DE2950974C2 - Vorrichtung zur Herstellung einer glasartigen bzw. verglasten Hochofenschlacke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer glasartigen bzw. verglasten, praktisch wasserfreien Hochofenschlacke nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Hochofenschlacke dient insbesondere als Ausgangsmaterial für einen Zement oder ein Calciumsilikat-Düngemittel. Bei dieser Vorrichtung wird eine so hohe Kühlgeschwindigkeit gewährleistet, daß eine geschmolzene Hochofenschlakke praktisch vollständig verglast wird.

Aus der DE-AS 15 08 039 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Stückschlacke durch Vergießen des schmelzflüssigen Ausgangsstoffes zu Blöcken in einer Gießzone bekannt. Dieser schmelzflüssige Ausgangsstoff wird hierzu in Mulden gegossen und schrittweise abgekühlt. Infolge dieses schrittweisen Abkühlens tritt aber kein Verglasen auf, so daß auch keine glasartige bzw. verglaste Hochofenschlacke erhalten wird.

Eine in Wasser granulierte Hochofenschlacke als Rohmaterial für Zement wird bisher üblicherweise derart hergestellt, daß Kühlwasser unter Druck auf die aus einem Hochofen ausgetragene, geschmolzene Schlacke aufgesprüht wird. Da diese Schlacke durch Kontaktierung mit dem Kühlwasser abgekühlt und zum Erstarren gebracht wird, erfährt die derart mittels Wasser granulierte Schlacke eine Verglasung. Eine solche Schlacke wird normalerweise für folgende Zwecke benutzt:

1. als Teil des Ausgangsmaterials für eine Portlandzement-Schlacke;

2. als Zusatz zu Portlandzement;

3. als Ausgangsmaterial für Hochofenzement; und

4. als Ausgangsmaterial für ein Calciumsilikat-Düngemittel.

Eine derart granulierte Schlacke enthält jedoch aufgrund ihrer unmittelbaren Kontaktierung mit dem Kühlwasser normalerweise etwa 15 Gew.-% Wasser. Zur Verwendung für die genannten Zwecke muß diese Schlacke daher vorher getrocknet werden. Für dieses Trocknen sind aber etwa 17 Liter Schweröl je Tonne Schlacke erforderlich; außerdem fallen bei der Beförderung der wassergranulierten Schlacke vor dem Trocknen noch die zusätzlichen Transportkosten für den unnötigen Wassergehalt an. Für die unter 2. und 3. genannten Zwecke muß die Schlacke zudem im voraus fein pulverisiert bzw. gemahlen werden, bis ihre spezifische Oberflächengröße nach dem Blaine-Luftdurchiässigkeitsverfahren(»Blain-Feinheit«)etwa3000— 4000 cm²/g erreicht; dieses Pulverisieren erfordert aber etwa 60—100 kWh an elektrischer Energie pro Tonne Schlacke. Bei der Herstellung der wassergranulierten Schlacke entstehen durch die Kontaktierung mit dem Kühlwasser störende oder schädliche Gase, wie Schwefelwasserstoff, die zu einer Gefährdung des Arbeitsbereichs führen. Außerdem gehen in der wassergrrnulierten Schlacke enthaltene, nutzbare lösliche Stoffe, wie Kalk, Siliziumoxid und Aluminiumoxid, durch Lösung im Wasser verloren.

Im Hinblick auf diese Mängel und Nachteile wurden bereits die im folgenden geschilderten Verfahren und Vorrichtungen zur Behandlung von Hochofenschlacke vorgeschlagen.

Bei der Vorrichtung zum Granulieren eines geschmolzenen Materials, wie Stahl- oder Schlackenschmelze, gemäß der JP-OS 30 149/77 (»Veröffentlichung 1«) wird eine Schmelze, wie Stahl- oder Schlackenschmelze, auf eine rotierende Drehscheibe aufgegeben. Das geschmolzene Gut wird durch Streuung oder Verteilung desselben unter der bei der Drehung der Drehscheibe erzeugten Fliehkraft granuliert. Der Umfangsrand der Drehscheibe ist mit einem kegelstumpfförmigen, sich nach unten erweiternden Gehäuse abgedeckt, längs dessen Innenfläche ein Kühlwasserfilm nach unten strömt, wobei das granuliert, geschmolzene Gut durch Kontaktierung mit dem Kühlwasserfilm oder -strom gekühlt und zum Erstarren gebracht wird.

Das Verfahren zur Behandlung einer geschmolzenen Schlacke nach der JP-OS 13 323/78 (»Veröffentlichung 2«) besteht darin, daß eine Schmelzschlacke in eine unter einem Winkel von 2 bis 20° zur Waagerechten geneigte, rotierende Trommel von dem an ihrer höher liegenden Seite befindlichen Einlaß aus eingegeben wird, während der Trommelmantel durch Aufsprühen von Kühlwasser auf die Außenfläche der Trommel gekühlt wird, die geschmolzene Schlacke durch Berührung mit der Innenfläche der Trommel abgekühlt und zum Erstarren gebracht und gleichzeitig infolge der Trommeldrehung zerkleinert bzw. »gequetscht« wird und die zerkleinerte Schlacke aus einem an der tieferen Seite der Trommt-1 befindlichen Auslaß ausgetragen wird.

Bei der Vorrichtung zum Granulieren einer Schmelzschlacke nach der JP-OS 19^Q91/78 (»Veröffentlichung 3«) wird eine geschmolzene Schlacke auf die Außenfläche einer rotierenden Drehtrommel aufgegeben, wobei die Schlacke durch Verstreuung bzw. Schleudern an der Vorderseite der Trommel unter dem Einfluß der bei der Trommeldrehung erzeugten Fliehkraft granuliert und die granulierte Schmelzschiacke mittels einer im Streubereich der granulierten Schlacke angeordneten Kühleinrichtung abgekühlt und zum Erstarren gebracht wird.

Das Verfahren zur Herstellung eines Ausgangsmaterials für Hochofenzement gemäß der JP-OS 17 829/63 (»Veröffentlichung 4«) kennzeichnet sich dadurch, daß eine geschmolzene Hochofenschlacke unter Abkühlung und Erstarrung verglast und granuliert wird, indem auf die Schlacke ein unter Druck stehendes Strömungsmittel, wie Druckluft oder Druckdampf, aufgeblasen oder die auf eine rotierende Drehscheibe aufgegebene, geschmolzene Hochofenschlacke unter der bei der Drehung der Drehscheibe erzeugten Fliehkraft verstreut bzw. verteilt wird, und die verglaste, granulierte Schlacke fein pulverisiert wird.

Bei den vorstehend beschriebenen, bisherigen Verfahren und Vorrichtungen ist jedoch eine Teilkristallisierung der geschmolzenen Hochofenschlacke unvermeidbar, weil es dabei unmöglich ist, die für die vollständige Verglasung der Schlacke erforderliche hohe Abkühlgeschwindigkeit oder -leistung zu erzielen. Bei den Veröffentlichungen 1 und 3 treten außerdem ähnliche Probleme wie im Fall der erwähnten wassergranulierten Schlacke auf, weil dabei ebenfalls Wasser als Kühlmedium benutzt wird.

