DE3000047A1

DE3000047A1 - Granulat zum abdecken einer schmelzoberflaeche

Info

Publication number: DE3000047A1
Application number: DE19803000047
Authority: DE
Inventors: Horst Dieter 4100 Duisburg Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-01-03
Filing date: 1980-01-03
Publication date: 1981-07-09

Description

Granulat um Abdecken eirler Schmelzeoberfläche
f;le Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Granulats zum Abdecken einer Schmelzeoberfläche bei der Schwermetallverarbeitung, insbesondere bei der Stahlbehandlang, mit einer oberfläche aus Zement oder Zementanteilen.
ogenannte Abdeckmassen für zchmelzeoberflächen, vor allem um Abdecken von Gießpfannen, bestehen üblicherweise aus granulierten Schlacken mit einem glasartigen überzug und enthalten vornehmlich SiO2, Al203 und CaO in unterschiedlicher Zusammen~etzungr. ln diesen Bereich fällt auch sogenannter Hochofenzement mit 31 bis 85 % basisch gekörnter Hochofenschlacke.
Die Aufgabe solcher Abdeckmassen ist die Bildung einer leicht entfernbaren Verschlußschicht zwischen Schmelzbadoberfläche und Atmosphäre - vor allem zur Unterbindung der Oxydation im Grenzbereich und der Verschlackung von aus der Schmelze gegebenenfalls aufsteigenden Verunreinigungen. Andere Abdeckmassen sind etwa für Gußeisen Holzkohle oder Quarzsand, Schwefelblüte für Iwiagnesiumlegierungen oder Salzgemische für Aluminiumlegierunger.
Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein Granulat der eingangs erwähntell Art sowie ein zu dessen Herstellung geeignetes Verfahren zu schaffen, dank deren eine gute Abdeckmasse zu besoiiders niedrigen Kosten Verwendung finden kann. Denn es hat sich als ungünstig erwiesen, beim Verhüttungsprozeß entstehende Abfallprodukte zur Abdeckung vori Schmelzen zu verwenden oder teuere Kalke octer Ouarzsande.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt ein Verfahren der eingangs erwähnten Art, bei dem Körner bzw. Kugeln aus geschäumtem Kunststoff-, beispielsweise aus treibmittelhaltigem Polystyrolgranulat, auf zumindest einem geneigten Drehteller unter Zugabe von Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, mit Zement, vor allem sogenannten Hochofenzement, umgeben werden und dieses Granulat nach dem Rolliervorgang getrocknet, insbesondere luftgetrocknet, wirdo Dabei soll den Körnern oder Kugeln vor dem Rolliervorgang vorteilhafterweise ein Haftmittel feucht zugemischt werden, beispielsweise Methylanleim und/oder Wasserglas.
Es hat sich beispielsweise bei Tellern mit einer Neigung von etwa 500 und einer Tellerdrehzahl von 20 UpM als günstig erwiesen, derartige Kleber oder Haftmittel beizumischen. Bei Produktionsanlagen mit größeren Drehtellern kann auf die Verwendung solcher Haftmittel verzichtet werden, da bei größerem Tellerdurchmesser dessen höhere Formkräfte die Betriebsbedingungen verbessern.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Haftmittel mit den Körnern bzw. Kugeln in einer dem Teller vorgeschalteten Förderschnecke vermischt, kann jedoch in besonderen Fällen auch während des Rolliervorganges beigegeben werden.
Um die Linsatzfähigkeit des Granulates im Gießerei- und jiochofenbetrieb zu verbessern, wird es erfindungsgemäß nach dem Lufttrocknen bei etwa 1500 C oder darüber wärmebehandelt, wobei sich gezeigt hat, daß vor allem bei Temperaturen zwischen 500 und 6000 C die Temperzeiten erheblich verkürzt und die Festigkeiten des Granulats stark verbessert werden können, bei 5 C beispielsweise über 40 kp/Kugel.
Dem Zement werden erfindungsgemäß aufgemahlener Kalk, insbesondere Konverterkalk, oder Dolomit zugesetzt, die auch irl einem dem Teller vorgeschalteten Elornogellisierurlgsaggregat mit dem Zement vermischt werden.
Als besonders günstig hat es sich erwiesen, dem Zement Graphitpulver zuzusetzen, welches ein mögliches Aneinanderhaften der Granulatpartikel unterbindet.
Diese Zuschlagstoffe werden erfindungsgemäß dem Zement trocken beigegeben, ebenfalls wird das daraus entstehende Gemisch trocken dem Teller zugeführt. Diese Zumischung führt zu einer Verbesserung des Hochtemperaturverhaltens.
Für die Körner bzw. Kugeln wird erfindungsgemäß hexanhaltiges Polypyrol mit einer Körnung von 2 bis 12,5 mm vorgezogen. Hierbei handelt es sich um eine organische Wasserstoffverbindung auf der Basis von Benzol, die weder Stickstoff noch Chloride enthält. Polypyrolkugeln werden bekanntlich erhitzt, wobei durch Aufblähen das Volumen bzw. der Kugeldurchmesser erhöht wird.
Als besonders günstig für das Tempern des entstandenen Granulates sind sogenannte Sinterpfannen, in denen die Chargen mit Heißgas beaufschlagt und mittels Ventilatoren abgekühlt werden können.
