DE3202596C2

DE3202596C2 - Vorrichtung zur Herstellung einer schnell gekühlten, glasig erstarrten Schlacke

Info

Publication number: DE3202596C2
Application number: DE3202596A
Authority: DE
Inventors: Haruo Itoh; Kazuo Kanai; Genji Fukuyama Hiroshima Nakatani; Kenji Ohkoshi; Yasuto Tagasaki; Yoshinobu Fukujama Hiroshima Yanagida
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1981-01-30
Filing date: 1982-01-27
Publication date: 1985-03-14
Also published as: FR2499099B1; GB2092122B; JPS57127789A; DE3202596A1; US4420304A; GB2092122A; FR2499099A1; CA1173242A; JPS6134072B2

Abstract

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt zwei Kühltrommeln (2Δ), die sich mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit und mit einander berührenden Mantelflächen gegenläufig drehen, zwei an den beiden Enden der Kühltrommeln (2Δ) angeordnete und damit in Berührung stehende Stauplatten (17), die zusammen mit den oberen Mantelflächenhälften der Kühltrommeln (2Δ) einen mit Schmelzschlacke (15) füllbaren Schlacken-Sumpf (13) festlegen, zwei nahe beider Kühltrommel-Mantelflächen angeordnete Gasdüsen (18), die auf die aus dem Sumpf (13) auf den Kühltrommel-Mantelflächen abgelagerte Schmelzschlacke (15) gleichmäßig ein Gas aufzublasen und die Schmelzschlacke unter Verringerung ihrer Schichtdicke teilweise in den Sumpf (13) zurückzublasen vermögen, sowie ein Kühlmittel, das den beiden Kühltrommeln (2Δ) zugeführt wird und mit der Schmelzschlacke auf ihren Mantelflächen einen Wärmeaustausch eingeht, um dadurch die Schmelzschlacke schnell abzukühlen und erstarren zu lassen, worauf die erstarrte Schlacke mittels eines Abstreifers (16) von den Kühltrommeln (2Δ) abstreifbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer schnell gekühlten, glasig erstarrten Schlacke gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Bei geschmolzener Schlacke bzw. Schmelzschlacke handelt es sich z. B. um eine solche von einem Hochofen, einem Konverter oder einem Elektrr-ofen. Es ist bekannt, daß eine schnell gekühlte, glasig erstarrte Schlakkc durch schnelle Kühlung einer Schmelzschlacke mit hohem Kühlungsgrad erhalten werden kann. Die auf diese Weise gewonnene erstarrte Schlacke mit hohem Verglasungsgrad eignet sich beispielsweise als Zcmcntzuschlug.

F i g. 1 zeigt in schematischcr Schnittansicht eine Vorrichtung zur Herstellung einer durch schnelle Kühlung erstarrten bzw. verglasten Schlacke; diese Vorrichtung ähnelt mit geringen Unterschieden der Vorrichtung nach der US-PS 40 50 884. Gemäß Fig. 1 weist diese Vorrichtung ein geschlossenes Gehäuse 1 auf, das an seiner Oberseite eine öffnung la für das Einfüllen einer Schmelzschlacke und an seinem unteren Ende eine Austragöffnung \b für die zerkleinerte, durch schnelle Kühlung glasig erstarrte Schlacke aufweist. Im Gehäuse 1 sind zwei Kühltrommeln 2 jeweils gleichen Durchmessers und gleicher Länge so angeordnet, daß ihre Achsen parallel zueinander in derselben waagerechten Ebene liegen. Die beiden Kühltrommeln 2 werden auf nicht gezeigte Weise, wie durch die Pfeile a und λ'in F i g. 1 angedeutet, mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit derart gegenläufig angetrieben, daß sich ihre Mantelflächen im Bcrührungsbcrcich aufwärts bewegen. In den Umfangswänden der beiden Kühltrommcln 2 sind in deren Axialrichtung verlaufende, nicht dargestellte Kühlbohrungen vorgesehen, die jeweils am einen Ende mit einem nicht dargestellten hohlen Abschnitt am einen Ende dor zentralen Achse jeder Kühltrommcl 2 und am anderen linde mit einem entsprechenden hohlen Ab-