Zur Lösung der genannten Schwierigkeiten und Nachteile ist in der DE-OS 29 41 833 eine Vorrichtung zur Herstellung einer glasartigen bzw. verglasten Hochofenschlacke vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch eine drehbare Trommel mit einem praktisch kreisförmigen Zylinder aus endlos miteinander verbundenen, rechteckigen Metall-Kühlelementen, die jeweils in der Außenfläche zahlreiche in Drehrichtung der Trommel verlaufende, schmale, tiefe Kühlnuten aufweisen, welche ihrerseits jeweils einen sich nach außen erweiternden Einlaßteil zur Einführung von geschmolzener Hochofenschlacke und einen sich in Einwärtsrichtung verengenden, sich an den Einlaßteil anschließenden Kühlabschnitt zum schnellen Abkühlen und Erstarrenlassen der Schlackenschmelze zu einer verglasten Hochofenschlacke umfassen, durch einen mit der zentralen Achse oder Welle der Trommel verbundenen Antrieb zum Drehen der Trommel, durch einen über der Trommel angeordneten Schlackenschmelzen-Speiser zur Aufnahme der von einem Hochofen kommenden Schlackenschmelze in einem Schlacken-Behälter und zum Austragen der Schlackenschmelze in die Kühlnuten des bei der Trommeldrehung etwa an der höchsten Stelle des Zylinders angekommenen Kühlelements, durch einen innerhalb der Trommel in einer vorbestimmten Stellung und nahe der Innenfläche des Trommelzylinders ortsfest angeordneten Abstreifer zum Auswerfen der abgekühlten und erstarrten, verglasten Hochofenschlacke aus den betreffenden Kühlnuten und durch einen unter der Trommel angeordneten Kühlwasserbehälter, bei dem der untere Abschnitt der Trommel in das Kühlwasser eintaucht, wobei die durch die heiße Schlackenschmelze erwärmten Kühlelemente zur Kühlung bei der Trommeldrehung nacheinander das Kühlwasser durchlaufen.

Die Vorrichtung gemäß dieser DE-OS besitzt eine so hohe Kühlleistung, daß die geschmolzene Hochofenschlacke Draktisch vollständig verglast und aiißerrlpm

durch den Direktkontakt mit den Metallelementen anstelle einer unmittelbaren Kontaktierung mit Kühlwasser schnell abgekühlt und schnell zum Erstarren gebracht wird. Auf diese Weise ist eine verglaste Hochofenschlacke herstellbar, die praktisch vollständig verglast und wasserfrei ist, sich ausgezeichnet mahlen läßt und sich hervorragend als Ausgangsmaterial für einen Zement oder ein Calciumsilicat-Düngemitte! eignet. Bei dieser vorgeschlagenen Vorrichtung bilden jedoch zahlreiche Metall-Kühlelemente den praktisch kreisförmigen Zylinder der Drehtrommel, weshalb zur Erhöhung der Produktionsleistung breitere Kühlelemente verwendet werden müssen, um die Zahl der Kühlnuten zu vergrößern, oder zur Vergrößerung der Zahl der Kühlelemente eine Trommel mit größerem Durchmesser verwendet werden muß. Im erstgenannten Fall wird es jedoch schwierig, die geschmolzene Hochofenschlacke gleichmäßig in die Kühlnuten einzufüllen. Im zweitgenannten Fall muß dagegen ein ausreichendes Gefälle vom Schlackenbehälter zu den Kühlelementen vorgesehen werden, indem der untere Abschnitt der Trommel in einer für diesen Zweck vorgesehenen Grube angeordnet wird, was einen höheren Aufwand für die Anlage bedingt.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer eine hohe Produktionsleistung gewährleistenden und niedrige Installationskosten bedingenden Vorrichtung zur Herstellung einer glasartigen bzw. verglasten Hochofenschlacke, wobei diese Vorrichtung eine für die praktisch vollständige Verglasung der Schlacke ausreichende, hohe Kühlleistung besitzen und eine verglaste Hochofenschlacke liefern soll, die praktisch wasserfrei ist, eine sehr geringe Porosität sowie eine große Eigenspannung hat, ausgezeichnet fein pulverisierbar bzw. mahlbar ist und sich zudem als Roh- oder Ausgangsmaterial für Zement oder für Calciumsilikat-Düngemittel eignet.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der Erfindung wird also die geschmolzene Hochofenschlacke in die schmalen, tiefen Kühlnuten gegossen, die aus einem Metall mit sehr hoher Wärmeleitfähigkeit bestehen, so daß eine rasche Abkühlung erfolgt und die geschmolzene Hochofenschlacke in eine glasartige Hochofenschlacke verfestigt wird. Diese Verfestigung erfolgt in den Kühlnuten zwangsläufig, so daß eine große Eigenspannung in der verfestigten Schlacke auftritt. Um eine für die Vprfflaciiiicy der Geschmolzenen Hochofenschlacke aus reichende Abkühlungsgeschwindigkeit zu erzielen, wird das Verhältnis der Innenfläche zum Volumen der Kühlnuten groß gemacht, indem der Kühlabschnitt an der Oberseite eine Breite von 3 bis 10 mm und eine dem 2- bis 20fachen dieser Breite entsprechende Tiefe besitzt Bedingt durch diesen Aufbau wird die in die Kühlnuten gegossene geschmolzene Hochofenschlacke rasch in schichtförmige verglaste Schlacke mit einer maximalen Dicke von 3 bis 10 mm verfestigt, wobei gleichzeitig in dieser eine große Eigenspannung aufrechterhalten wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 9 angegeben.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. IA eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. IB eine Fig. IA ähnelnde Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2A bis 2C in vergrößertem Maßstab gehaltene, schematische Teilschnittansichten verschiedener Ausführungsformen von Metall-Kühlelementen,die wesentliche Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden,

F i g. 3 eine graphische Darstellung der Druckfestigkeits-Versuchsergebnisse von Mörtelproben aus einem Hochofenzement, der aus der mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewonnenen verglasten Hochofenschlacke hergestellt wurde,

Fig.4 eine graphische Darstellung der Biegefestigkeits-Versuchsergebnisse von Mörtciprobcn aus einer verglasten Hochofenschlacke und

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Ergebnisse einer thermischen Differentialanalyse der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten verglasten Hochofenschlacke im Vergleich zu einer auf bisherige Weise gewonnenen Hochofenschlacke.

Mit dem Ziel der Ausschaltung der eingangs geschilderten Schwierigkeiten und Mangel wurden ausgedehnte Untersuchungen angestellt, aufgrund derer sich folgendes herausstellte:

1. Die schnelle Abkühlung der geschmolzenen Hochofenschlacke durch direkte Kontaktierung derselben mit Kühlwasser zur bisherigen Herstellung von wassergranulierter Hochofenschlacke stellt nicht nur eine der Ursachen für den hohen Wassergehalt der auf diese Weise gewonnenen Schlacke dar, vielmehr gehen dabei auch lösliche, für Zemente wertvolle Stoffe, wie Kalk, Siliziumoxid und Aluminiumoxid durch Lösung im Kühlwasser verloren.