Vom Erfinder ist versucht worden, Schaumstoffkugeln in einem Mischer mit einer Zementschale zu versehen, welche jedoch. eine maximale Stärke von 1,0 mm erreichte. Bei längerer Behandlungszeit im Mischer wurde diese Schale dann wieder abgerieben.
Beim Einsatz eines Drehtellers ist das Umhüllen von Schaumstoffkugeln mit Zement ohne Probleme möglich; die Schalendicke und damit das Schüttgewicht des Fertigproduktes (0,7 bis 0,8 t/m3) sowie der Hohlkugeldurchmesser können genau eingestellt werden, wenn Schaumstoffkugeln mit etwa gleichem Durchmesser zur Verfügung stehen und die Telleraufgabe in der Zusammensetzung homogen und im Mengenstrom gleichmäßig ist.
Die eine Feuchtigkeit von 10 bis 12 % aufweisendert Graiiulatkugeln des Telleraustrages werden erfindungsgemäß luftgetrocknet, wobei sich ausreichend hohe Festigkeitswerte einstellen bei größeren Mengen, beispielsweise in Silos, ist die Bildungswärme von Calciumsilikathydrat zusätzlich festigkeitssteigernd.
Ein geringfügi,es Anhaften einzelner Granulatkugeln aneinander, welches bei Granulaten mit Haftmittel festgestellt werden konnte, ist bei Granulat, welches ohne Kleber und nur mit Zement als Bindemittel hergestellt wurde, nicht zu beobachten.
Wie schon gesagt ist das Lufttrocknen vor der Temperaturbehandlung unbedingt erforderlich; unabgebundener Zement zerfällt bei Temperaturen von 5000 bis 6000 C zum überwiegenden Teil, ganze Granulatkugeln, welche die Temperaturbehandlung überstehen, weisen manchmal ungenügende Festigkeit auf.
Die Vergasung von hexanhaltigem Polypyrrol ist ab 150° C möglich, dauert jedoch dann unverhältnismäßig lang. Es hat sich gezeigt, daß bei einer erfindungsgemäßen Aufheiztemperatur von 500 bis 6000 C und Leerrohrgeschwindigkeiten des Heizgases von ca. Oj9 Nm/sec die Aufheizzeit nur fünf bis sieben Minuten beträgt und das Aus--bringen an unversehrten Hohlkugeln bei über 90 % bis 97 % liegt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Irtindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur an einem schematischen Stammbaum eine Anlage zum Herstellen eines Granulates zum Abdecken von Schwermetallschmelzen.
Jede der in der Zeichnung nicht erkennbaren Granulatkugeln besteht aus einem hohlen Mantel von Zement mit einem Innendurchmesser von beispielsweise 2 bis 12,5 mi uiid einem Außendurchmesser von etwa 15 inm Zu deren Herstellung werden einer Förderschnecke @ Ku@@@@ S aus hexanhaltigem Polypyrol sowie Methylanleim bzw.
Wasserglas als Binder M zugeführt und in jener Förderschnecke 1 feucht vermischt. Eine andere Förderschnecke 2 nimmt sogenannten Hochofenzement Z sowie Zuschlagstoffe K auf, beispielsweise Konverterkalkfi Dolomit oder Graphit.
Der Zement Z und seine Zuschlagstoffe K werden trocken vermischt.
Die Austräge 3 bzw. 4 der beiden Förderschnecken 1 bzw. 2 sind nebeneinander am Rande eines Drehtellers 5 vorgesehen, dessen Durchmesser d im gewählten Beispiel 1000 nm beträgt. Die Höhe h des Tellerrandes 6 mißt hier 150 mm und der Neigungswinkel u etwa 500. Auf diesen sich in Richtung x mit etwa 20 UpM drehenden Teller 5 trifft zuerst auf das Gemisch SB der Förderschnecke 1,gweIche/s das Gemisch ZK -- in einem anderen Beispiel nur Zement Z -- gelangt.
Außerdem wird auf den Drehteller 5 Wasser W aufgespritzt, davon etwa 50 % mit dem Zement Z und weitere 50 % auf die entstehenden Granulatkugeln G aus einem umhüllten Schaumstoffkern.
Am Austrag 7 des Drehteller 5 werden die Granulatkugeln G mit einer Feuchtigkeit von etwa 10 bis 15 % einem Förderer 8 übergeben, der sie zu einer Lufttrocknungseinrichtung 10 bringt.
Nach dem Lufttrocknen der Granulatkugeln G werden diese zu einer Sinterpfanne 11 gebracht, um den Schaumstoffkern gasförmig aus dem Kugelinnern auszutreiben.
Die Temperaturen hierbei liegen bevorzugt zwischen 5000 C und 6000 C, welche während etwa 7 min. einwirken. Dabei entstehen Hohlkugeln einer Festigkeit von mehr als 40 kp/ Kugel, welche bei 12 ausgetragen werden.
Während des Tempervorganges aufsteigende Dämpfe werden über eine Haube 13 und Abgasleitungen 14 durch Filter 15 und Ventilatoren 16 entfernt.
Eine Brennkammer zum Aufheizen der Sinterpfanne 11 ist mit 17 bezeichnet, ihre -- von der Abgasleitung 14 durch eine Riegelklappe 18 getrennte -- Heizgasleitung mit 19.
Um eine Größenordnung der verwendeten Stoffe anzugeben, werden beispielsweise folgende Mischungsquantitäten verwendet: Schaumstoffkugel mit Zementmantel und 15 ¼ Dolomit oder Konverterkalk (oder 4 % Graphit) und 4 Liter Haftmittel. Die Schaumstoffmenge beträgt hierbei etwa 80 Liter.
Vor der Zeichnung folgt hier eine charaktbristische Temperaturzeitkurve für das erfindungsgemäße Granulat G (grob) und zerschlagenes Granulat (fein).