schnitt (nicht dargestellt) am anderen Ende der Achse jeder Kühltrommel 2 kommunizieren. Der hohle Abschnitt am einen Ende der Achse der bzw. jeder Kühltrommel 2 steht über einen nicht dargestellten Drehanschluß in flüssigkeitsdichter Verbindung mit dem einen Ende einer Rohr-Leitung 3. Das eine Ende einer anderen, mit einer eingeschalteten Pumpe 5 versehenen Rohr-Leitung 6 ist an den Auslaß eines Wärmeaufnahmeteils eines Wärmetauschers 4 angeschlossen, während das andere Ende dieser Leitung 6 über einen anderen, nicht dargestellten Drehanschluß flüssigkeitsdicht mit devn hohlen Abschnitt am anderen Ende der zentralen Achse der bzw. jeder Kühltrommel 2 verbunden ist. Gemäß Fig. 1 ist ein Wärmetauscher 4 mit der einen Kühllromme! 2 verbunden; ähnlich ist jedoch ein anderer Wärmetauscher (nicht dargestellt) auf dieselbe Weise auch an die andere Kühltrommel 2 angeschlossen. Mittels der Pumpe 5 wird ein Kühlmittel für die bzw. jede Kühltrommel 2 über die Leitung 6 den verschiedenen durchgehenden Kühlbohrungen in der Umfangswand der Kühiiromnici 2 zugeführt. Dieses Kühimiüei wird auf noch zu beschreibende Weise durch Jie in der Schmelzschlacke, die auf die Mantelfläche der Kühltrommel 2 aufgebracht wird, enthaltene Wärme erhitzt und unter teilweise Dampferzeugung über die Achsen der Kühltrommeln 2 dem Wärmeaufnahmeteil des Wärmetauschers 4 zugeführt. Das Kühlmittel wird im Wärmetauscher 4 durch Wärmeaustausch mit dem seinem Kühlerteil zugeführten Wasser gekühlt, um sodann wiederum mittels der Pumpe 5 über die Leitung 6 den Kühl- jo bohrungen der betreffenden Kühllrommel 2 zugeführt zu werden. Das Kühlmittel wird somit durch die Kühltrommel 2 und den Wärmetauscher 4 umgewälzt. Der im Kühlerteil des Wärmetauschers 4 beim Wärmeaustausch mit dem durchströmenden Kühlmittel gewönnene Dampf wird einer Turbine 7 für den Antrieb derselben zugeführt, sodann zu einem Kondensator 8 geleitet und zu Wasser kondensiert und dan:; ernaut in den Kühlcrtcil des Wärmetauschers 4 eingeleitet. Die Vorrichtung nach F1 g. 1 umfaßt weiterhin einen durch die Türbine 7 angetriebenen Stromgenerator 9, einen Kühlturm 10 für das Kühlwasser des Kondensators 8 und eine Pumpe 11 zum Umwälzen dieses Kühlwassers durch den Kühlturm IO und den Kondensator 8.

Gemäß Fig. 1 sind in den oberen Hälften an beiden Enden beider Kühltrommeln 2 zwei mit diesen Enden in Berührung stehende Stauplatlen 12 angeordnet, von denen in Fig. 1 nur eine dargestellt ist und deren obere Enden durch eine Abdeckung 12' miteinander verbunden sind, die im Mittelbercich mit einer öffnung 12'a versehen ist. Die beiden Stauplatten 12 und die einzige Abdeckung 12' sind auf passende, nicht gezeigte Weise am Gehäuse 1 gehalten. Im Zusammenwirken mit den beiden Stauplatten 12 bilden die oberen Hälften der Mantelflächen beider Kühlirommeln 2 einen Schlacken-Sumpf 13. Über den beiden Kühltrommeln 2 ist eine Schlacken-Rinne 14 für das Einleiten von Sohmeizschlackc 15 in den Schlacken-Sumpf 13 angeordnet. Die Schmclzschlacke 15 wird mittels der Rinne 14 über die öffnung la im Gehäuse 1 und die öffnung 12'a der m> Abdeckung 12' in den Sumpf 13 eingefüllt, in welchem sich eine Schlackenlaehc bildet. Aus dem Sumpf 13 wird die Schmclzschlacke 15 bei der Drehung der beiden Kühlirommeln 2 von deren Mantelflächen mitgenommen und dabei durch Wärmeaustausch mit dem clic ge- μ nannten Kühlbohrungen durchströmenden Kühlmittel während der KühltromiiK'ldrehung in eine schnell gekühlte, glasig erstarrte Schlucke umgewandelt. Das die Kühlbohrungen durchströmende Kühlmittel wird dabei durch die auf die Mantelflächen beider Kühltrommeln 2 aufgebrachte Schmelzschlacke 15 erwärmt. Wenn die durch die schnelle Kühlung glasig erstarrte Schlacke 15' bei der Drehung der beiden Kühltrommeln 2 deren untere Hälften erreicht, wird die Schlacke 15' unter Zerkleinerung bzw. unter Aufbrechung mittels eines auf passende, nicht gezeigte Weise am Gehäuse 1 gehalterten Abstreifers 16 von den Kühltrommel-Mantelflächen abgestreift und in den Unterteil des Gehäuses 1 abgeworfen. In der Austragöffnung 16 im Unterteil des Gehäuses 1 ist eine geeignete, nicht dargestellte Verschlußoder Absperreinrichtung angeordnet. Die durch den Abstreifer 16 von der glasig erstarrten Schlacke 15' befreiten Mantelflächen der beiden Kühltrommeln 2 gelangen bei deren Drehung wieder mit der im Sumpf 13 enthaltenen Schmelzschlacke 15 in Berührung, so daß die Herstellung der glasig erstarrten Schlacke kontinuierlich erfolgt.