2. Wenn sich die geschmolzene Hochofenschlacke bei der Abkühlung ungehindert ausdehnen kann, ergibt sich eine poröse granulierte Hochofenschlacke; außerdem wird hierbei ein hoher Wassergehalt herbeigeführt. Sofern nicht die Ausdehnung der Schlackenschmelze bei der Abkühlung begrenzt wird, ist aufgrund der geringen Innen- bzw. Eigenspannung der erhaltenen granulierten Hochofenschlacke eine große elektrische Energiemenge für das Feinpulverisieren oder -mahlen erforderlich.

3. Bei einem Verfahren, bei dem die geschmolzene Hochofenschlacke durch Kontaktierung mit der Innenfläche einer umlaufenden Trommel granuliert, ab"eküh!t und zum Erstarren gebracht wird (Veröffentlichung 2) oder bei dem diese Schlacke unter Fliehkrafteinfluß bei der Drehung einer Drehscheibe oder einer rotierenden Trommel verstreut und aufgetrennt wird (Veröffentlichungen 1, 3 und 4), ist es unmöglich, die für die praktisch vollständige Verglasung der geschmolzenen Hochofenschlacke erforderliche hohe Kühlleistung zu erzielen.

4. Eine für den genannten Zweck ausreichende hohe Kühlleistung kann erzielt werden, wenn die geschmolzene Hochofenschlacke dadurch schnell abgekühlt wird, daß sie mit der Oberfläche von Kühlelementen aus einem Metall mit hohem Wärmeleitvermögen, wie Kupfer, in Berührung gebracht und die Menge der zu kühlenden Schlacke stets unter einer vorbestimmten Höchstmenge gehalten wird. Auf diese Weise kann eine praktisch

wasserfreie verglaste Hochofenschlacke gewonnen werden, weil kein Kühlwasser benutzt zu werden braucht. Auf diese Weise können nicht nur die Kosten für das Trocknen des Produkts vermieden werden, vielmehr können auch die Transportkosten gesenkt werden, weil das Produkt stets in wasserfreiem Zustand befördert wird.
5. Wenn in der Oberfläche der genannten Metall-Kühlelemente zahlreiche enge und tiefe Kühlrillen oder -nuten vorgesehen sind und die geschmolzene Hochofenschlacke in diese Kühlnuten eingeschüttet wird, kann die Menge der zu kühlenden Schlacke ständig unterhalb einer vorbestimmten (Mindest-)Menge pro Flächeneinheit des Kühlelements gehalten werden, so daß eine für die vollständige Verglasung der Schlacke geeignete hohe Kühlleistung erzielt wird. Da außerdem die Ausdehnung der geschmolzenen Schlacke durch die beiden gegenüberstehenden Kühlflächen der einzelnen Kühlnuten begrenzt wird, kann eine :.'o verglaste Hochofenschlacke mit sehr niedriger Porosität und großer Innen- bzw. Eigenspannung gewonnen werden. Diese Schlacke ist dabei nicht nur praktisch wasserfrei, sondern auch ausgezeichnet fein zu pulveriseren bzw. zu mahlen. Wenn ::5 dagegen eine Vorrichtung mit einer umlaufenden Trommel verwendet wird, die einen durch eine Vielzahl von endlos miteinander verbundenen Metall-Kühlelementen gebildeten, im wesentlichen kreisförmigen Zylinder mit einer Vielzahl von :» Kühlnuten in der Oberfläche aufweist (DE-OS 29 4! 833), muß - v.'ie erwähnt - zur Vergrößerung der Zahi der Kühlelemente zwecks Schaffung einer Trommel mit größerem Durchmesser für die Erhöhung der Produktionsleistung der untere Teil i-5 der Trommel in einer Grube angeordnet werden, um einen ausreichend großen Falldruck bzw. Kopfabstand zwischen Schlackenbehälter und Kühlelementen zu erreichen; hierdurch vergrößert sich aber der Bauaufwand. Es ist daher wünschenswert, die Trommel dieser vorgeschlagenen Vorrichtung durch eine andere Konstruktion zu ersetzen und damit auf einfache Weise die Produktionsleistung zu erhöhen.

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Die Erfindung wurde nun auf der Grundlage dieser Erkenntnisse entwickelt.

Die in Fig. IA schematisch dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer glasartigen bzw. verglasten Hochofenschlacke umfaßt ein endloses Förderband 1, mehrere rechteckige Metall-Kühlelemente 2, welche das Förderband 1 bilden, sowie zwei Scheiben oder Rollen 10 zur Führung des Förderbands 1.

Gemäß Fig. IA sind die verschiedenen Metall-Kühlelemente 2 zur Bildung des Förderbands 1 endlos miteinander verbunden. Zur Vereinfachung der Darstellung sind in Fig. IA die Stützrollen für das Förderband nicht dargestellt. Mindestens eine der Scheiben 10 wird durch einen nicht dargestellten Antrieb angetrieben, so daß sich das Förderband 1 mit vorbestimmter Geschwindigkeit in Richtung des Pfeils nach Fig. IA bewegt. Jedes Kühlelement 2 besitzt an seiner Außenfläche eine Anzahl schmaler und tiefer Kühlrillen bzw. -nuten 13, die auf noch näher zu erläuternde Weise b5 mit ihrer Längsachse praktisch parallel zur Laufrichtung des Förderbands 1 liegen.

Die wesentlichsten Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen in den Melall-Kühleieinenien 2 und in den gemäß Fig. 2A in ihren Außenflächen vorgesehenen Kühlnuten 13.

Gemäß F i g. 2A bestehen die Metall-Kühlelemente 2 aus mehreren rechteckigen Metallplatten 14 mit jeweils einer scharfen Oberkante. Die Platten 14 bestehen vorzugsweise aus einem Metall mit hohem Wärmeleitvermögen, wie Kupfer, doch können sie auch aus Eisen oder Stahl bestehen. Die einzelnen Metallplatten 14 sind unter Zwischenring von Abstandstücken 15 an ihren unteren Enden durch mindestens zwei Spannstangen 16 einheitlich miteinander verbunden, welche die Metallplatten 14 und die Abstandstücke 15 in vorbestimmten, die Kühlnuten 13 bestimmenden Abständen durchsetzen, so daß ein rechteckiges Kühlelement 2 entsteht, das an seiner Außenfläche eine Anzahl von Kühinuten 13 besitzt.

Gemäß F i g. 2A umfaßt jede Kühlnut 13 einen sich in Auswärtsrichtung erweiternden Einlaßteil aus zwei entgegengesetzt zueinander geneigten Flächen 13c und 13c/ mit vergleichsweise großem Neigungswinkel gegenüber der Vertikalen für die Einführung einer geschmolzenen Hochofenschlacke sowie einen sich unmittelbar daran anschließenden, sich in Abwärtsrichtung allmählich verengenden Kühlabschnitt aus zwei einander gegenüberstehenden Kühlflächen 13a und 13£> mit kleinem Neigungswinkel gegenüber der Vertikalen. Dieser Kühlabschnitt schließt sich unmittelbar an die Öffnungsflächen 13c und 13c/ an und dient zum Abkühlen und Erstarrenlassen der geschmolzenen Hochofenschlacke zur Bildung einer verglasten Hochofenschlacke.

