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Vorrichtung zur Wärmegewinnung aus geschmolzener Schlacke Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zur Wärmegewinnung aus geschmolzener Schlacke. Sie betrifft
die Gewinnung von Eigenwärme aus geschmolzener Schlacke, die von hüttenmännischen
Öfen wie Konvertern und Blasöfen abgegeben wird.
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Aus einer Vielzahl von Systemen, die bisher zur Wärmegewinnung aus
geschmolzener Schlacke vorgeschlagen und praktiziert werden, sind zwei typische
Verfahren in den japanischen Patentanmeldungen Nr. 90932/1976 und 155448/1976 offenbart,
die als Nr. 16031/1978 und 78995/1978 offengelegt sind. Die erste Druckschrift schlägt
die Kühlung der geschmolzenen Schlacke mit einem inerten Gas und die Gewinnung von
Wärme aus dem inerten Gas mit Hilfe eines Wärmeaustauschers wie einer Kühleinrichtung
oder einem Heißdampfbehälter vor. Die zweite Anmeldung offenbart dagegen die Vermischung
von geschmolzener Schlacke mit Wasser. Die geschlemmte Schlacke wird unter Druck
gesetzt, um ihre Eigenwärme zu erhöhen, und anschließend in einen Kühltank eingeführt,
um gesättigten Dampf und heißes Wasser zu erzeugen. Der Kühltank hat einen Wärmeaustauscher
eingebaut, um sauberes Wasser mit dem Heißwasser zu erwärmen. Auf diese Weise wird
Wärme aus der geschmolzenen Schlacke in Form von gesättigtem Dampf gewonnen.
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Beide bekannten Verfahren haben einen gemeinsamen Nachteil: Sie sehen
nicht die Gewinnung von Wärme vor, die von der geschmolzenen Schlacke abgestrahlt
wird. Die Wirksamkeit dieser und ähnlicher bekannter Systeme ist deshalb nicht hoch.
Bei dem System der oben genannten zweiten Patentanmeldung kommt als
weiterer
Nachteil hinzu, daß der Druck in dem Kühltank der gewinnbaren Wärme eine Grenze
setzt, und die mechanischen 3egrenzungen machen es schwierig, größere Mengen von
Schlacke gleichzeitig zu behandeln.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine wirksamere und wirtschaftlichere
Wärmegewinnung aus geschmolzener Schlacke zu ermöglichen, als dies bisher mit den
bekannten Einrichtungen und Verwahren der Fall war.
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diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil
des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Dabei sieht die Erfindung eine
Vorrichtung vor, die an einer ersten Wärmegewinnungsstation eine Einrichtung zum
Durchrühren und Granulieren bzw. Zerkörnen der geschmolzenen Schlacke und eine Einrichtung
zum Erwärmen eines Fluids wenigstens durch Wärmestrahlung von der umgerührten Schlacke
aufweist. Nach ihrer Granulierung wird die Schlacke zu einer zweiten Wärmegewinnungsstation
transportiert, wo Vorkehrungen dafür getroffen sind, daß cbtl Gas durch Wärmeübertragung
von der granulierten Schlacke erwärmt wird.
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Demnach sieht die Erfindung die Wärmegewinnung aus geschmolzener Schlacke
durch zwei aufeinanderfolgende, unterschiedliche Vorgänge vor, nämlich zuerst durch
Wärmeabstrahlung und dann durch Wärmeübertragung. Das Durchrühren der geschmolzenen
Schlacke Fall der ersten Wärmegewinnungsstatio stellt eine äußerst wirksalze Gewinnung
von abgestrahlter Wärme sicher, da ein fortschreitendes Erstarren der Schlacke von
ihrer freiliegenden Oberfläche aus verhindert wird. Von der granulierten Schlacke,
die eine verringerte Temperatur hat, wird dann Wnrme durch Wärmeübertragung gewonnen.
Damit wird erfindungsgemciß erreicht, a der Wärmegehalt der geschmolzenen Schlacke
vollständig in nutzbare Wärmeenergie Überführt wird.
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Vorzugsweise, und wie in den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung
offenbart, werden die Einrichtungen zum Umrühren der geschmolzenen Schlacke an der
ersten Wärmegewinnungsstation von einem Fluid wie beispielsweise Wasser, das durch
sie hindurchfließt, gekühlt. Da das erwärmte Kühlmedium ebenfalls zur Wärmegewinnung
genutzt werden kann, wird Wärme nicht nur durch Wärmeabstrahlung an der ersten Wärmegewinnungsstation
gewonnen, sondern auch durch direkte Wärmeleitung.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen sowie
anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen: Fig. n einen Vertikalschnitt, teilweise in
Ansicht und weggebrochen, der Vorrichtung zur Wärmegewinnung aus geschmolzener Schlacke
gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen Vertikalschnitt entlang der Linie II-II in Fig.
