50% ausfüllen, wenn man eine praktische Abschätzung durchführt und einen ausreichenden Impuls sicherstellen wilL
Innerhalb einer Trommel wird das Schlackeneinfüllverhältnis nach der folgenden Formel bestimmt, so daß eine Regelung unter Anwendung dieser Formel möglich ist:
η =
g-ADSN
100
mit
Q = Raumgewicht der Schlacke bei einer Temperatur
unterhalb 10000C(Vm3) A = Querschnittsfläche der Trommel (m2) D = Durchmesser der Trommel (m) S — Neigungswinkel der Trommelachse (°)
N = Drehzahl der Trommel (Umdrehungen pro
Minute)
K = Konstante
β = Anlagewinkel der Schlacke innerhalb der Trommel(°)
Q = Einfüllgeschwindigkeit der Schlackenschmelze in
die Trommel (t/h).
In der obigen Formel wird der Neigungswinkel der Trommelachse in einem Bereich zwischen 2° und 10° ausgewählt Wenn die Trommelachse unter einem größeren Winkel als 10° ausgerichtet ist, fließt die eingefüllte Schlackenschmelze zu schnell durch die Trommel, so daß die Abkühlgeschwindigkeit nicht leicht auf einem Wert oberhalb 20°C/min gehalten werden kann, wenn man nicht eine sehr lange Trommel benutzt, was jedoch hinsichtlich der erforderlichen Investitionskosten unwirtschaftlich ist
Wenn andererseits die Neigung der Trommelachse kleiner als 2° ist, fließt die Schlackenschmelze zu langsam zum Austrittsende der Trommel, so daß die Betriebsbedingungen ungünstig sind.
Die Trommel kann nach einem beliebigen Verfahren gekühlt werden. Die Abkühleeschwindjgkeit läßt sich in
geeigneter Weise regeln. Im einzelnen kann die Abkühlgeschwindigkeit durch Änderung der Abkühlbedingungen der Kühlfläche, durch Änderungen der Drehzahl der Trommel und durch Änderungen der Einschüttgeschwindigkeit der Schlackenschmelze geregelt werden.
Die Pulverstoffe können jeweils einzeln oder gemeinsam in einem Gemisch von zweien oder mehreren Pulverstoffen zugegeben werden.
Wenn diese Pulverstoffe zusammen mit der Schlakkenschmelze in die Trommel eingegeben werden, ergibt sich als weiterer vorteilhafter Effekt eine noch stärkere Verkleinerung der Stückgröße des Schlackenschotters. Feinere Stücke sind vorteilhaft, weil der nachfolgende Preßvorgang leichter durchgeführt werden kann.
Die Oberfläche 2 einer Sockelplatte 1 ist leicht gegenüber der Grundfläche 1 geneigt und trägt eine zylindrische Trommel S, die drehbar angeordnet ist Auf der Oberfläche 2 der Sockelplatte 1 befinden sich zwei Rollensätze 3 in einem entsprechenden Abstand in Längsrichtung. Jeder Rollensatz 3 besteht aus zwei Rollen, die in Breitenrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind, also rechtwinkelig zur Zeichenebene der F i g. 2. Alle Rollen der Rollensätze 3 sind um ihre Achsen 4 frei drehbar, die parallel zur Längsrichtung der Sockelplatte und parallel zur Oberfläche 2 verlaufen. Die Trommel 5 stützt sich in Längsrichtung auf den Rollensätzen 3 ab. Die obere Stirnseite 6 der Trommel 5 dient als Einfüllöffnung für die Schmelzschlacke. Das Ende einer Gießrinne 8 ragt in die Stirnseite 6 hinein, so daß die Schmelzschlacke in die Trommel 5 eingegossen werden kann. Andererseits ist die untere Stirnseite 7 der Trommel 5 mit dem Oberteil eines Wärmeaustauscherturmes 16 verbunden.