Gemäß F i g. 2A sitzt in der Sohle jeder der beschriebenen Kühlnuten 13 jeweils eine Druckplatte 17 mit umgekehrt T-förmigem Querschnitt in Form einer rechteckigen Platte 17c mit einer praktisch der Länge der Kühlnut 13 entsprechenden Länge und eines Anschlags 17£>, der auch als Gegengewicht dient und am einen Ende der Platte 17c so angebracht ist, daß sich das andere Ende der Platte 17c in die Kühlnut 13 hineinerstreckt und das mit dem Anschlag 17i> versehene Ende über die innenfläche des Kühlelements 2 hinausragt. Das obere bzw. vordere Ende der in die Kühlnut 13 eingesetzten Platte 17c ist durch Anstauchen dicker ausgebildet, so daß es den Boden bzw. die Sohle der Kühlnut 13 bildet. Der Plattenteil 17c der Druckplatte 17 ist innerhalb der Kühinut 13 mit einer Bohrung 17a versehen, welche größere Abmessungen besitzt als das von ihr aufgenommene Abstandstück 15. Die Druckplatte 17 ist somit innerhalb der Kühlnut 13 in Richtung ihrer Tiefe über die durch das Spiel zwischen Bohrung 17a und Abstandstück 15 ermöglichte Strecke aufwärts und abwärts verschiebbar.

Fig. 2A veranschaulicht auch den Zustand der Druckplatte 17, in welchem sich das Kühlelement 2 in der oberseitigen Stellung, d. h. am oberen Trum des Förderbands 1, befindet, nämlich in der Stellung, in welcher die Kühlnuten 13 des Kühlelements 2 mit nach oben gerichteten Öffnungen die Beschickungsstellung zur Aufnahme der geschmolzenen Hochofenschlacke erreichen. In dieser Beschickungsstellung befindet sich die Druckplatte 17 in ihrer tiefsten Lage. Genauer gesagt: in der Beschickungsstellung senkt sich die bzw. jede Druckplatte 17 aufgrund der auf den Anschlag 17ö einwirkenden Schwerkraft und/oder einer noch zu beschreibenden Rückstelleinrichtung relativ zur betreffenden Kühlnut 13 nach unten, um angehalten zu werden, wenn sich das gestauchte obere Ende der

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zugeordneten Platte 17c zwischen den beiden einander gegenüberstehenden Kühlflächen 13a und 136 verklemmt, weiche den sich in Richtung der Tiefe der Kühlnut 13 verengenden Kühlabschnitt bilden. In diesem Zustand ist die Kühlnut 13 zur Aufnahme der Schlackenschmelze am tiefsten. Wenn dagegen das Kühlelement 2 in der unteren Stellung am unteren Trum des Förderbands 1 ankommt, d. h. wenn die betreffenden Kühlnuten 13 des Kühlelements 2 die Austragstellung für die in den Kühlnuten erstarrte Hochofenschlakke erreichen, wird jede Druckplatte 17 durch einen noch zu beschreibenden Abstreifer in die zugeordnete Kühlnut 13 hineingedrückt, bis der Anschlag 17b an der Innenfläche des Kühlelements 2 anstößt. In diesem Zustand ist dann die Tiefe der einzelnen Kühlnuten 13 am kleinsten.

Der durch die beiden gegenüberstehenden Kühlflächen 13a und 13£> gebildete Kühlabschnitt der Kühlnut 13 besitzt vorzugsweise an seinem oberen Ende eine Breite von 3 bis 10 mm, während seine Tiefe vorzugsweise das 2- bis 20fache dieser Breite in der Beschickungsstellung beträgt, wenn sich die Druckplatte 17 in ihrer tiefsten Stellung befindet. Wenn nämlich die Breite des Kühlabschnitts der Kühlnut 13 weniger als 3 mm beträgt, ist es unmöglich, die geschmolzene Hochofenschlacke zufriedenstellend in diesen Kühlabschnitt einströmen zu lassen. Wenn die Breite am oberen Ende der Kühlnut 13 dagegen mehr als 10 mm beträgt, kann aufgrund des zu großen Abstands zwischen den beiden Kühlflächen 13a und 13b nicht die hohe Kühlleistung erzielt werden, die für die praktisch vollständige Verglasung der geschmolzenen Hochofenschlacke erforderlich ist, so daß sich eine teilweise Kristallisation der Schlacke ergibt. Wenn die Tiefe des Kühlabschnitts der Kühlnut 13 weniger als das Doppelte der Breite am oberen Ende beträgt, ist die Arbeits- bzw. Behandlungsleistung aufgrund der zu kleinen behandelten Schlackenmenge zu niedrig. Wenn die Tiefe des Kühlabschnitts der Kühlnut 13 andererseits mehr als das 20fache der Breite am oberen Ende beträgt, ist es schwierig, die abgekühlte und erstarrte, verglaste Schlacke einwandfrei aus dem Kühlabschnitt auszutragen. Zur Gewährleistung der angestrebten Kühlleistung sollte die Metallplatte 14 in der Position des oberen Endes des Kühlabschnitts der Kühlnut 13 eine Dicke besitzen, die zumindest dem Doppelten und vorzugsweise dem Dreifachen der Breite des Kühlabschnitts am oberen Ende entspricht.

Gemäß F i g. IA ist ein Schlackenbehälter 3 über dem stromaufseitigen Ende des oberen Trums des Förderbands 1 angeordnet Der Schiackenbehäiter 3 wird mit der von einem nicht dargestellten Hochofen stammenden, geschmolzenen Hochofenschlacke 5 über eine Speiserinne 10 beschickt. Die in den Schlackenbehälter 3 eingefüllte Schlacke 5 wird über eine Gieß-Schnauze 3a am Boden des Schlackenbehälters 3 in die Kühlnuten 13 der Kühlelemente 2 eingefüllt, die sich in der oberseitigen Beschickungsstellung befinden.

Gemäß Fig. IA ist ein mit Rollen 6a versehener Abstreifer 6 vorgesehen, der im Anfangsbereich des unteren Trums des Förderbands 1 an der Rückseite der umgedrehten Kühlelemente 2 angeordnet ist Der Abstreifer 6 wird durch einen nicht dargestellten Träger bzw. Ausleger o. dgl. in einer vorbestimmten ortsfesten Position gehalten. Die Rollen 6a des Abstreifers 6 drücken unter Kontaktierung der Anschläge \7b der Druckplatten 17 letztere in der Austragsstellung des betreffenden Kühlelements 2 in die zugeordneten Kühlnuten 13 hinein, bis die Anschläge 176 an der Innenfläche der Kühlelemente 2 anliegen. Auf diese Weise wird die abgekühlte und erstarrte, verglaste Hochofenschlacke aus den Kühlnuten 13 ausgeworfen und in einen Sammler 8 ausgetragen. Anstelle des beschriebenen Abstreifers 6 kann ein Abstreifer mit einem Rüttler und einem Rüttelanschluß verwendet werden. In diesem Fall können die Plattenteile 17c der Druckplatten 17 in die Kühlnuten 13 eintreten, bis die Anschläge 176 mit den Rückseiten der Kühlelemente 2 in Berührung kommen, wobei mittels des Rüttelanschlusses des Rüttlers auf die Rückseiten der Kühlelemente 2 Schwingungen übertragen werden, so daß die verglaste Schlacke 7 aus den Kühlnuten 13 in den Sammler 8 ausgeworfen wird.