1; Fig. 3 eine teilweise geschnittene, teilweise weggebrochene Ansicht des Rührmechanismus
der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, die innere Details zeigt;
Fig. 4 einen horizontalen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1; Fig. 5 eine
schematische Aufsicht auf die Anordnung einer modifizierten Ausführungsform der
ersten Wärmegewinnungsstation, die mit der Anordnung der zweiten Wärmegewinnungsstation
der Vorrichtung gemäß Fig. 1 kombiniert wird; Fig. 6 einen vergrößerten Vertikalschnitt
entlang der Linie VI-VI in Fig. 5;
Fig. 7 einen vergrößerten Vertikalschnitt
entlang der Linie VII-VII in Fig. 5; Fig. 8 einen weiteren vergrößerten Horizontalschnitt
entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 7; 9 9 eine teilweise weggebrochene Aufsicht
auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig 10 einen
vergrößerten Vertikalschnitt entlang der Linie X-X i.n Fig. 9; und Fig. 11 einen
vergrößerten Vertikalschnitt entlang der Linie XI-XI in Fig. 9.
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Die erfindungsgemäße Wärmegewinnungsvorrichtung wird nachfolgend in
ihren Einzelheiten in der Form ihrer ersten bevorzugten Ausführung beschrieben,
die als Ganzes in Figur 1 dargestellt ist. Sie umfaßt einen an sich bekannten Gießwagen
1, der geschmolzene Schlacke beispielsweise von einem Gebläseofen oder Konverter
(nicht dargestellt) zu einer Ladestation C transportiert. An dieser Ladestation
gießt der Gießwagen 1 die geschmolzene Schlacke in ein geeignetes oben offenes Gefäß
wie beispielsweise in eine Pfanne oder einen Tiegel 6, worin die Schlacke zu einer
ersten Wärmegewinnungsstation 2 transportiert wird. Von der geschmolzenen Schlacke
abstrahlende Wärme wird an dieser ersten Wärmegewinnungsstation gewonnen, während
die Schlacke gleichzeitig umgerührt und granuliert bzw. gekörnt wird. Die Pfanne
6 befördert anschließend die granulierte Schlacke zu einer Entladestation D, von
wo die Schlacke auf einem geeigneten Transportmittel wie einem Kippaufzug 3 zu einer
zweiten Wärmegewinnungsstation 4 transportiert wird. An dieser zweiten Wärmegewinnungsstation
erhitzt die granulierte Schlacke ein Gas, normalerweise Luft, durch Strahlung bzw.
Wärmemitführung, wobei diese Luft nach oben in die aufgehäufte Masse von Schlackengranulat
oder Schlackenkörnern gezwungen wird.
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Der Gießwagen 1 bewegt sich auf zwei Schienen 5, die senkrecht zur
Zeichenebene (Fig. 1) verlaufen. Beim Transport von dem (nicht dargestellten) Ofen
hat die geschmolzene Schlacke eine Temperatur in einem Bereich von 1350 bis 1400
Grad Celsius, wenn sie an der Ladestation C aus dem Gießwagen 1 in die Pfanne 6
gegossen wird.
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Aus Figur 2 ist zu ersehen, daß die Pfanne 6 eine halbzylindrische
Form hat und auf einem mit Rädern versehenen Wagen 7 mittels zweier Lagerzapfen
14 befestigt ist, sodaß sie um eine horizontale Achse drehbar ist. Der Wagen 7 bewegt
sich entlang einer horizontalen Bahn, die durch zwei Schienen 8 gebildet
wird
und sici rechtwinkelig zur Achse der Drehbewegung der Pfanne 6 zwischen der Ladestation
C und der Entladestation D über die ei'-r>te Wärmegewinnungsstation 2 erstreckt.
Zwei Zahnkettenräder 9 und 10 sind an den gegenüberliegenden Enden der Schienen
8 drehbar befestigt. Diese Zahnkettenräder sind von einer Kette 11 umfaßt, die mit
ihnen in Eingriff steht und mit ihren gegenüberliegenden Endabschnitten an dem Wagen
7 befestigt ist. Eines der Zahnkettenräder 9 und 10 ist mit einem Antriebsmechanismus
(nicht dargestellt) verbunden, um den Wagen 7 zusammen mit der Pfanne 6 darauf die
Schienen 8 entlang vorwärts und rückwärts zu bewegen.
