DE2645805A1 - DEVICE FOR DRAIN CONTROL OF MELT LIQUID MATERIALS - Google Patents
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Francis Gagneraud 8. Oktober 1976Francis Gagneraud October 8th 1976
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"Einrichtung zur Abflußregulierung schmelzflüssiger Materialien""Device for regulating the discharge of molten liquids Materials"
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abflußregulierung schmelzflüssiger Materialien mit hoher Durchflu&eistung und zur Ableitung zu nachfolgenden Behandlungen vor der Rückgewinnung der Materialien, wie insbesondere Hochofenschlacken, Stahlofenschlacken und alle metallurgischen schmelzflüssigen Industrieschlacken, sowie Mineralschmelzen, beispielsweise: Aschen, Kohleschiefer, Basalte und andere vulkanische Lava, sowie alle synthetischen Mineralschmelzen. Sie ist insbesondere gerichtet auf die Behandlung von Hochofenschmelzen für die Erzeugung von granulierten, aufgeschäumten, pelletierten und durch langsame Abkühlung kristallisierten Schlacken mit verbesserten physikalischen Eigenschaften.The invention relates to a device for regulating the discharge of molten materials with a high flow rate and for the derivation of subsequent treatments before the recovery of the materials, such as in particular blast furnace slag, Steel furnace slags and all metallurgical molten industrial slags, as well as mineral melts, for example: Ash, coal shale, basalt and other volcanic lava, as well as all synthetic mineral melts. She is particular directed to the treatment of blast furnace melts for the production of granulated, foamed, pelletized and slags with improved physical properties crystallized by slow cooling.
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Sie ist insbesondere bedeutsam für die Behandlung von Stahlofenschlacken vor der Erstarrung oder anderen mineralischen schmelzflüssigen Materialien.It is particularly important for the treatment of steel furnace slag before solidification or other mineral molten materials.
Bei allen Behandlungsverfahren, bei denen die Verteilung des schmelzflüssigen Materiales regelmäßig ist, arbeiten die entsprechenden Einrichtungen unter günstigsten Bedingungen und führen zu Materialien mit konstanter Qualität bei erhöhten Leistungskapazitäten.In all treatment processes in which the distribution of the molten material is regular, the corresponding work Facilities under the most favorable conditions and lead to materials with constant quality at increased Performance capacities.
Unter den Behandlungsverfahren, bei denen eine Regulierung der Durchflußleistung der schmelzflüssigen Materialien notwendig ist, sind zu nennen: die Granulation von Hochofen-und Stahlofenschlacken mit Hilfe von flüssigen und gasförmigen Dispersions- und Kühlmitteln, wie beispielsweise Luft, Wasser, Dampf oder die Kombination dieser Mittel; das Pelletierverfahren, bei dem die Abkühlung mittels Wasser und Luft und die mechanische Dispersion kombiniert sind, die mit einer horizontalen Trommel mit Rippen erreichtAfird zur Herstellung aufgeschäumter Schlackepellets. Zu nennen sind außerdem alle Behandlungsverfahren, bei denen erstarrtes Material zugeführt wird, um chemische Verbindungen zu erzielen, sei es mit mechanischen Mitteln oder durch pneumatische Einspritzung.Among the treatment processes in which it is necessary to regulate the flow rate of the molten materials is to be mentioned: the granulation of blast furnace and Steel furnace slag with the help of liquid and gaseous dispersants and coolants, such as air, water, Steam or the combination of these agents; the pelleting process, in which the cooling by means of water and air and the mechanical Dispersion are combined, which is achieved with a horizontal drum with ribsAfird for the production of foamed slag pellets. Also to be mentioned are all treatment processes in which solidified material is added to form chemical compounds be achieved by mechanical means or by pneumatic injection.