Gemäß Fig. IA sind mehrere Sprühdüsen 9 dem Abstreifer 6 am unteren Trum des Förderbands 1 nachgeschaltet. Diese Sprühdüsen 9 sprühen nach dem Austragen der verglasten Hochofenschlacke 7 Kühlwasser auf die Kühlelemente 2, die während ihrer Bewegung durch die heiße Schiackenschmeize 5 erhitzt worden sind. Die durch die heiße Schlacke 5 erhitzten Kühlelemente 2 werden somit aufeinanderfolgend abgekühlt. Da das Kühlwasser auf die Kühlelemente 2 in deren Austragstellung, d. h. mit nach unten gerichteten Kühlnuten 13, aufgesprüht wird, bleibt kein Kühlwasser in den Kühlnuten 13 zurück, vielmehr wird das an den Oberflächen der Kühlelemente 2 haftende Kühlwasser durch die von den Kühlelementen 2 gespeicherte Wärme augenblicklich verdampft. Beim Einfüllen der Schlackenschmelze 5 in die Kühlnuten 13 besteht daher keine Gefahr für eine Dampfexplosion.

Weiterhin ist gemäß Fig. IA eine Rückstelleinrichtung 12 für die Druckplatten 17 dicht an den Rückseiten der Kühlelemente 2 im Anfangsteil des oberen bzw. Vorlauf-Trums des endlosen Förderbands 1 an einer dem Schlackenbehälter 3 vorgeschalteten Stelle angeordnet. Die Rückstelleinrichtung 12 wird durch einen nicht dargestellten Träger, Ausleger oder dgl. in

-to vorbestimmter, ortsfester Lage gehalten. Die Rückstelleinrichtung 12 zieht die durch den Abstreifer 6 in die Kühlnuten 13 hineingedrückten Druckplatten 17 in deren tiefste Stellung (Beschickungsstellung) heraus. Die Rückstelleinrichtung 12 kann beispielsweise einen Magneten umfassen, welcher die Druckplatten 17 magnetisch aus den Nuten herauszieht In diesem Fall bestehen die Anschläge 17i> der Druckplatten 17 aus einem magnetischen Material, wie Stahl. Wenn der Anschlag 17£> aus einem nicht-magnetischen Material, wie Siliziumkarbid, besteht, kann die Rückstelleinrichtung i2 so ausgelegt sein, daß sie die einzelnen Druckplatten 17 mechanisch herauszieht. Obgleich eine einzige Rückstelleinrichtung 12 vorgesehen sein kann, werden aus Sicherheitsgründen gemäß F i g. 1 vorzugsweise mindestens zwei Rückstelleinrichtungen vorgesehen, weil ein ungenügendes Zurückziehen der Druckplatten 17 gefährlich sein kann.

Die Herstellung von glasartiger bzw. verglaster Hochofenschlacke ist nachstehend näher erläutert Gemäß Fig. IA wird eine über die Speiserinne 4 zugeführte Hochofenschlackenschmelze 5 aus dem Behälter 3 über die Schnauze 3a in die in der oberseitigen Beschickungsstellung des oberen Trums des Förderbands ί befindlichen Kühlnuten 13 der betreffenden Kühlelemente 2 eingeschüttet und dabei durch die gegenüberstehenden, den Kühlabschnitt der Kühlnuten 13 bildenden Kühlflächen 13a und 13t mit hoher Kühlgeschwindigkeit abgekühlt und zum Erstar-

ren gebracht, so daß eine praktisch vollständig verglaste 1 lochofenschlacke erhalten wird.

Wenn sodann bei der Bewegung des Förderbands 1 das die ve^rglaste Schlacke enthaltende Kühlelement 2 den Anfang des unteren Trums des Förderbands 1 erreicht, wobei die Kühlelemente 2 umgedreht sind, werden die Druckplatten 17 der betreffenden Kühlelemente 2 durch den Abstreifer 6 in die Kühlnuten 13 hineingedrückt, so daß die abgekühlte und erstarrte, verglaste Schlacke in Körnchen- oder Plattenform aus den Kühlnuten 13 herausgedrückt und in den Sammler 8 ausgeworfen wird. Da die Hochofenschlacke 5 außerdem in einem Zustand schnell abgekühlt wird, in welchem eine Ausdehnung der Schlacke durch die gegenüberstehenden Kühlflächen 13a und 13i> des Kühlabschnitts der Kühlnuten 13 verhindert wird, besitzt die gewonnene, völlig verglaste Schlacke eine sehr niedrige Porosität und eine hohe Innen- bzw. Eigenspannung. Die so erhaltene Schlacke läßt sich ausgezeichnet fein pulverisieren.

Sodann erreichen die umgedrehten, geleerten Kühlelemenie 2 bei der Weiterbewegung des Förderbands 1 die Position der Sprühdüsen 9, durch welche die Kühlelemente 2 mit Kühlwasser auf eine vorbestimmte Temperatur abgekühlt werden.

Wenn hierauf die abgekühlten Kühlelemente 2 bei der Bewegung des Förderbands 1 den stromaufseitigen bzw. Anfangsteil des oberen Trums des Förderbands 1 erreichen und dabei in ihre normale aufrechte bzw. Beschickungsstellung zurückkehren, werden die Druckplatten 17 durch die Rückstelleinrichtung 12 in die tiefste Stellung zur Aufnahme der Schlackenschmelze zurückgezogen. Wenn die Kühlelemente hierauf erneut die Position des Schlackenbehälters 3 erreichen, wird auf vorher beschriebene Weise wiederum geschmolzene Hochofenschlacke in die Kühlnuten 13 der Kühlelemente 2 eingefüllt, so daß die Herstellung der verglasten Hochofenschlacke kontinuierlich erfolgt.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Kühlelemente 2 wird die Schlackenschmelze 5 während einer Verweildauer von etwa 3 bis 7 s nach Beginn des Einfüllens der Schlacke in die Kühinuten 13 praktisch vollständig verglast. Länge und Laufgeschwindigkeit des Förderbands 1 werden daher so gewählt, daß eine innerhalb des genannten Bereichs liegende Verweildauer gewährleistet wird.

Wie in Fig. IB schematisch dargestellt, können die verschiedenen Sprühdüsen 9 nach F i g. 1A durch einen mit Wasser gefüllten Kühlbehälter 11 ersetzt werden, welcher derart unter dem endlosen Förderband 1 angeordnet ist, daß dessen unteres Rücklauftrum in das Wasser eintaucht. Die verschiedener! Kühlelernente 2 des Förderbands 1 werden bei dessen Bewegung nacheinander in das Kühlwasser im Kühlbehälter 11 eingeführt, so daß die durch die heiße Schlacke erhitzten Kühlelemente 2 auf diese Weise schnell abgekühlt werden. Zur Gewährleistung einer wirksameren Abkühlung der Kühlelemente 2 kann im Kühlbehälter 11 mindestens eine nicht dargestellte Tauchdüse angeordnet sein, die unter der Oberfläche des Kühlwassers im Kühlbehälter 11 Kühlwasserstrahlen auf die Oberflächen der Kühlelemente 2 richtet, und zwar in Längsrichtung der Kühlnuten 13. Da die Kühlelemente 2 im umgedrehten Zustand in das Kühlwasser eintreten, fließt dieses sicher aus den Kühlnuten 13 aus. Das an den Außenflächen der Kühlelemente 2 haftende Kühlwasser wird unmittelbar nach dem Austreten der Kühlelemente aus dem Kühlbehälter 11 durch die in den Kühlelementen 2 gespeicherte Wärme augenblicklich verdampft. Beim nachfolgenden Einfüllen der Schlackenschrnelze 12 in die Kühlnuten 13 besteht also keine Gefahr für eine Dampfexplosion.