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An de Ladestation C mit geschmolzener Schlacke beladen, wird die Pfanne
6 in den Raum unter einer feststehenden Abdeckung 19 ein der ersten Wärmegewinnungsstation
2 bewegt. Die Abdeckung 19 ist kastenförmig dargestellt, oben geschlossen und nach
unten geöffnet, und sie bildet zusammen mit der an der ersten Wärmegewinnungsstation
2 in Position gehaltenen Pfanne 6 einen im wesentlichen geschlossenen Raum 15. Die
gesamte Innenfläche der Abdeckung 19 ist mit Rohren 20 ausgekleidet, die Durchgangsbahnen
für Wasser oder ein anderes geeignetes Fluid bilden, das durch die Wärmeabstrahlung
von der geschmolzenen Schlacke in der Pfanne 6 erhitzt wird.
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Ein Bewegungs- bzw. Rührmechanismus 12 ist in der Abdeckung 19 befestigt
und dient dazu, die geschmolzene Schlacke in der Pa 6 zu rühren und zu granulieren
bzw. zu verkörnen. Der Rührmechanismus 12 hat eine Welle 16, die von der Abdeckung
19 horizontal gehalten ist. zwei gegeneinander versetzte Reihen von Rührstangen
17, die in diametraL entgegengesetzten Richtungen von axial beabstandeten Positionen
an der Welle vorspringen, und einen Antriebsmechanismus 18, der an einem geeigneten
Lager (nicht dargestellt) außerhalb der Abdeckung 19 befestigt ist und die Welle
16 dreht. Bei Drehung dieser Welle
tauchen die beiden Reihen von
Rührstangen 17 abwechselnd in die geschmolzene Schlacke in der Pfanne 6 ein und
rühren und granulieren diese dabei.
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Die Rührstangen 17 an der Welle 16 liegen in einer Ebene.
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Während der Bewegung der Pfanne 6 zu der ersten Wärmegewinnungsstation
2 und von dieser weg können die Rührstangen 17 in horizontaler Position gehalten
werden, sodaß sie den Durchgang der Pfanne 6 nicht behindern.
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Es wird nunmehr Bezug genommen auf Figur 3, in der die Einzelheiten
des Rührmechanismus 12 dargestellt sind. Vorzugsweise, und wie in der Figur dargestellt,
bestehen die Welle 16 und die Rührstangen 17 alle aus einer Doppelrohrkonstruktion
mit Innenrohren 21, die den Innenraum in innere und äußere Durchlaßbahnen 22 und
23 für ein Fluid wie beispielsweise Wasser trennen. Die inneren und die äußeren
Durchlaßbahnen stehen an den Spitzen der Rührstangen 17 miteinander in Verbindung.
Das Fluid, das durch diese Durchlaßbahnen fließt, dient dem zweifachen Zweck der
Kühlung der Welle 16 und der Rührstangen 17 und seiner Erhitzung durch Wärmeleitung
und Wärmestrahlung der Schlacke in der Pfanne 6 zur Wärmegewinnung.
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Aus dem Vorstehenden ist zu ersehen, daß an der ersten Wärmegewinnungsstation
2 dadurch Wärme aus der geschmolzenen Schlacke gewonnen wird, daß das Fluid durch
die Rohrleitung 20 und vorzugsweise auch durch den Rührmechanismus 12 fließt und
dabei durch Wärmestrahlung (und Wärmeleitung) von der Schlacke erwärmt wird, während
die Schlacke in eine körnige Form bzw.
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in Granulatform gerührt wird. Bei der Granulierung sinkt die Temperatur
der Schlacke auf etwa 1100 Grad Celsius.
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Wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, ist ein Zahnrad 24 an
einem der Lagerzapfen 14 der Pfanne 6 feststehend angebracht, sodaß es sich gemeinsam
mit dieser relativ zu dem
Wagen 7 dreht. Eine Zahnstange 26 ist
unbeweglich an der Entlaflestati.on D zum Eingriff mit dem Zahnrad 24 befestigt.
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Wenn demnach nach Beendigung der Wärmegewinnung und der Schlackengranulierung
an der ersten Wärmegewinnungsstation 2 der Wagen 7 zusammen mit der Pfanne 6 zur
Entladestation D bewegt wird, dreht sich das Zahnrad 24, das mit der Zahnstange
26 Raxnmt, und läßt die Pfanne 6 sich an dem Lagerzapfen 14 drehen. Die Konstruktion
des Zahnstangengetriebemechanismus und seine Anordnung ist so getroffen, daß die
Pfanne 6 ein 180-Grad Drehung ausgeführt hat, wenn sie die Entladestation D erreicht,
wobei die granulierte Schlacke in eine Schütte 25 an einer Tragkonstruktion 27 entladen
wird. Diese Schütte lenkt die Schlacke in einen Förderkübel 28 eines Kippaufzuges
3, wenn der Förderkübel. in seiner untersten Position ist, die in Figur 1 durch
die ausgezogenen Linien dargestellt ist.