In der Nähe der unteren Stirnseite 7 der Trommel 5 ist ein Zahnkranz 9 fest mit der Umfangsfläche der Trommel verbundea In diesen Zahnkranz 9 greift ein Zahnrad 10 ein, das auf der Sockelplatte 1 gelagert und von einem Motor 11 angetrieben ist
Oberhalb der Trommel 5 erstreckt sich über die gesamte Trommellänge ein Wasserrohr 12 mit zahlreichen Spritzdüsen 13, die auf die Oberfläche der Trommel 5 ausgerichtet sind. Dieses Wasserrohr 12 nimmt Kühlwasser aus einer Speiseleitung 14 auf. Am ablaufseitigen Ende der Sockelplatte 1 befindet sich ein Sammelbehälter 15 für das von der sich drehenden Trommel 5 herabtropfende Wasser, das über die Oberfläche 2 der Sockelplatte 1 läuft
Der Wärmeaustauscherturm 16 umfaßt eine Speicherkammer 17, in die die untere Stirnseite 7 der Trommel hineinragt Am Unterende der Speicherkammer 17 ist eine Schleuse 19 vorgesehen. Der Unterteil 18 der Speicherkammer 17 ragt in den Oberteil 21 einer Wärmeaustauscherkammer 20 hinein. Im Unterteil 22 der Wärmeaustauscherkammer 20 ist eine Luftblasvorrichtung 23 mit einer nach oben gerichteten Blasdüse 24 angeordnet Unmittelbar über der Blasdüse 24 befindet sich eine Glocke 25, die ein Eindringen von Schlackenschotter in die Blasdüse 24 ausschließt Um den Unterteil 22 der Wärmeaustauscherkanimer 20 herum befindet sich ein Windkasten 26, der an die Kaltluftblasvorrichtung 23 angeschlossen ist Der Windkasten 26 ist über eine Kaltwindleitung 27 mit einer etwa mittig angeordneten Drosselklappe 21 an ein Gebläse 29 angeschlossen. Ferner ist in der Nähe des Oberteils 21 der Wärmeaustauscherkammer 20 das Ende der Warmluftaustrittsleitung 30 in den Innenraum eingeführt Am Unterende 31 des Unterteils 21 der Wärmeaustauscherkammer 20 ist eine Schleuse 32 vorgesehen. Direkt unterhalb der Schleuse 32 befindet sich ein Förderband 33 zum Abtasnsport des erzeugten Schlackenschotters.
Im Betrieb der beschriebenen Vorrichtung werden die Eingabemengen der Schlackenschmelze und der Zusatzstoffe in die Trommel, die Spritzwassermenge und andere Hilfsmittel, die auf die Außenfläche der Trommel gespritzt werden, die Größe (Durchmesser
ίο und Länge) sowie andere Kenngrößen der Trommel 5, die Drehzahl der Trommel 5, der Neigungswinkel der Trommel 5 und alle anderen Verfahrensgrößen berechnet und auf solche Weise festgelegt daß die Bedingungen für die Verfahrensgrößen wie stündlicher Ausstoß an Schotter, Abkühlgeschwindigkeit der Schlackenschmelze vor der Verfestigung innerhalb der Trommel 5 die für die Erzeugung eines guten Schlackenschotters wesentlich ist und vorzugsweise das Füllverhältnis von Schlacke innerhalb der Trommel 5, das ein ausreichendes Zerbrechen der Schlacke bei der nachfolgenden Verarbeitung sicherstellt erfüllt sind. Zusätzlich zu diesen Verfahrensgrößen wird die Durchflußmenge der Kaltluft innerhalb des Wärmeaustauscherturmes 16 im Hinblick auf die Schottertempera- tür, die stündliche Produktionsmenge an Schotter und die gewünschte Temperatur der abgezogenen Warmluft festgelegt.
Nunmehr wird ein Beispiel der Verfahrensführung beschrieben. Schlackenschmelze aus einem Hochofen mit einer Temperatur von mehr als 1300° C wird gleichmäßig über die Gießrinne 8 in die obere Stirnseite der Trommel 5 eingefüllt Dabei wird die Trommel 5 durch den Motor 11 über Zahnrad 10 und den Zahnkranz 9 gedreht Die gesamte Außenfläche der Trommel 5 wird mit Kühlwasser aus dem Wasserrohr 12 bespritzt Infolgedessen wird die Schlackenschmelze innerhalb der Trommel 5 gekühlt, verfestigt sich und haftet an der Innenwandung der Trommel 5 an. Die anhaftende Schlacke wird in Drehrichtung der Trommel 5 angehoben. Schließlich wird die auf die Schlacke wirkende vertikale Komponente der Schwerkraft größer als die Summe der Adhäsionskraft an der Wandung und der Biegefestigkeit der verfestigten Schlacke. Infolgedessen fällt die Schlacke unter ihrem Eigengewicht herab. Wenn die Schlacke herabfällt zerbricht dieselbe nicht nur weiter, sondern fällt in vertikaler Richtung auf einen Punkt der in geringem Maße gegenüber dem Ausgangspunkt der Anstiegsbewegung gegen die untere Stirnseite 7 der Trommel 5 hin
so verschoben ist weil die Trommel geneigt ist Die zerbrochene Schlacke wird bei der Drehung der Trommel 5 in entsprechendem Ausmaß wieder angehoben und fällt dann nochmals herab. Dieses Spiel setzt sich in fortgesetztem Anheben und Herabfallen fort.