Im Fall der Vorrichtung gemäß Fig. IB mit dem Kühlbehälter 11 wird die abgekühlte und verglaste, erstarrte Hochofenschlacke 7 durch den Abstreifer 6 in Körnchen- oder Plattenform aus den Kühlnuten 13 in das im Kühlbehälter 11 befindliche Kühlwasser ausgeworfen. Infolgedessen steigt nicht nur die Temperatur des Kühlwassers im Kühlbehälter 11 aufgrund des Wärmeaustauschs mit den Kühlelementen 2 und der verglasten Hochofenschlacke 7 praktisch auf den Siedepunkt an, vielmehr besitzt auch die verglaste Hochofenschlacke 7 immer noch eine hohe Temperatur. Wenn daher die verglaste Hochofenschlacke nach dem Austragen mittels einer geeigneten, nicht dargestellten Einrichtung aus dem Kühlbehälter 11 herausgefördert wird, wird das an der Oberfläche der Schlackenteilchen 7 haftende Wasser augenblicklich verdampft. Da außerdem, wie erwähnt, die geschmolzene Hochofenschlacke unter Verhinderung einer Ausdehnung derselben schnell gekühlt wird, besitzt die erhaltene verglaste Hochofenschlacke eine sehr niedrige Porosität. Die gewonnene Hochofenschlacke ist daher, auch wenn sie in das Kühlwasser ausgeworfen wird, praktisch wasserfrei.

Bei dem anhand von F i g. 2A beschriebenen Kühlelement 2 ist je ein Anschlag 17£> am einen Ende jedes der zahlreichen Plattenteile 17c befestigt. Gemäß Fig.2B kann ein einziger, gemeinsamer Anschlag 17'Zj an den Enden einer Anzahl von Plattenteilen 17c befestigt sein.

Das beschriebene Metall-Kühlelement 2 gemäß F i g. 2A kann auch durch das abgewandelte Kühlelement 2' gemäß F i g. 2C ersetzt werden. Letzteres besteht aus einer einzigen rechteckigen Metallplatte 14', in deren Außenfläche durch Gießen oder spanabhebende Bearbeitung zahlreiche Kühlnuten 13' ausgebildet sind, welche einen Einlaßteil und einen Kühlabschnitt mit denselben Abmessungen wie die Kühlnuten 13 gemäß F i g. 2A aufweisen, wenn sich die Druckplatte 17 in der tiefsten Stellung befindet Insbesondere weist jede Kühlnut 13' einen sich in Auswärtsrichtung erweiternden Einlaßteil auf, der aus zwei gegenüberstehenden Öffnungsflächen 13'c und 13'c/ mit vergleichsweise großem Neigungswinkel gegenüber der Vertikalen besteht und der zur Einführung einer Schlackenschmelze dient. Unmittelbar an den Einlaßteil schließt sich ein sich in Richtung der Tiefe allmählich verengender Kühlabschnitt aus zwei einander gegenüberstehenden Kühlflächen 13'a und 13'ώ an, die unter einem kleinen Neigungswinkel gegenüber der Vertikalen geneigt sind, sich unmittelbar an die Öffnungsflächen 13'c und 13'c/ anschließen und zum Abkühlen und Erstarrenlassen der Schlackenschmelze zu einer glasartigen bzw. verglasten Hochofenschlacke dienen. Gemäß Fig.2A wird die Bodenfläche jeder Kühlnut 13 der Kühlelemente 2 durch das angestauchte bzw. erweiterte Ende des Plattenteils 17c der Druckplatte 17 gebildet, während das Kühlelement 2' gemäß F i g. 2C nicht mit einem getrennten Bauteil, wie der Druckplatte 17, versehen ist, sondern seine Bodenfläche lediglich durch den Metallplattenkörper festgelegt ist.

Bei Verwendung des Kühlelements 2' gemäß F i g. 2C wird daher der mit den Rollen 6a versehene Abstreifer durch einen Abstreifer 6 mit Rüttler und Rüttelanschluß ersetzt. Hierbei werden über den Rüttelanschluß Schwingungen auf die Rückseite der Kühlelemente 2'

übertragen, so daß die abgekühlte und erstarrte Hochofenschlacke aus den Kühlnuten 13' ausgeworfen wird Bei Verwendung des Kühlelements 2' gemäß F! g. 2C ist selbstverständlich die Rückstelleinrichtung 21 überflüssig.

Im folgenden ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines Beispiels näher erläutert

Beispiel

Durch endlose Verbindung von Metall-Kühlelementen 2 aus Kupfer und mit einer Dicke von 60 mm sowie mit Aufbau gemäß Fig.2A wurde ein endloses Förderband 1 gefertigt, das einen Abstand zwischen den Scheiben 10 von 2 m besaß (vgl. Fig. IB). Die Außenfläche jedes Kühlelements 2 war mit 20 Kühlnuten 13 versehen, die jeweils einen Einlaßteil und einen Kühlteil aufweisen, welche sich praktisch parallel zur Laufrichtung des endlosen Förderbands 1 erstreckten. Das obere Ende des Kühlabschnitts jeder Kühlnut 13 besaß eine Breite von 4 mm. In der tiefsten Stellung der Druckplatte 17 besaß die Bodenfläche des Kühlabschnitts eine Breite von 2 mm. In derselben Stellung der Druckplatte 17 betrug die Tiefe des Kühlabschnitts 40 mm. Die einzelnen, das Kühlelement 2 bildenden Metallplatten 14 besaßen am oberen Ende 2s des Kühlabschnitts eine Dicke von 15 mm.

Sodann wurde geschmolzene Hochofenschlacke 5 aus dem Schlackenbehälter 3 über die Gießschnauze 3a in die Kühlnuten 13 der Kühlelemente 2 eingefüllt, welche den Anfangsteil des oberen bzw. Vorlauftrums des Förderbands 1 und somit die Beschickungsstellung erreicht hatten, während das Förderband 1 durch Antrieb der einen Scheibe 10 mit einer Geschwindigkeit von 0,2 bis 0,3 m/s lief. Bei diesem Einfüllvorgang wurden die Kühlabschnitte praktisch vollständig mit Schlackenschmelze 5 ausgefüllt. Die eingefüllte Schlakkenschmelze wurde durch die beiden gegenüberstehenden Kühlflächen 13a und 136 des Kühlabschnitts der Kühlnuten 13 schnell abgekühlt und praktisch vollständig verglast.