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In der Nähe der Entladestation D ist über den Schienen 8 ein Behälter
29 angeordnet, der die granulierte Schlacke zur Aufbewahrung enthält, die von der
zweiten ärmegewinnungsstation 4 über ein Förderband 30 zurücktransportiert wurde.
Wenn die Pfanne 6 in ihre normale Position auf dem Wagen 7 zurückgedreht ist nach
der Entladung der granulierten Schlacke, läßt der Behälter 29 eine geelgnete Menge
Schlacke in die Pfanne fallen, um eine Auskleidung 31 (Fig. 2) an ihrer Innenfläche
zu schaffen. Die Schlackenauskleidung 31 hat die Funktionen, ein Anhaften der geschmolzenen
Schlacke an der Innenfläche der Pfanne zu verhindern und gegen Überhitzung zu schützen.
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Von einer Motorantriebseinheit 32 angetrieben, bewegt sich der Förderkübel
28 des Kippaufzuges 3 eine Schrägstrecke mit ZWei Führungsschienen 33 entlang aufwärts
und abwärts. Der Förderkübel .96 hat eine Abschirmplatte 34, die bei 36 zum Öffnen
und Schließen der Entladeöffnung drehbar ist. Die Abschirmplatte 34 ist gegen zwei
weitere Führungsschienen 37 gehalten und gleitet diese entlang, wobei diese schiene
parallel
zu den zuerst erwähnten Schienen 33 verlaufen und die Entladeöffnung geschlossen
halten, während sich der Förderkübel 28 entlang der Schrägstrecke aufwärts und abwärts
bewegt. Die oberen Endabschnitte 37a dieser Führungsschienen 37 sind von der Kippaufzugschrägstrecke
weggekrümmt. Wenn der Förderkorb 28 so seine höchste Position erreicht, die in Fig.
1 strichpunktiert ist, dann öffnet sich die Abschirmplatte bzw. Auslaufrinne 34
automatisch, wodurch die Entladung der granulierten Schlacke in eine Wärmemitführungskühleinrichtung
35 an der zweiten Wärmegewinnungsstation 4 ausgelöst wird.
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Es wird nun auf die Figuren 1 und 4 Bezug genommen. Die Wärmeübertragungskühlvorrichtung
35 weist eine Einfassung 38 in Form eines aufrecht stehenden Zylinders zur Aufnahme
der granulierten Schlacke und eine Schütte 39 auf, die einstückig mit der Einpassung
38 ausgebildet ist und die Schlacke von dem Schrägaufzug 3 in die Einfassung leitet.
Die Temperatur der Schlacke fällt während des Transportes von der ersten Wärmegewinnungsstation
2 zu der zweiten Wärmegewinnungsstation 4 um etwa 50 Grad Celsius, sodaß sie beim
Eintritt in die Wärmeübertragungskühleinrichtung 35 etwa eine Temperatur von 1100
Grad Celsius hat.
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Der Boden der Einfassung 38 wird teilweise durch vier radiale Reihen
von Walzen 40 gebildet, die in Winkelabständen von 90 Grad um die Mitte des Bodens
angeordnet sind. Jede Walzenreihe 40 ist horizontal angeordnet mit konstanten Abständen
zwischen den Walzen. Jeweils zwei benachbarte Walzen werden in entgegengesetzten
Richtungen durch einen geeigneten Antriebsmechanismus (nicht dargestellt) gedreht,
um den Durchgang von granulierter Schlacke zwischen den Walzen mit zweckmäßig eingestellten
Korngrößen zu erlauben. Die Zwischenräume zwischen den vier Walzenreihen 40 sind
durch Bodenplatten 41 in Form von Kreisausschnitten verschlossen. Obwohl diese Bodenplatten
flach ausgebildet sein können, sind sie in einer bevorzugten Ausführungsform
nach
oben gewölbt, wodurch ein glattes Fließen des Schlackengranulats s zu den Walzenreihen
40 hervorgerufen wird.
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Un-ter den vier Walzenreihen 40 sind Schütten 42 angebracht, die in
ein und denselben Behälter 47 einmünden, der zu einem i?ö.rderband 48 hin offen
ist. Die Schlacke, die die Walzenreihen 40 passiert hat, wird so dem Behälter 47
zugeführt und fällt anschließend auf das Förderband 48 zum Transport zu einem geeigneten
Lager- oder Entladeplatz. Ein Teil der von dem Behälter 47 abgegebenen Schlacke
wird mit Hilfe des Förderbandes 30 zu dem bereits erwähnten Behälter 29 zurückbefördert
und wird als Isolierungsmaterial für die Pfanne 6 verwendet.