Dabei wird die Schlacke weiter zerbrochen und infolge der Neigung der Trommelachse 5 allmählich gegen die untere Stirnseite 7 der Trommel 5 hin befördert Schließlich wird die Schlacke an der unteren Stirnseite 7 der Trommel 5 in den Wärmeaustauscherturm 16 ausgegeben.
Während dieser Zeitdauer wird Kühlwasser aus dem Wasserrohr 12 auf die Außenfläche der Trommel 5 gespritzt und tropft auf die Sockelplatte 1 herab, wo es in den Sammelbehälter 15 am Unterrand derselben fließt Das gesammelte Wasser wird zu der nicht dargestellten Wasserquelle zurückgeführt, die das Wasserrohr 12 beschickt Auf diese Weise wird die Schlacke bei einer
Temperatur zwischen 1000 und 11000C (Schmelzpunkt der Schlacke liegt bei 1250 bis 12600C) in kleine Stücke zerbrochen und am Unterende der Trommel 5 ausgegeben, wo die Schlacke unmittelbar in den Wärmeaustauscherturm 16 gelangt. Die Speicherkammer 17 dient zur Verbesserung der Kühlleistung in der Wärmeaustauscherkammer 20 und damit zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Wärmerückgewinnung.
Der Hauptgrund für die Unterteilung des Wärmeaustauscherturmes in einen Oberteil und einen Unterteil liegt in folgendem. Damit man einen maximalen Kühl- und Wärmeaustauschwirkungsgrad erhält, muß der Kühl- oder Wärmeaustauschbetrieb kontinuierlich durchgeführt werden. Auch damit man eine maximale Nutzbarkeit der wiedergewonnenen Wärme erhält, muß der Kühlbetrieb kontinuierlich ausgeführt werden. Da jedoch Schlacke aus einem Hochofen nur partienweise abgestochen wird, ist ein kontinuierlicher Kühlbetrieb ohne zusätzliche Vorkehrungen unmöglich. Die Speicherkammer 17 ist zur Speicherung stückigen Schlackenschotter bestimmt und soll den Schlackenschotter kontinuierlich an die Wärmeaustauscherkammer 20 abgeben, damit eine kontinuierliche Kühlung bzw. Wärmerückgewinnung innerhalb dieser Wärmeaustauscherkammer möglich ist.
Der aus der unteren Stirnseite 7 der Trommel 5 austretende Schlackenschotter wird in der Speicherkammer 17 aufgenommen und kann von dort durch die Schleuse 19 in die Wärmeaustauscherkammer 20 fallen. Wenn dann der Schlackenschotter innerhalb der Wärmeaustauscherkammer eine bestimmte Höhe erreicht, wird durch die Luftblasvorrichtung 23 Kaltluft in die Wärmeaustauscherkammer 20 eingeblasen. Die in die Wärmeaustauscherkammer 20 eingeblasene Kaltluft kommt in Kontakt mit dem stückigen Schlackenschotter und tauscht mit demselben Wärme aus. Luft steigt durch die Packung hoch und tritt schließlich über die Warmluftaustrittsleitung 30 am Oberende der Wärmeaustauscherkammer 20 aus. Dabei wird der Schlackenschotter durch Wärmeaustausch mit der Kaltluft gekühlt und kühlt sich ab. Der Schlackenschotter wird durch die Schleuse 32 am Unterende der Wärmeaustauscherkammer 20 ausgegeben und schließlich durch das Förderband 33 zu einer Verarbeitungsstelle weitergelei-
Tabelle 1
tet. Während dieser Behandlung wird heißer, stückiger Schlackenschotter aus der Speicherkammer 17 in die Wärmeaustauscherkammer 20 eingegeben. Dadurch ist es möglich, den Schlackenschotter mehr oder weniger kontinuierlich zu kühlen und dementsprechend auch die Wärme mehr oder weniger kontinuierlich wiederzugewinnen.