Beim Ankommen der mit verglaster Hochofenschlakke gefüllten Kühlelemente 2 am Anfangsteil des unteren bzw. Rücklauftrums des Förderbands 1, d. h. beim Eintritt der einzelnen Kühlelemente 2 in das Kühlwasser im Kühlbehälter 11, bei der Bewegung des Förderbands 1 wurden die Druckplatten 17 der Kühlelemente 2 in deren umgedrehter Stellung durch den Abstreifer 6 in die Kühlnuten 13 hineingetrieben, so daß die verglaste Hochofenschlacke 7 in Körnchen- oder Plattenform aus den Kühlnuten 13 in den Kühlbehälter 11 ausgeworfen wurde. Beim Herausfördern der verglasten Hochofenschlacke aus dem Kühlbehälter 11 mittels einer nicht dargestellten, geeigneten Einrichtung trat eine praktisch sofortige Verdampfung des an der Oberfläche der Schlackenteilchen haftenden Kühlwassers auf, so daß eine praktisch wasserfreie verglaste Hochofenschlacke 7 erhalten wurde.

Wenn anschließend die leeren Kühlelemente 2 nach der Abkühlung im Kühlbehälter 11 die Einbauposition der Rückstelleinrichtung 12 am Anfangsteil des oberen Trums des Förderbands 1 erreichten und damit in ihre Beschickungsstellung zurückkehrten, wurden die Druckplatten 17 der Kühlelemente 2 durch die Rückstelleinrichtung 12 in die tiefste Position, d. h. in die Aufnahmestellung für Schlackenschmelze zurückgezogen, so daß die Kühlelemente 2 für die Aufnahme der nächsten Schlackenschmelzencharge bereit waren.

Die auf beschriebene Weise mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte verglaste Hochofenschlacke und eine nach einem bisherigen Verfahrer erhaltene, getrocknete, wassergranulierte Hochofenschlacke wurden jeweils grob gemahlen und von Eiser befreit und dabei auf eine Teilchengröße von bis zu 1,2 mm eingestellt Von beiden Schlackensorten wurden jeweils 2 kg schwere Proben einem Mahlversuch unterworfen, der in einer kleinen, mit 20 kg Stahlkugeln eines Durchmessers von 22 mm gefüllten Kugelmühle durchgeführt wurde. Dabei wurde die Mahlzeit gemessen, die bei jeder Probe bis zum Erreichen eines Blaine-Feinheitsgrads (nach dem Blaine-Luftdurchlässigkeitsverfahren) von 4200 cm²/g benötigt wurde.
Dabei wurden folgende Mahlperioden festgestellt:

1. Mit erfindungsgemäßer Vorrichtung hergestellte Schlacke: 167 bis 200 min

2. Herkömmliche, wassergranulierte Schlacke: 207 bis 220 min.

Aus diesen Daten geht hervor, daß die Mahlleistung, ausgedrückt als die für das Mahlen erforderliche Zeit, bei der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Schlacke im Vergleich zur bisherigen Schlacke um t'.wa 10 bis 20% höher ist. Weiterhin wurde der Blaine-Feinheitsgrad jeder Probe in Abständen von 20 min, vom Beginn des Mahlvorgangs an, gemessen, bis dieser Feinheitsgrad einen Wert von 4000cm²/g erreicht hatte. Die Ergebnisse dieser Messungen zeigten, daß die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Schlacke auch bei niedrigen Blaine-Feinheitsgraden eine um etwa 15 bis 20% höhere Mahlbarkeit besaß als die übliche, wassergranulierte Schlacke.

Sodann wurde die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Schlacke nach Feinpulverisierung auf einen Feinheitsgrad von 4200cm²/g im Gewichtsverhältnis von 4 :6 mit gewöhnlichem Portland-Zement vermischt, und es wurde ein Hochofenzement nach der japanischen Industrienorm JIS R 5211 1977 durch Zugabe von Gips hergestellt, so daß der zubereitete Hochofenzement einen SOrGehalt von 2,0 Gew.-% besaß. Aus diesem Zement wurden Mörtelproben mit den Abmessungen von 4x4χ 16cm für die Festigkeitsprüfung gemäß JIS R 5201-1977 hergestellt, indem der zubereitete Hochofenzement mit gewöhnlichem Sand und Wasser im Gewichtsverhältnis von 1:2:0,65 vermischt wurde. Zu Vergleichszwecken wurden unter denselben Bedingungen weitere Mörtelproben mit wassergranulierter Schlacke, auf einen Feinheitsgrad von 4200 cm²/g pulverisiert, hergestellt. Die Druckfestigkeit und Biegefestigkeit jeder Mörtelprobe wurde nach 3, 7, 14 und 28 Tagen bestimmt. Die Druckfestigkeits-Meßergebnisse (in kg/cm²) sind in Fig.3 angegeben, während sich die Biegefestigkeits-Meßergebnisse (in kg/cm²) in Fig.4 finden. In den Fig.3 und 4 gilt die ausgezogene Linie für Mörtelproben, die aus Schlacke zubereitet sind, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt ist, während die gestrichelte Linie jeweils für die unter Verwendung der wassergranulierten Schlacke hergestellten Mörtelproben gilt.

Gemäß den F i g. 3 und 4 zeigen die Druckfestigkeitsund Biegefestigkeitskurven für beide Hochofenzementproben nahezu keinen Unterschied, wodurch angezeigt wird, daß kein nennenswerter Unterschied in den hydraulischen Eigenschaften der beiden Schlackensorten besteht.

Sodann wurde unter Verwendung beider Schlacken-

Sorten eine thermische Differentialanalyse durchgeführt, deren Ergebnisse sich in F i g. 5 finden. Die gemäß F i g. .1 im Temperaturbereich von etwa 860 bis 870° C zu beobachtenden exothermen Maxima bzw. Spitzen beruhten auf der Versteinerungswärme von Glas. Die in F i g. 5 gezeigten Analyseergebnisse deuten darauf hin, daß die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Schlacke, die eine höhere exotherme Spitze besitzt als die übliche, wassergranulierte Schlacke, ein höheres Eigenpotential und somit ein weniger stabiles Gefüge als die wassergranulierte Schlacke besitzt Dies bedeutet, daß die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Schlacke ein höheres Reaktionsvermögen besitzt und sich daher besser als die wassergranulierte Schlacke als Bestandteil für Zement eignet. Hierauf wurden 100 ml N/2 wäßrige Salzsäurelösung und 150 ml 2%ige wäßrige Zitronensäurelösung zu 1 g der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Schlacke mit einer Teilchengröße von bis zu 250 μιη bzw. 1 g der bisherigen, wassergranulierten Schlacke mit derselben Teilchengröße hinzugegeben. Nach 60 min langem Schütteln durch Rotation bei einer Temperatur von 20⁰C wurden diese Lösungen schnell gefiltert, und die erhaltenen Rückstände wurden gewaschen und getrocknet, um die Löslichkeit von SiC>2, CaO und MgO zu bestimmen. Die Ergebnisse dieser Messung finden sich in Tabelle 1. In Tabelle 1 bedeuten »T« die Gesamtmenge jedes Bestandteils, »S« die in der N/2 wäßrigen Salzsäurelösung gelöste Menge jedes Bestandteils und »C« die in der 2%igen wäßrigen Zitronensäurelösung gelöste Menge jedes Bestandteils.