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Ein Windkasten 45 ist in der Mitte des Bodens der Einfassung 38 be.Bestigt
und dient dazu, unter Druck stehende Luft in und durch die Masse von darin befindlicher
granulierter Schlacke einzuleiten. In Form von übereinander gestapelten Kegeln hat
der Windkasten 45 mehrere ringförmige Luftauslaßöffnungen 4G, die im Winkel nach
unten gerichtet sind, um das Eindringen der Schlacke zu verhindern. Der Windkasten
steht mit einem ringförmigen Sammler oder einer ringförmigen Rohrleitung 44 in Verbindung.
Mit diesem Sammler stehen ebenfalls vier kurze Einlaßrohre 43 in Verbindung, die
in die jeweiligen Schütten vorspringen und dahin geöffnet sind, sodaß Luft auch
durch die Walzen 40 von unten in die Einfassung 78 eingeführt wird.
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Das obere Ende der Einfassung 3£s ist zu einer Rohrleitung 54 hin
ofen, die in Verbindung mit einer Nutzeinrichtung wie einern Boiler bzw Heißwasserspeicher
50 steht, der vollen Nutzen aus der durch die Wärmeübertragungskühlvorrichtung 35
erzeugten heißen Luft ziehen kann. Die Rohrleitung 54 hat einen eingebauten Staubabscheider
49, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gewundene Drehschaufeln 51 zum
zentrifugalen Abscheiden fester Teilchen aus dem Heißluftstrom hat.
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Der Luftauslaß am unteren Ende des Boilers 50 steht mit dem
Sammler
44 über ein Leitungssystem 53 mit einem eingebauten Zirkulationsgebläse 52 in Verbindung.
Auf diese Weise ist ein geschlossenes System der Luftzirkulation zwischen der Wärmeübertragungskühleinrichtung
35 und dem Boiler 50 hergestellt.
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Demnach wird an der zweiten Wärmegewinnungsstation 4 die Luft, die
durch das Zirkulatorgebläse 52 unter Druck gesetzt wird, in die Einfassung 38 der
Wärmeübertragungskühleinrichtung 35 durch den Windkasten 45 und durch die Lücken
zwischen den Walzen 40 eingeführt. Indem sie durch die aufgehäufte Masse granulierter
Schlacke innerhalb der Einfassung 38 hochströmt, wird die Luft auf eine Temperatur
von etwa 850 Grad Celsius erwärmt. Die Schlacke andererseits wird auf eine Temperatur
von etwa 200 bis 250 Grad Celsius durch den Wärmeaustausch mit der Luft abgekühlt.
Da die Walzen 40 in entgegengesetzten Richtungen drehen, wie bereits erwähnt ist,
fällt die abgekühlte Schlacke durch die Lücken zwischen den Walzen in einer gesteuerten
Menge, wobei die Korngrößen auf Werte innerhalb eines bestimmten Maximums verkleinert
sind, und wird nach unten in den Behälter 47 geschüttet.
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Die durch die Wärmeübertragung in der Einfassung 38 erhitzte Luft
strömt in die Leitungen 54, wird durch den Staubabscheider 49 von festen Partikeln
befreit und dann in den Boiler oder Dampfkessel 50 geführt. Dieser Boiler oder Dampfkessel
arbeitet in allgemein bekannter Weise, indem er mit Hilfe der Hitze der ankommenden
Luft Wasser in Dampf umwandelt. Die aus dem Boiler austretende Luft hat eine Temperatur
im Bereich von etwa 80 bis 100 Grad Celsius. Nachdem die so abgekühlte Luft durch
das Zirkulatorgebläse 52 wieder unter Druck gesetzt ist, fließt sie zu dem Sammler
44 zu einem erneuten Durchlauf durch die Wärmeübertragungskühleinrichtung 35 und
den Boiler 50.
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In den Figuren 5 bis 8 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, die sich von der oben beschriebenen Ausführungsform nur
in der Ausbildung der ersten
Wärmegewinnungsstation 2a unterscheidet.
Wie insbesondere aus Figur 5 zu ersehen ist, hat diese zweite Ausführungsform zwei
unbewegliche Schlackegefaße oder Schlackebehälter 57a und 57b von rechteckiger Form,
die nebeneinander mit einem Zwischenraum zwischen sich an der ersten Wärmegewinnungsstation
2a angeordnet sind. Eine in zwei Richtungen kippbare Wanne 56, die zwischen den
Behältern 57a und 57b angeordnet ist, wird mit geschmolzener Schlacke aus dem Gießwagen
1 beladen und gießt abwechselnd die Schlacke in die beiden Behälter. Innerhalb jedes
Behälters wird, wie in dem oben beschriebenen Atsführungsbeispiel der Erfindung,
Wärme durch Wärmeabstrahlung und vorzugsweise auch durch Wärmeleitung aus der geschmolzenen
Schlacke gewonnen, während diese umgerührt und granuliert wird.