Einzelbeispiele
Beispiel 1
Eine Hochofen-Schlackenschmelze wird in die Trommel nach F i g. 2 zusammen mit Walzzunder eingefüllt. Walzzunder wird in einer Menge von 10 kg pro Tonne Hochofen-Schlackenschmelze zugesetzt.
Beispiel 2
20
Eisenoxidpulver (Fe2O3), das aus sauren Abfällen gewonnen ist, wird zusammen mit Hochofen-Schlackenschmelze in die Trommel eingegeben. Das Eisenoxidpulver wird in einem Anteil von 1,2% der Hochofenschlakkenschmelze zugesetzt.
Beispiel 3
Hochofen-Schlackenschmelze und pulverförmige Konverterschlacke mit einer Korngröße von 0,2 bis 3 mm werden zusammen in die Trommel nach F i g. 2 eingefüllt. Die Konverterschlacke wird in einem Anteil von 4 Gewichtsprozent der Schlackenschmelze beigegeben.
Vergleichsversuch
Hochofen-Schlackenschotter ohne Zusätze wird in die Trommel nach F i g. 2 eingefüllt
Die Arbeitsbedingungen der vorstehenden Beispiele und des Vergleichsversuchs sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben.
Arbeitsbedingungen Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3
Vergleichsversuch
Temperatur der in die Trommel eingefüllten 1380 Schlackenschmelze (°C)
Einfüllgeschwindigkeit der Schlackenschmelze
in die Trommel (t/h)
Durchflußmenge des Spritzwassers (t/h)
Länge der Trommel (m7)
Innendurchmesser der Trommel (m)
Wandstärke der Trommel (mm)
Werkstoff der Trommel
Drehzahl der Trommel (U/min)
Neigung der Trommelachse (°)
Füllverhältnis der Schlacke innerhalb der
Trommel (%)
Mittlere Temperatur der ausgegebenen 1080
Schlacke (X)
1310
1300
1285
60 wie in der wie in der wie in der
linken Spalte linken Spalte linken Spalte
320 desgl. desgl. desgl.
20 desgl. desgl. desgl.
2 desgl. desgl. desgl.
12 desgl. desgl. desgl.
SS 41 desgl. desgl. desgl.
1,0 desgl. desgl. desgl.
6 desgl. desgl. desgl.
25-30 desgl. desgl. desgl.
1020
975
Die Korngrößenverteilungen der erhaltenen Schlackenschotter sind in der nachstehenden Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
Korngrößenverteilung
Beispiel Beispiel 2 Beispiel 3
Vergleichsversuch 1
unter 10 mm (Gewichts-%)
10-40 mm (Gewichts-%)
40-80 mm (Gewichts-%)
über 80 mm (Gewichts-%)
23,5 39,6 20,2 16,7 26,2
51,8
16,8
5,2
34,8
39,7
14,5
11
infolge von Ringbildung ist ein Betrieb nicht möglich
Die Kenngrößen der erhaltenen Schlackenschotter sind in der nachstehenden Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3
Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3
Herkömmlicher Schotter
Dichte einer feinen Schüttung (g/cm3) Wasserabsorptionsverhältnis der feinen Schüttung (4)
Schüttdichte (t/m3)
Maximale Trockendichte (g/cm3)
Optimaler Wassergehalt (%)
Füllfaktor (Schüttgewicht/Dichte) (%) S2~-Konzentration (in kaltem Wasser extrahierbar) (ppm)
Gerichtete Druckfestigkeit (kp/cm2)
2,62 1,8
1,68 2,13 5,9 64
32,4
Nach der vorstehenden Beschreibung wird Hochofen-Schlackenschmelze in eine Trommel eingeschüttet, deren gesamte Umfangsfläche als Kühlfläche ausgenutzt wird. Die Abkühlgeschwindigkeit der Hochofen-Schlackenschmelze innerhalb der Trommel wird vor der Verfestigung auf einen Wert von mehr als 20°C/min geregelt, damit die Schlackenschmelze gekühlt und verfestigt wird. Die Schlackenschmelze wird bei dieser Behandlung zu Schlackenschotter gebrochen. Der erhaltene Schlackenschotter hat gegenüber herkömmlichem Schlackenschotter gleichwertige Eigenschaften und ist hinsichtlich des