In allen Fällen ist man gezwungen, bestimmte Mengenverhältnisse zu berücksichtigen: Wasser/Schlacke bei der Granulation in Rinnen oder in Wannen, wtei bei der Pelletierung; oder das Verhältnis von erstarrtem zu schmelzflüssigem Material inIn all cases one is forced to take into account certain proportions: water / slag in the case of granulation in channels or in troughs, as in the case of pelletizing; or the ratio of solidified to molten material in
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anderen Fällen. Da es zweckmäßig ist, Durchflußleistungen von Wasser und Zusatzstoffen vorher einzustellen, besteht ein Interesse an einer regulierten Zuführung des schmelzflüssigen Materials.other cases. Since it is advisable to set the flow rates of water and additives beforehand, there is an interest in a regulated supply of the molten material.
Die Erfindung ermöglicht die Steigerung der Durchflußleistung an schmelzflüssigen Materialien und führt mit einer verbesserten Einrichtung zu einer wirksamen und rationellen Lösung des technischen Problemes der Regulierung der Zuführung von schmelzflüssigen Materialien zu den einzelnen Vorrichtungen des Behandlungssystemes sowie zu zahlreichen Vorteilen, die im Laufe der nachfolgenden Beschreibung aufgezeigt werden.The invention enables the increase in the flow rate of molten materials and leads to an improved Device for an effective and rational solution to the technical problem of regulating the supply of molten liquid Materials on the individual devices of the treatment system as well as on the numerous benefits that will emerge over the course of the the following description.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Abflußregulierung schmelzflüssiger Materialien mit hoher Durchflußleistung und zur Ableitung zur nachfolgenden Behandlung ist allgemein gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:The device according to the invention for regulating the discharge of molten liquid Materials with high flow rates and for discharge for subsequent treatment are generally identified by combining the following features:
a) ein Abflußsystem für das schmelzflüssige Material mit direktem Zufluß zu einer Produktionseinrichtung oder einer zwxschengeschalteten Gießpfanne,a) a drainage system for the molten material with direct inflow to a production facility or an intermediate ladle,
b) Vorrichtungen zur Aufstauung des schmelzflüssigen Materiales und zur nachfolgenden Ableitung auf einsm. regulierbarenb) Devices for damming the molten material and for the subsequent discharge to one. adjustable
Niveau, bezogen auf das nachfolgende Behandlungssystem.Level related to the subsequent treatment system.
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Das Abfluß-oder Aufnahmesystem des schmelzflüssigen Materiales vom Abfluß aus den Erzeugereinrichtungen (beispielsweise Hochöfen oder Schlackekonverter) wird im wesentlichen von einer Hauptrinne gebildet, die über einen Ausgang mit Staueinrichtungen für das Material verbunden ist.The drainage or collection system for the molten material from the discharge from the production facilities (for example blast furnaces or slag converters) is essentially from a main channel is formed, which is connected via an exit with storage devices for the material.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsart der Erfindung ist die zur Führung des Schmelzstromes bestimmte Hauptrinne mit Abzweigungen verbunden, bei der eine Abzweigung die Aufgabe hat, den Strom des schmelzflüssigen Materiales umzuleiten, wenn aus dem einen oder dem anderen Grunde dieser nicht durch die Hauptrinne bis zu den Aufstaueinrichtungen fließen darf. In der Praxis ist eine solche Abzweigrinne zweckmäßigerweise in Verlängerung der Hauptrinne angeordnet, um im Falle von unvorhergesehenen Schwierigkeiten an der nachfolgenden Behandlungseinrichtung Abflußeinrichtungen einschalten zu können. Die Verbindung zwischen jeder der Abzweigrinrm und der Hauptrinne ist durch bekannte Vorrichtungen absperrbar, die dazu dienen, Abflußkammern zwischen sich abzutrennen.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the main channel intended for guiding the melt flow is connected with branches, where one branch does the job has to divert the flow of molten material, if for one reason or another this does not flow through the main channel to the damming facilities allowed. In practice, such a branch channel is expedient Arranged in extension of the main channel in order in case of unforeseen difficulties at the subsequent one To be able to turn on treatment facility drainage facilities. The connection between each of the branch arms and the main channel can be shut off by known devices which serve to separate drainage chambers between them.