Tabelle

Löslichkeit

Schlacke gemäß
der Erfindung

Wassergranulierte
Schlacke

S · SiO₂/T · SiO₁ 93,5%

S ■ CaO/T · CaO 99,3%

S · MgO/T · MgO 95,1%

C · MgO/T · MgO 80,0%

89,8%

100,0%

98,7%

96,7%

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, besitzt die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Schlacke eine höhere Löslichkeit der Si02-Komponente in der N/2 wäßrigen Salzsäurelösung als die bisherige, wassergranulierte Schlacke, wodurch aufgezeigt wird, daß die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Schlacke ein ausgezeichnetes Rohmaterial für ein Calciumsilikat-Düngemittel darstellt

Wie vorstehend beschrieben, gewährleistet die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer glasartigen bzw. verglasten Hochofenschlacke eine hohe Kühlgeschwindigkeit oder -leistung zur praktisch vollständigen Verglasung einer Hochofenschlackenschmelze, wobei die Schlackenschmelze außerdem schnell abgekühlt und in einem Zustand, in welchem sie an einer Ausdehnung gehindert wird, nicht in unmittelbare Berührung mit Kühlwasser gebracht wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet also die folgenden industriellen Nutzeffekte:

Das gewonnene Hochofenschlackenprodukt ist praktisch vollständig verglast.
Es ist aufgrund seiner sehr niedrigen Porosität praktisch wasserfrei, wodurch nicht nur der Transport verbilligt und erleichtert wird, sondern auch die Trocknungskosten entfallen.
Es besitzt aufgrund seiner großen Eigenspannung eine ausgezeichnete Feinmahlbarkeit, wodurch der für das Feinmahlen erforderliche Zeit- und Arbeitsaufwand herabgesetzt wird.
Es eignet sich hervorragend als Ausgangsmaterial für einen Zement oder ein Calciumsilikat-Düngemittel.

35 Im Gegensatz zur Vorrichtung gemäß der eingangs genannten DE-OS kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Erhöhung der Produktionsleistung to einfach durch Vergrößerung der Länge des endlosen Förderbands erzielt werden, d. h. mit wesentlich geringeren Installationskosten als bei der Vorrichtung gemäß dieser DE-OS.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   !. Vorrichtung zur Herstellung einer glasartigen bzw. verglasten Hochofenschlacke, mit einem endlosen Förderband einschließlich zwei Scheiben oder Rollen und aus endlos miteinander verbundenen, rechteckigen Metall-Kühlelementen, mit einem mit mindestens einer Scheibe verbundenen Antrieb für das Förderband, mit einem über dem Anfangsteil des oberen Trums des Förderbands angeordneten Schlackenschmelzen-Behälter zur Aufnahme der von einem Hochofen kommenden Schlackenschmelze und zum Einfüllen der Schlackenschmelze in die bei der Bewegung des Förderbands in der Anfangsstellung des oberen Trums angekommenen Kühlelemente und mit einer uiter dem Förderband angeordneten Kühleinrichtung, welche die durch die eingefüllte heiße Schlacke erwärmten Kühlelemente nach dem Auswerfen der verglasten Hochofenschlacke nacheinander abkühlt, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall-Kühlelemente (2, 2') jeweils auf ihrer Außenfläche zahlreiche in Laufrichtung des Förderbandes (1) verlaufende, schmale, tiefe Kühlnuten (13, 13') aufweisen, welche ihrerseits jeweils einen sich nach außen erweiternden Einlaßteil zur Einführung von geschmolzener Hochofenschlacke und einen sich in Einwärtsrichtung verengenden, sich an den Einlaßteil anschließenden Kühlabschnitt zum schnellen Abkühlen und Erstarrenlassen der Schlackenschmelze zu einer verglasten Hochofenschlacke umfassen, daß der Kühlabschnitt an der Oberseite eine Breite von 3 bis 10 mm und eine dem 2- bis 20fachen dieser Breite entsprechende Tiefe besitzt, und daß in der Anfangsstellung des unteren Trums des Förderbands (1) in einer vorbestimmten Stellung und dicht an der Rückseite des Förderbands (1) ein Abstreifer (6) zum Auswerfen der Abgekühlten und erstarrten, verglasten Hochofenschlacke aus den betreffenden Kühlnuten (13,13') vorgesehen ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kühlelement (2) mehrere rechteckige Metallplatten (14) mit scharfer Oberkante aufweist, daß die Metallplatten (14) unter Zwischenfügung von Abstandstücken (15) in ihren unteren Abschnitten mit vorbestimmtem gegenseitigem Abstand durch mindestens zwei die Metallplatten (14) und die Abstandstücke (15) durchsetzende Spannstangen (16) fest miteinander verbunden sind, so daß die verschiedenen Kühlnuten (13) entsprechend diesen Abständen gebildet sind, daß in das untere Ende jeder Kühlnut (13) jeweils eine Druckplatte (17) eingesetzt ist, die eine rechteckige Platte (17c) mit einer Länge praktisch entsprechend derjenigen der betreffenden Kühlnut (13) und einem Anschlag (176^ aufweist, der am einen Ende der rechteckigen Platte (17-,) so befestigt ist, daß das mit dem Anschlag (i7b) versehene Ende von der Innenfläche des Kühlelements (2) hinweg ragt, und fto daß die Druckplatte (17) in Richtung der Tiefe der Kühlnut (13) verschiebbar ist, während die Oberseite des in der Kühlnut (13) befindlichen anderen Endes der rechteckigen Platte (17c) den Boden bzw. die Sohle der Kühlnut (13) bildet. b5
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen in die Kühlnuten (13) eingeführten Druckplatten (17) jeweils einen einzi

   gen, gemeinsamen Anschlag aufweisen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Metall-Kühlelement (2') je eine rechteckige Metallplatte umfaßt, deren Außenfläche mit einer Anzahl von Kühlnuten (13') versehen ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (6) mindestens eine Rolle (6a) aufweist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (6) mindestens einen Rüttler umfaßt.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einer vorbestimmten Position an der Rückseite des Förderbandes (1) stromauf des Schlackenbehälters (3) am oberen Trum eine Rückstelleinrichtung (12) vorgesehen ist, welche die Druckplatten (17) in ihre tiefste Stellung zurückzuziehen vermag.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung mehrere in einer vorbestimmten Stellung dicht am endlosen Förderband (1) an einer dem Abstreifer (6) nachgeschalteten Stelle des unteren Förderband-Trums angeordnete Sprühdüsen (9) umfaßt, die nach dem Auswerfen der verglasten Hochofenschlacke Kühlwasser auf die erwärmten Kühlelemente (2, 2') im unteren Förderband-Trum aufzusprühen vermögen.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung einen mit Kühlwasser gefüllten Kühlbehälter (11) aufweist, der derart unter dem endlosen Förderband (1) angeordnet ist, daß dessen unteres Trum in das Kühlwasser eintaucht, wobei die Kühlelemente (2, 2') am unteren Förderband-Trum in umgedrehtem Zustand aufeinanderfolgend in das Kühlwasser einlaufen.