löslichen Schwefelgehaltes überlegen. Im Rahmen des Verfahrens nach der Erfindung ist kein Kühlplatz erforderlich, der ein sonst nicht nutzbares Betriebsgelände darstellen würde. Die zu erbringende Arbeitsleistung bei herkömmlichen Verfahren zum Brechen der verfestigten Schlacke kommt in Wegfall. Wenn das Schlackenfüllungsverhältnis innerhalb der Trommel 5 vorzugsweise auf einen Wert von mehr als 10% eingestellt wird, ergeben sich mehr und mehr kleinere Körner innerhalb des Schlackenschotters gemäß Tabelle 2, so daß der Schlackenschotter vielleichter bei den nachfolgenden Brechbehandlungsstufen gebrochen werden kann. Da die Trommel 5 ständig gedreht und ihre Umfangsfläche mit einer Kühlwasserschicht benetzt wird, ist eine übermäßige Erhitzung der Trommel 5 ausgeschaltet trotz der dauernden Berührung mit der Schlackenschmelze. Infolgedessen kann man nicht nur leicht die Abkühlgeschwindigkeit der Schlackenschmelze innerhalb der Trommel vor der Verfestigung auf einem Wert von über 20°C/min halten, sondern die Trommel 5 ist gegen übermäßige Wärmespannungen geschützt, so
2,54
1,9
1,59
2,0
27,5
2,76
1,2
1,79
2,18
6,1
2,5
34,8
2,5 4,0
1,6 2,1 9,0 60 12
23,2
daß ihre Lebensdauer groß ist. Da ferner der Querschnitt der Trommel 5 kreisförmig oder nahezu kreisförmig ist, kann man mit entsprechender Einstellung der Durchflußmenge des aus dem Wasserrohr 12 ausgespritzten Kühlwassers die gesamte Außenfläche der Trommel 5 mit einer Wasserschicht gleichförmiger Dicke benetzen. Infolgedessen wird die Schlacke innerhalb der Trommel 5 gleichförmig gekühlt, weil auch die Trommel 5 ständig gedreht wird. Dieses bedeutet eine hohe Gleichförmigkeit der Eigenschaften des erhaltenen Schotters. Wenn andererseits beim Einsatz eines sehr großen Kühlwasseranteils zur Erzielung ungewöhnlich hoher Abkühlgeschwindigkeiten keine gleichmäßige Bedeckung der Umfangsfläche der Trommel 5 mit einer Wasserschicht möglich ist, kann man dort zusätzliche Spritzrohre vorsehen, wo die Wasserschicht dünn wird oder sogar fehlt, insbesondere im unteren Bereich der Trommel 5. Wenn zusammen mit der Schlackenschmelze Pulver-Stoffe in die Trommel eingefüllt werden, erhält man einen Schlackenschotter in kleinen Stücken gemäß Tabelle 2. Im Rahmen des Vergleichsbeispiels nach Tabelle 2 bildet sich ein Schlackenring auf der Innenfläche der Trommel. Nach Tabelle 3 Beispiel 1 erhält man einen Schlackenschotter mit hoher gerichteter Druckfestigkeit, nach Beispiel 2 ist die S*--Ionenkonzentration geringer, nach Beispiel S wird nicht nur die gerichtete Druckfestigkeit verbessert, sondern auch die S2--Ionenkonzentration herabgesetzt
Da nach der Erfindung die Abkühlgeschwindigkeit der Schlackenschmelze innerhalb der Trommel vor der Verfestigung auf einen Wert oberhalb 20°C/min gehalten wird, damit man einen heißen Schlackenschot-
ter in entsprechenden Stücken erhält, und da der erhaltene Schlackenschotter unmittelbar durch einen Luftstrom zwangsweise gekühlt wird, bringt die Erfindung zusätzlich zu den genannten Vorteilen einen weiteren Vorteil, daß man innerhalb einer kurzen Behandlungszeit einen weitgehend abgekühlten Schlakkenschotter erhält Da eine zwangsweise Kühlung des Schlackenschotters im Rahmen der Erfindung möglich ist, kann außerdem die in dem heißen Schlackenschotter enthaltene Wärme zu weiterer Verwendung wiedergewonnen werden.