Die Aufstauvorrichtungen mit dem nachfolgenden Abfluß des schmelzflüssigen Stromes zum nachgeschaltetem Behandlungssystem bestehen aus einem Rückhaltebecken, welches mit der Hauptrinne verbunden ist, und aus einem überlauf, der das Material in einer dünnen Schicht und in konstanter Höhe zum nachfolgenden Behandlungssystem (beispielsweise einer sich drehenden Trommel zur Herstellung von granulierter und/oder pelletierter Schlacke) abfließen läßt.The damming devices with the subsequent outflow of the molten stream to the downstream treatment system consist of a retention basin, which is connected to the Main channel is connected, and from an overflow that the Material in a thin layer and at a constant height to the subsequent treatment system (for example a rotating drum for the production of granulated and / or pelletized slag) can flow off.
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Eines der wesentlichen Merkmale der Erfindung besteht darin, im Fließweg der heißen Schlacke oder eines anderen schmelzflüssigen Materiales eine Art Behälter oder Becken vorzusehen, welches die Beruhigung und die Regulierung des Materialdurchflusses ermöglicht. Ein solches Becken kann in vorteilhafter Weise die Form einer unter einem stumpfen Winkel aufgeweiteten Rinne aufweisen, wobei die Hauptrinne und eine der Abzweigungen einen überlauf aufweisen, von dem die Masse schichtweise bis zur nachfolgenden Behandlung abfließt. Bei einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist an einer der Wände des Rückhaltebeckens ein Abfluß vorgesehen, der durch einen überlauf verschlossen ist, der eine Durchflußübermenge an schmelzflüssigem Material verhindert. Außerdem ist nach einer bevorzugten Ausführungsart zur Behandlung von Schlacken dieser überlauf mit einer unteren öffnung versehen zur Entfernung des von der Schlacke mitgerissenen und im Becken abgeschiedenen Gusses. Diese Abscheidung des Gusses wird in der Abzweigrinne erzielt, die in Verlängerung der Hauptrinne angeordnet ist.One of the essential features of the invention is Provide some kind of container or basin in the flow path of the hot slag or other molten material, which enables the calming and regulation of the material flow. Such a basin can be beneficial Way have the shape of a channel widened at an obtuse angle, with the main channel and one of the branches have an overflow from which the mass flows off in layers until the subsequent treatment. With an advantageous Embodiment of the invention, a drain is provided on one of the walls of the retention basin, which is closed by an overflow which prevents excess flow of molten material. Also, according to a preferred Type of execution for the treatment of slag from this overflow provided with a lower opening to remove the cast carried away by the slag and deposited in the basin. This deposition of the cast is achieved in the branch channel, which is arranged as an extension of the main channel.
Aufgrund der Führungs-, der Rückhalte- und der Umlenkeinriehtungen für den Strom des schmelzflüssigen Materiales, die zur Einrichtung gehören, erreicht man überraschende Ergebnisse, insbesondere Verbesserungen gegenüber den bisher bekannten Techniken, vorallem bei der Behandlung von schmelzflüssigen Schlacken, wie die Verlangsamung des Schlackestromes,Because of the guiding, retaining and deflecting devices surprising results are obtained for the flow of molten material belonging to the device, in particular improvements over the previously known techniques, especially in the treatment of molten liquids Slag, like the slowing down of the slag flow,
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eine Homogenisierung der Temperatur und der Zusammensetzung der Schlacke, eine Regulierung der Schlackenzuführung zu nachgeschalteten Vorrichtungen (beispielsweise zu einer sich drehenden Trommel), die eine größere Kapazität, eine Konstanz des Verhältnisses von Kühlwasser zu Sehlacke über die Länge der Trommel und eine gleichmäßige Abkühlung ermöglicht, alles Faktoren, die eine gleichmäßige Qualität des Endproduktes bestimmen; eine große Sicherheit einerseits für das Bedienungspersonal, welches an der Einrichtung beschäftigt ist, und andererseits für die gesamte Pelletierungs-und/oder Granulationseinrichtung. Aufgrund der geschilderten Verbesserungen ist es möglich, größere Trommeln als bei den bisher bekannten Einrichtungen einzusetzen, wodurch die Leistung der Einrichtung ebenfalls erhöht wird.a homogenization of the temperature and the composition of the Slag, a regulation of the slag supply to downstream Devices (for example, a rotating drum) that have a greater capacity, a constancy of the ratio from cooling water to lacquer along the length of the drum and enables uniform cooling, all factors that determine the uniform quality of the end product; one great security on the one hand for the operating personnel who are employed at the facility, and on the other hand for the entire pelleting and / or granulation device. Due to the improvements described, it is possible to use larger drums than in the previously known devices, whereby the performance of the device is also increased.