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Die gekörnte Schlacke wird durch Schütten 59 einem Förderkübel 28
des Kippaufzuges 3 zugeführt. Dieser Kippaufzug und die Einrichtungen der zweiten
Wärmegewinnungsstation können eine identische Konstruktion aufweisen wie bei dem
Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 4 Es wird nun insbesondere auf die Figuren
6 und 7 Bezug genommen, um die Konstruktion und Arbeitsweise der Einrichtungen an
der ersten Wärmegewinnungsstation 2a in ihren Einzelheiten zu beschreiben. Die k.ippbare
Wanne 56 wird von zwei Lagerzapfen 61 um eine horizontale Achse drehbar gehalten.
Ein Antriebsmechanismus 60 ist mit einem der Lagerzapfen 61 antriebsmäßig verbunden,
um eine Drehbewegung auf die Wanne 56 übertragen zu können. Die Wanne 56 ist normalerweise
in waagerechter Lage gehalten, wie es in Figur 7 durch die durchgezogenen Linien
dargestellt ist, und sie kann in eine der entgegengesetzten Positionen, die strichpunktiert
dargestellt sind, gekippt werden, um geschmolzene Schlacke in den jeweiligen Behälter
57a oaer 57b zu gießen.
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E.we: Behälter 57a und 57b sind symmetrisch zu einer vertikalen Ebene
durch die Achse der kippbaren Wanne 56 angeordnet. Da diese Behälter eine identische
Konstruktion haben, wird nur
der erste Behälter 57a, der in Figur
6 dargestellt und in Figur 7 auf der linken Seite zu sehen ist, in seinen Einzelheiten
beschrieben, wobei diese Beschreibung ebenfalls auf den zweiten Behälter 57b zutrifft.
Die Jeweiligen Teile des zweiten Behälters sind in der Zeichnung durch dieselbe
Bezugszahl gekennzeichnet, wie sie für die entsprechenden Teile des ersten Behälters
angegeben sind, wobei lediglich der Index a durch den Index b ersetzt ist.
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Der Behälter 57a hat zwei Auslässe 62a, die in der Mitte seines Bodens
ausgebildet sind. Zwei Abschirmplatten oder Klappen 63a, die diese Auslässe verschließen
und geöffnet werden können, sind an einem Ende einer Stange 64a befestigt, die an
einem Punkt zwischen ihren entgegengesetzten Endabschnitten mit dem Boden des Behälters
57a über einen Lagerzapfen 65a verbunden ist, soda3 sie um eine horizontale Achse
drehbar ist. Das andere Ende der Stange 64a ist an einem Fluid-betätigten Zylinder
66a gelenkig gelagert. Bei Kontraktion dieses Zylinders bewegen sich demnach die
beiden Abschirmplatten 63 nach unten und öffnen die Auslässe 62a. Der Zylinder ist
in Figur 7 in seinem ausgedehnten Zustand dargestellt, in dem die Auslässe durch
die Abschirmplatten verschlossen sind.
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Jeder Auslaß 62a des Behälters 57a ist durch senkrechte Wände 67a
begrenzt, deren obere Endabschnitte nach innen gebogen sind, um Kanten oder Randfassungen
78a zu bilden. Jede Abschirmplatte 63a hat ebenfalls vertikale Wände 69a, die innerhalb
der Wände 67a mit Betriebsspiel angeordnet sind, sodaß sie sich in und außer Anlage
gegen die Randfassung 78a bewegen können. Der Boden des Behälters 57a und die Abschirmplatte
63a sind mit einer vorgeformten Auskleidung bzw. Isolierschicht aus granulierter
Schlacke bedeckt, die in einem SchütAfinkel o( aufgeschüttet ist.
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In dem Behalter 57a ist ein Rührmechanismus 72a mit einer horizontalen
Welle 70a angeordnet, und zwei Reihen von Rührstangen 71a stehen in diametral entgegengesetzten
Richtungen von axial beabstandeten Postionen an der Welle ab. Ein Antriebsmechanismus
73 ist mit der Welle 70a zu ihrem Antrieb in einer vorgeschriebenen Rich-ung verbunden,
sodaß die beiden Reihen von Rührstangen 71a abwechselnd in die geschmolzene Schlacke
in dem Behälter eintauchen und aus dieser herausgeraten, um sie zu bewegen bzw.
zu rühren und zu granulieren.