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Verfahren zum Herstellen eines Granulates zum Abdecken einer Schmelzeoberfläche bei der Schwermetallverarbeitung, insbesondere bei der Stahl behandlung, mit einer Oberfläche aus Zement oder Z.ementantcilell, dadurch gekennzeichnet, daß Körner bzw. Kugeln aus geschäumtem Kunststoff, beispielsweise aus treibmittelhaltigem Polystyrolgranulat, auf zumindest einem geneigten Drehteller unter Zugabe von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, mit Zement, inzbesondere basische Hochofenschlacke enthaltendem Zement, umgeben wird und dieses Granulat nach dem Rolliervorgang getrocknet, insbesondere luftgetrocknet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dai6 den Körnern oder Kugeln vor dem Rolliervorgang ein ilitmittel feucht zugemischt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner oder Kugeln in einer dem Teller vorgeschalteten Förderschnecke mit dem Haftmittel vermischt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Körnern oder Kugeln während des Rolliervorganges ein Haftmittel zugemischt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Haftmittel Methylanleim und/oder Wasserglas zugeführt wird.
6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat nach dem Lufttrocknen zum Entfernen des Kunststoffkernes in gasförmigem Zustand bei etwa 1500 C oder darüber wärmebehandelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat nach dem Rolliervorgang eine Feuchtigkeit von etwa 10 bis 150 aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat während etwa acht Stunden bei etwa 150° C getempert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat während etwa 10 min. bei 5000 bis 6000 C getempert wird.
10. Verfahren nach wenigstens einem der voraufgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zement gemahlener Kalk, insbesondere Konverterkal, oder Dolomit zugemischt wird.
11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zement Graphitstaub zugemischt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschlagstoffe dem Zement in einem Mischer trocken beigegeben werden und dieses Gemisch trocken dem Teller nach den Schaumstoffkugeln zugeführt wird
13. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner oder Kugeln bei einem Durchmesser von 15 mm klassiert werden.
14. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Tempern das Granulates in einer Sinterpfanne erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch Uekennzeichrlet, daß auf den geneigten Drehteller in Drehrichtung zuerst die Körner bzw. Kugeln sowie anschließend auf diese die Zementmischung aufgegeben wird.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit, bevorzugt Wasser, etwa zur flälfte auf der Zement bzw. die Zementmischung und zur anderen Hälft auf das bereits teilweise rollierte Granulat aufgegeben wird.

15. Granulat zum Abdecken einer Schmelzeoberfläche bei der Schwermetallverarbeitung, insbesondere bei der Stahlbehandlung, mit einer Oberfläche aus Zement oder Zementanteilen, gekennzeichnet durch einen Kern aus geschäumtem- Kunststoff und einen diesen aufn-ehmenden Hohlraum sowie einen den Hohlraum umgebenden Mantel aus Zement und gegebenenfalls zugemischten Anteilen von Konverterkalk und/oder Dolomit und/oder Graphitpulver.

16. Granulat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum durch Vergasen des geschäumten Kunststoffes leer ist.
17. Granulat nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß den Hohlraum eine Schicht aus erhärtetem Haftmittel umschließt.
18. Granulat nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von Dolomit und/oder Konverterkalk etwa 15 % der Zementmischung beträgt.
19. Granulat nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Mantel etwa 4 % Graphit enthalten sind.
20. Granulat nach- wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 19,. gekennzeichnet durch ein Schüttgewicht von 0,5 bis 1,0 t/m3.
21. Verwendung eines Granulates nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 20 als Zuschlagstoff für den Hochbau.