Anhand eines Ausführungsbeispieles, welches die Behandlung einer metallurgischen Schmelze betrifft mit der Zuführung dieser Schmelze zu einer Dispersionseinrichtung in der Art einer rotierenden Trommel (oder eines anderen mechanischen und/oder hydraulischen Systems für die Erzeugung von Schlackegranulaten), wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.On the basis of an exemplary embodiment which shows the treatment a metallurgical melt concerns with the supply of this Melt to a dispersing device in the manner of a rotating drum (or some other mechanical and / or hydraulic system for the production of slag granules), the invention is explained in more detail below.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer solchenFigure 1 is a schematic representation of such
EinrichtungFacility
und
Figur 2 einen Schnitt nach der Linie AA - eines Teilesand
Figure 2 shows a section along the line AA - a part
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der Figur 1, der ein Rückhaltebecken und eine Ausgestaltung einer speziellen geneigten Ebene unterhalb der sich drehenden Trommel darstellt.of Figure 1, a retention basin and an embodiment of a special inclined plane underneath the rotating drum.
Wie Figur 1 zeigt, besteht die Einrichtung im wesentlichen aus Fließvorrichtungen für die Schlacke: einer Hauptrinne 1, in die die Schlacke schmelzflüssig (Pfeilrichtung 2) eintritt, diese Rinne teilt sich in zwei Arme, die Rinne mit der Ziffer 3 mündet bei 4 und/oder bei 5 in verschiedene Schlackeabkühlgruben, während sich die mit der Ziffer 6 bezeichnete Rinne, die die Hauptrinne fortsetzt, sich selbst in zwei Abzweigungen aufteilt: die mit der Ziffer 7 bezeichnete Abzweigung dient dem Ausfluß der Schlacke direkt in eine der Gruben (Pfeil 8) und die andere mit der Ziffer 9 bezeichnete Abzweigung mündet in ein Rückhaltebecken 10. Dieses Becken weist an der Seite einen Abfluß 11 auf, der in die Abzweigrinne 7 mündet. Eine Reihe von Verschlüssen 12,13,14,15 dienen zur gegenseitigen Absperrung und/oder der Absperrung der Hauptrinne 1 gegenüber den verschiedenen Abzweigungen oder Rinnen und ersetzen Rückhaltesperren; die Absperrung 15, der Ausfluß für ein evtl. Überschuß an Schlacke, weist in seinem unteren Bereich eine öffnung 16 auf, die zur Entfernung des evtl. von der Schlacke mitgenommenen Gusses geöffnet werden kann.As Figure 1 shows, the device consists essentially of flow devices for the slag: a main channel 1 into which the slag enters molten (arrow direction 2), this channel divides into two arms, the channel with the number 3 opens at 4 and / or at 5 in different slag cooling pits, while the channel marked with the number 6, which continues the main channel, divides itself into two branches: the one with The junction marked 7 is used for the outflow of the slag directly into one of the pits (arrow 8) and the other The branch marked with the number 9 opens into a retention basin 10. This basin has a drain 11 on the side which opens into the branch channel 7. A number of closures 12,13,14,15 are used for mutual blocking and / or the Block off the main channel 1 from the various branches or channels and replace restraint barriers; the cordon 15, the outflow for a possible excess of slag, has an opening 16 in its lower area, which is used for removal the cast possibly carried along by the slag can be opened.
Nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung, welches insbesondere aus Figur 2 ersichtlich ist, wird das RückhaltebeckenAccording to an essential feature of the invention, which in particular As can be seen from Figure 2, the retention basin
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welches in der Art einer Schurre ausgebildet ist, nach vorne durch einen überlauf 17 aus einem verschleißfesten Material begrenzt, über den die Schlacke in Form einer dünnen Schicht ausfließt und der eine sich drehende Trommel mit Rippen 18 beaufschlagt. Die Maßdifferenz ndn zwischen dem oberen Rand des Überlaufes 17 und dem oberen Teil der Absperrung 15 ist zur Erreichung des Durchflußmaximus an Schlacke, welches sich nach der Möglichkeit der Trommel richtet, regulierbar.which is designed in the manner of a chute, bounded at the front by an overflow 17 made of a wear-resistant material, over which the slag flows out in the form of a thin layer and which acts on a rotating drum with ribs 18. The dimensional difference n d n between the upper edge of the overflow 17 and the upper part of the barrier 15 can be regulated in order to achieve the maximum throughput of slag, which depends on the possibility of the drum.
Die Anwendung und die Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung werden nachfolgend anhand eines Falles näher erläutert, bei dem Schlacke auf einer Kühlfläche unter Verwendung einer sich drehenden Rippentrommel 18 pelletiert und granuliert wird, die geeignet ist, Schlackenteile zu zerstreuen, die vom Überfall 17 (Figur 2) in Form der dünnen Schicht 19 abfließen. The application and the function of the device according to the invention are explained in more detail below using a case, in which slag is pelletized and granulated on a cooling surface using a rotating fin drum 18 which is suitable for dispersing slag fragments which flow off from the weir 17 (FIG. 2) in the form of the thin layer 19.
Die Verwendung einer solchen Trommel ist jedoch nicht unbedingt notwendig für die gute Funktion der Einrichtung, andere Granulationsverfahren (beispielsweise in Rinnen oder in Behältern), können in die Ausflußfolge des schmelzflüssigen Schlackestromes eingesetzt werden.However, the use of such a drum is not absolutely necessary for the proper function of the device, others Granulation processes (for example in channels or in containers) can be incorporated into the outflow sequence of the molten liquid Slag stream are used.
Zur Behandlung eines Schlackeabstiches, der in Richtung des Pfeiles 2(Figur 1)läuft, sind mehrere Verschlüsse 12,14 und vorgesehen, wobei gleichzeitig die öffnung 16 geschlossen ist, die den Gußablaß in der Absperrung 15 darstellt. Wenn die SchlackeTo treat a slag tap running in the direction of arrow 2 (FIG. 1), several closures 12, 14 and provided, the opening 16, which represents the pouring outlet in the shut-off 15, being closed at the same time. When the slag
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das Rückhaltebecken 10 gefüllt hat, läuft sie in einer dünnen Schicht in der Breite des Überlaufes 17 ab, der das Becken begrenzt» Solange die Höhe des Flüssigkeitsstromes nicht das Maß "dM (Figur 2)überschreitet, fließt die gesamte Schlackenmenge über die Rinne oder den Zuführtisch 20 (beispielsweise eine mit Graphit bedeckte geneigte Ebene) zur Trommel 18. Wenn der abgezweigte Strom laminar fließt, ist seine Dispersion auf der Trommel wesentlich besser als mit einem bekannten Leitblech, welches den Schlackestrom, der von der Abflußrinne kommt, zerteilt, da sich der Rinnenboden sehr schnell V-förmig infolge des Verschleißes aufgrund der Strömungsgeschwindigkeit der Schlacke ausbildet.the retention basin has filled 10, it passes in a thin layer in the width of the weir 17 from which delimits the basin "As long as the height of the liquid flow does not exceed the dimension" d M (Figure 2), the total amount of slag flowing over the trough or the feed table 20 (for example an inclined plane covered with graphite) to the drum 18. If the branched stream flows laminar, its dispersion on the drum is much better than with a known baffle, which divides the slag flow coming from the trough, since the bottom of the channel very quickly develops into a V-shape as a result of the wear and tear due to the flow velocity of the slag.