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Wie in dem weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die
Welle 70a und die Rührstangen 71a von einer Doppelrohrkonstruktion, wobei ihr Innenraum
durch innere Rohre 74a in miteinander in Verbindung stehen innere und äußere Durchlaßbahnen
für den Umlauf von Wasser oder einem ähnlichen Fluid geteilt ist. Das umlaufende
Wasser dient nicht nur dazu, den Rührmechanismus zu kühlen, sondern auch als ein
Fluid für die Wärmegewinnung aus der geschmolzenen Schlacke sowohl durch Wärmeabstrahlung
als auch durch Wärmeleitung.
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Das Abdeckbauteil 75a des Behälters 57a ist an seiner Innenseite mit
Rohrleitungen 76a für den Durchlauf von Wasser bedeckt, das durch Wärmea1)strahllmg
von der Schlacke in dem Behälter erhitzt wird. Beine vertikale Ausnehmung 84a in
dem Abdeckbauteil 75a ermöglicht es, daß ein Endabschnitt der kippbaren Wanne 56
in den Behälter eingreift, um geschmolzene Schlacke hineinzugießen.
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Wie in Figur 7 und in weiteren Einzelheiten in Figur 8 dargestellt,
ist der Rührmechanismus 72a mit einer Einrichtung 77a zum Entfernen von Schlacke
von den Rührstangen 71a versehen.
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Die Schlackeentfernungseinrichtung weist einen Satz feststehender,
in einer Ebene liegender Zinken 80a auf, die von einer der gegenüberliegenden Seitenwände
des Behälters 57a vorspringen und zwischen die nühstnen 71a eingreifen. Vorzugsweise
bestehen die Zinken 80a ebenfalls aus einer Doppelrohrkonstruktion
und
stehen mit einem Sammler 81a zum Umlauf von KUhlwasser durch sie hindurch in Verbindung.
Das Kühlwasser dient dabei natürlich auch der Wärmegewinnung durch Wärmeabstrahlung
von der Schlacke in dem Behälter.
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Ein sehr vorteilhaftes Merkmal der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform
der Erfindung besteht darin, daß die beiden Behälter 57a und 57b unbeweglich an
der ersten Wärmegewinnungsstation 2a angeordnet sind. Im Vergleich zum Ausführungsbeispiel
gemäß den Figuren 1 bis 4 erfordert diese zweite Ausführungsform beträchtlich geringere
Installationskosten, da die Einrichtungen für den Transport der Behälter von dem
Ladeort zu dem Entladeort entfallen. Da darüberhinaus die Auskleidungsschlacke oder
Isolierschlacke 68 halbdauernd bzw. fast dauernd in dem Behälter in dem Schüttwinkel
a verbleibt, ist es nicht erforderlich, Schlacke von der zweiten zur ersten Wärmegewinnungsstation
zurückzuführen. Dieses Merkmal ermöglicht es, nicht nur die Verarbeitungsfüllung
bzw. Behandlungskapazität de r der Wärmeübertragungskühleinrichtung an der zweiten
Wärmegewinnungsstation entsprechend zu verringern, sondern es entfällt auch die
Notwendigkeit, eine Transporteinrichtung für die Rückführung der Schlacke von der
zweiten zur ersten Wärmegewinnungsstation vorzusehen.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren
9 bis 11 dargestellt und erfordert nicht den üblichen Gießwagen, wie er in den beiden
vorangehenden Ausführungsbeispielen benutzt wird, sondern verwendet statt dessen
eine Pfanne 85, die auf einem mit Rädern versehenen Wagen 87 angebracht ist. Dieser
Wagen fährt auf zwei Schienen 5 zwischen der Stelle eines Schmelzofens oder Frischungsofens
und der Entladestation D über die erste Warmegewinnungsstation 2b. Geschmolzene
Schlacke wird von dem Ofen direkt in die Pfanne 85 gegossen.
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Wie am besten aus Figur 10 zu ersehen ist, ist die Pfanne 85 an dem
Wagen 87 mittels zweier Lagerzapfen 97 drehbar um eine horizontale Achse parallel
zur Fahrbahn des Wagens befestigt.
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Ein Antriebsmechanismus 96 ist mit einem der Lagerzapfen 97 antriebsmäßig
verbunden, um die Pfanne 8= zu drehen. Aus den Figuren 10 und 11 ist zu ersehen,
daß die Pfanne 85 in einem zur Wagenfahrbahn parallelen Vertikalschnitt eine halbelliptische
Form aufweist, und daß sie in einem dazu rechtwinkeligen Vertikalschnitt halbkreisförmig
ist.