Die in den F i g. 2 und 3 dargestellte Vorrichtung ist mit einer Gießrinne 8 zum Eingießen der Hochofen-Schlackenschmelze in die Trommel S ausgestattet. Anstelle einer solchen Gießrinne 8 kann man auch eine andere Einrichtung vorsehen, etwa eine Gießpfanne. Wenn eine Gießrinne 8 benutzt wird, kann diese Gießrinne 8 unmittelbar bis zum Hochofen reichen, so daß die Schlackenschmelze aus dem Hochofen unmittelbar in die Trommel 5 strömen kann. Es ist auch eine solche Anordnung möglich, daß die Schlackenschmelze aus dem Hochofen in einer Schlackenpfanne aufgenommen wird und diese Schlackenpfanne zum Eingießen der Schlackenschmelze in die Trommel 5 durch die Gießrinne 8 benutzt wird. Wenn Pulverstoffe zusammen mit der Schlackenschmelze in die Trommel eingegeben werden sollen, so sind hierfür keine speziellen Ausführungsformen angegeben. Man kann jede bekannte Einrichtung verwenden.
Anstelle eines Wasserrohres 12 kann man auch einen Wassermantel zur Kühlung der Trommel 5 vorsehen.
Auch hierbei muß die Abkühigeschwindigkeit der Schlacke vor der Verfestigung auf einen Wert größer als 20°C/min gehalten werden. Bauelemente wie der Motor 11, die eine geringe Feuchtigkeitsbeständigkeit haben, müssen in entsprechender Weise mit einem Feuchtig keitsschutzmantel ausgestattet sein. Anstelle von zwei Verzahnungselementen 9 und 10 zum Antrieb der Trommel 5 kann man auch eine andere Antriebseinrichtung vorsehen, etwa eine Antriebskette. Wenn keine Wärmerückgewinnung notwendig ist, kann der Wärme austauscherturm 16 wegfallea Das Förderband 33 für den Schotter kann unmittelbar unterhalb der unteren Stirnseite 7 der Trommel 5 angeordnet sein.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von festem Schlakkengut durch Abkühlen einer bei metallurgischen Schmelzprozessen anfallenden Schlackenschmelze unter Verwendung einer mit gegenüber der Vertikalen geneigter Achse angeordneten, sich drehenden Trommel, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Schlackenschotter die Schlackenschmelze unmittelbar am Oberende der Trommel unter Einhaltung eines Füllverhältnisses der Trommel zwischen 10 und 50% eingegeben wird, daß die Schlacke innerhalb der Trommel bis zur Verfestigung mit einer Kühlgeschwindigkeit von mehr als 20°C/min abgekühlt wird, daß die Trommelachse auf eine Neigung gegenüber der Horizontalen zwischen 2° und 10° eingestellt wird und daß der Schlackenschmelze ein Pulverzusatz wie Konverterschlacke, Walzzunder, Indisches Ferromanganerz, Hochofenschlacke zugegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Hochofenschlacke mit einem Gehalt von 0,8 bis 1,2% S in die Trommel eingegeben wird und daß der erhaltene Schlackenschotter bei Zimmertemperatur 72 Stunden lang der Einwirkung von 10 Gewichts-% Wasser mit einer S2~-Ionenkonzentration von weniger als 5 ppm ausgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung Wasser auf die Außenfläche der Trommel aufgespritzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dali der stückige Schlakkenschotter unmittelbar aus der Trommel in einen Wärmeaustauscherturm eingegeben wird und daß der stückige Schlackenschotter durch einen Gasstrom gekühlt wird, der am Unterende in den Wärmeaustauscherturm eingeblasen wird, und daß das in dem Wärmeaustauscherturm erzeugte heiße Gas zur Wärmeabgabe benutzt wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer zylindrischen Trommel, die um eine gegenüber der Horizontalen geneigte Achse drehbar ist und am oberen Stirnende eine Eingabeöffnung für eine Schlackenschmelze sowie am unteren Stirnende eine Austrittsöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeöffnung als Gießrinne (8) ausgebildet ist, daß die Neigung der Trommelachse zwischen 2° und 10° liegt, daß eine Zugabevorrichtung für einen Pulverzusatz vorgesehen ist und daß eine Kühleinrichtung für die Trommel vorhanden ist
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Ausgabeöffnung der Trommel (6) ein Wärmeaustauscherturm (16) mit einer Speicherkammer (17) und einer Wärmeaustauscherkammer (20) vorgesehen ist und daß eine Blasvorrichtung zum Einblasen von kaltem Gas in die Wärmeaustauscherkammer angeschlossen ist
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauscherkammer (20) am Unterende der Speicherkammer (17) unter Zwischenschaltung einer Schleuse (18) angeordnet ist, welche stückigen Schlackenschotter in der erforderlichen Menge in die Wärmeaustauscherkammer (20) durchtreten läßt, und daß die Blasvorrichtung am Unterende der Wärmeaustauscherkammer (20) angeordnet ist
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