Wenn die Schlacke eine geringe Menge des Gusses mit sich zieht, lagert sich diese auf dem Grund des Rückhaltebeckens 15 infolge der verringerten Strömungsgeschwindigkeit ab. Dieser Guß kann durch die öffnung 16 abgelassen werden, die in jedem Falle nach dem Ende des Vorganges geöffnet wird, um das Becken 15 zu entleeren, auch dann, wenn kein Gußanteil vorhanden ist. Falls der Fluß auf die Trommel 18 (oder eine andere Behandlungsvorrichtung) unterbrochen wird, ist die Umlenkung der Schlacke zu den Abkühlgruben 4,5,8 mittels Verschluß einer oder mehrerer Absperreinrichtungen 12,14,15» möglich. Ebenso ist, wenn der Schlackeabfluß gegebenenfalls zu stark wird, beispielsweise infolge eines Schadens am Ausfluß eines Hochofens, eine Absperrung bei 14 möglich, so daß die Schlacke den geradlinigen Weg durch die Hauptrinne 1 und die Abzweigrinne 7 bis zur Kühlgrube (Pfeil 8) fließen kann.If the slag pulls a small amount of the cast with it, it settles on the bottom of the retention basin 15 as a result of the reduced flow velocity. This cast can be drained through the opening 16, which is opened in each case after the end of the process in order to empty the basin 15, even if there is no cast part is available. If the flow to the drum 18 (or other processing device) is interrupted, that is The slag can be deflected to the cooling pits 4, 5, 8 by closing one or more shut-off devices 12, 14, 15 ». Likewise, if the slag drainage may be too strong a shut-off at 14 is possible, for example as a result of damage to the outflow of a blast furnace, so that the Slag can flow the straight path through the main channel 1 and the branch channel 7 to the cooling pit (arrow 8).
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Zur Verbesserung der Erfindung kann man, falls eine Dispersion der Schlacke, wie etwa durch eine Trommel 18,gewünscht wird, die geneigte Ebene, die durch den Zuführungstisch 20 und häufig durch eine Vibrationsbewegung unterstützt wird, durch einen langgestreckten Hohlkörper 21 ersetzen (siehe Figur 2), der um eine Achse 22 neigbar ist, und der mittels eines Wasserkreislaufes gekühlt wird, in den das Wasser am unteren Ende eintritt, dann am oberen Ende austritt und an dem Körper entlangfließt (mit Pfeilen angegebene Richtung 23).To improve the invention, if it is desired to disperse the slag, such as through a drum 18, the inclined plane supported by the feed table 20 and often by vibratory motion replace an elongated hollow body 21 (see Figure 2), which can be tilted about an axis 22, and which by means of a water circuit is cooled, in which the water enters at the lower end, then exits the upper end and flows along the body (Direction indicated by arrows 23).
Mit einer solchen vorherbeschriebenen Einrichtung hat man ständig mit Durchflußleistungen von 175 t/h (entspricht ungefähr einem Volumenstrom von Im /min) gearbeitet mit einer Fließgeschwindigkeit der flüssigen Schicht von etwa 0,7 m/sec mit einem überlauf von 80 cm Breite» Die Dicke der Fließschicht betrug dabei ungefähr 3 cm. Mit einer solchen Einrichtung können unbedenklich höhere Durchflußleistungen bis zu 220 Tonnen t/h erreicht werden. Sie kann daher für die Behandlung großer Schlackemengen benutzt werden, die aus großen Hochöfen austreten (beispielsweise mit einem Durchmesser von 14 m) in Verbindung mit einer Trommel und einem überlauf in angepaßter Größe.With such a device as described above, flow rates of 175 t / h (corresponds approximately to one Volume flow of Im / min) worked with a flow rate of the liquid layer of about 0.7 m / sec with an overflow of 80 cm width. The thickness of the flow layer was about 3 cm. With such a device, higher flow rates of up to 220 tons t / h can be safely achieved can be achieved. It can therefore be used to treat large quantities of slag emitted from large blast furnaces (for example with a diameter of 14 m) in connection with a drum and an overflow in adapted Size.
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