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An der ersten Wärmegewinnungsstation 2b ist direkt über den Schienen
5 ein Rührmechanismus 89 mit einer parallel zu den Schienen verlaufenden Welle 90
und zwei Reihen von Rührstangen 91 angeordnet, die in entgegengesetzten Richtungen
von axial beabstandeten Stellen an der Welle vorspringen. Die Welle 90 und die Rührstangen
91 haben eine Doppelrohrkonstruktion, die Durchgangsbahnen für den Umlauf von Wasser
bilden, wie dies auch in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung
der Fall ist. Ein Antriebsmechanismus 92 ist mit der Welle 90 verbunden, um diese
in einer vorgeschriebenen Richtung zu drehen. Eine Abdeckung 93 umschließt den oberen
Teil des Rührmechanismus 89 und ist an ihrer Innenfläche mit einer Rohrleitung 94
für den Durchlauf von Wasser versehen.
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Wenn geschmolzene Schlacke direkt aus dem Ofen in die Pfanne 85 eingefüllt
ist, fährt der Wagen 87 auf den Schienen 5 zu der ersten Wärmegewinnungsstation
2b und hält unter dem Rührmechanismus 89, wobei sich die Pfanne in vertikaler Ausrichtung
mit der Abdeckung 93 befindet. Wie in den weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
der Erfindung wird das durch die Rohrleitung 94 fließende Wasser durch die Wärmeabstrahlung
der geschmolzenen Schlacke in der Pfanne 85 erhitzt, während die Schlacke in granulierte
bzw. körnige Form bewegt wird.
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Zwei Reihen von Zinken 95 springen von den gegenüberliegenden Seitenwänden
der Abdeckung 93 vor und greifen zwischen die Rührstangen 91, um die Schlacke zu
entfernen, die daran während des Durchrührens der Schlacke in der Pfanne 85 anhaften
kann.
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Anders als bei den in den Figuren 7 und 8 dargestellten Zinken 80a
und 80b sind die Zinken 95 nach raten gerichtet, um die Schlacke von den Rührstangen
zwangsläufiger zu entfernen und die entfernte Schlacke leichter in die Pfanne 85
zurückfallen zu lassen. Während des Betriebs des Rührmechanismus 89 neigt die Schlacke
dazu, sich an der rückwärtigen Seite der Pfanne 85 - in Drehrichtung der Rührstangen
91 gesehen - anzuhäufen.
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Die im Winkel nach unten gerichteten Zinken 95 haben dabei die zusätzliche
Aufgabe, eine unangemessene Anhäufung von Schlacke an einer Seite der Pfanne zu
verhindern.
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Nach Beendigung des Wärmegewinnungsvorganges und der Schlackengranulierung
an der ersten Wärmegewinnungsstation 2b transportiert der Wagen 87 die Pfanne 85
zur Entladestation D, wie in Figur 9 dargestellt ist. An dieser Entladestation bewirkt
der Antriebsmechanismus 96 an dem Wagen 87, daß die Pfanne 85 um die Lagerzapfen
97 geschwenkt wird, wodurch die Pfanne die granulierte Schlacke über eine Schütte
98 in den Förderkübel 28 des Kippaufzuges 3 entlädt. Der Kippaufzug und die Einrichtungen
an der zweiten Wärmegewinnungsstation 4 können in ihrer Konstruktion denjenigen
entsprechen, die im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 4 oben beschrieben sind.
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Wenn die Wärmeübertragungskühleinrichtung 35 an der zweiten Wärmegewinnungsstation
4 die gekühlte Schlacke nach der Wärmegewinnung abgibt, führt ein Förderband 99
einen Teil der Schlacke einem Behälter 100 zu, der zwischen der ersten Wärmegewinnungsstation
2b und der Entladestation D angeordnet ist.
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Der Wagen 87 hält mit der leeren Pfanne 85 während der Rückfahrt von
der Entladestation D zu dem Ofen eine kurze Zeit lang
unter dem
Behälter 100 an. Aus dem Behälter 100 wird Schlacke in die Pfanne 85 eingefüllt,
um eine Auskleidung oder Isolierung zu bilden, die in den Figuren 10 und 11 mit
101 gekennzeichnet ist.
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Bei dieser dritten Ausführungsform der Erfindung wird demnach geschmolzene
Schlacke direkt aus dem Ofen in die Pfanne 85 des fahrbaren Wagens 87 gefüllt, anstatt
daß der übliche Gießwagen verwendet wird, wie dies in den beiden weiter oben beschriebenen
Ausführungsbeispielen der Fall ist. Dabei hat die direkte Einfüllung der geschmolzenen
Schlacke in die Pfanne den Vorteil geringerer Wärmeverluste und größerer Wärmegewinnung.
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Außerdem verhindert das Durchrühren der Schlacke die Bildung eines
Pfannenrestes, der bei Verwendung des Gießwagens bei den beiden ersten Ausführungsbeispielen
unvermeidbar ist. Eine wesentliche Ersparnis bei den lontagekosten tritt dann ein,
wenn bereits existierende Gießwagenschienen für den Pfannenwagen 87 venvendet werden
können.