Mit der beschriebenen Vorrichtfjj ist es möglich, kontinuierlich eine schneii gekühlte, g'Hsig erstarrte Schlacke, die wasserfrei und ausgezeichnet zerkleinerbar bzw. quetschbar ist, zu gewinnen und zudem ohne weiteres die in der Schmelzschlacke enthaltene Wärme vom Kühlmittel durch Wärmeaustausch zurückzugewinnen, weil die auf die Kühltrommel-Mantelflächen aufgebrachte Schmelzschlacke einen Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel für die beiden Kühltrommeln 2 eingeht. Diese bisherige Vorrichtung ist jedoch mit den folgenden Problemen behaftet:

1. Mit Kühltrommeln, die einen großen Durchmesser besitzen und mit vergleichsweise hoher Drehzahl angetrieben werden, kann ohne weiteres eine schnell abgekühlte, verglaste Schlacke mit hoher Produktionsleistung gewonnen werden. Bei Verwendung von zwei mit einer Drehzahl von 3,0 U/ min angetriebenen, einen Durchmesser von 2000 mm besitzenden Kühltrommeln 2 und geschmolzener Hochofenschlacke als Schmelzschlakkc wird letztere beispielsweise in einer Dicke von 3,8—4,0 mm auf die Kühlirommel-Mantelflächen aufgebracht. Bei der Drehung der beid°n Kühlirommeln 2 wird die Schmelzscbiaeke auf ihren Mantelflächen schnell abgekühlt, zum Erstarren gebracht und unter Zerkleinerung durch den Abstreifer 16 abgestreift und damit schnell in eine erstarrte Schlacke mit einem Verglasungsverhältnis von etwa 80% umgewandelt. Wenn die Kühltrommeln jedoch mit einer Drehzahl von mehr als 3,0 U/ min betrieben werden, wird die Dicke der Schlakkenschicht auf den Kühltrommel-Mantelflächen etv,.iS größer. Hierbei wird die Schmelzschlacke auf den Mantelflächen nur teilweise verglast und vor vollständiger Verglasung durch den Abstreifer 16 abgestreift und in den Unterteil des Gehäuses 1 abgeworfen. Die noch nicht vollständig erstarrte, in den Gehäuse-Unterteil abgeworfene Hochofenschlacke wird demzufolge in ihren verglasten Bereichen durch ihre Eigenwärme erwärmt, so daß sie zu einer langsam abgekühlten Schlacke wird, die nur einen geringen Verglasungsanteil besitzt.

2. Wenn die Schichtdicke der auf den Mantelflächen der beiden Kühlt-ommeln 2 abgelagerten Schmelzschluckc 15 groß ist, wird hierdurch der Wärmeaustauschwirkungsgrad zwischen der Schmelzschlakke auf den Mantelflächen der Kühltrommeln 2 und dem letztere durchströmenden Kühlmittel weeen

der größeren Dicke der wärmeleitenden Schicht der abgelagerten Schlacke verschlechtert.

3. Die Stauplattcn 12 sind vorrichiungsfcst am Gchäuse I gehalten. Bei längerer, kontinuierlicher Zufuhr der Schmelzschlacke 15 zum Schlacken-Sumpf 13 kann sich daher aus letzterem die Schmclzschlacke an den Innenflächen der Stauplattcn 12 absetzen. Durch die erstarrte Schlackcnschicht an den Innenflächen der Stauplatten 12 wird dabei die Ablagerung der Schmelzschlacke 15 aus dem Sumpf 13 auf den Kühlirommel-Mantclflächen verhindert und daher die gleichmäßige Drehung der Kühltrommeln 2 beeinträchtigt.

4. Die Stauplatten 12 werden durch die Schmclzschlacke 15 im Sumpf 13 erwärmt. Die Stauplatten 12 stehen jedoch einfach in Berührung mit den beiden Enden (Stirnseiten) der Kühltrommeln 2, um ein Herausfließen der Schmelzschlacke 15 aus dem Sumpf 13 zu verhindern. Die von der Schmclzschlackc 15 im Sumpf 13 auf die Stauplattcn 12 übertragene Wärme kann daher nicht zurückgewonnen werden.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Herstellung von schnell abgekühlter, verglaster Schlacke zu schaffen, welche die Gewinnung der erstarrten Schlacke mit sehr hoher Produktionsleistung gestattet, die Rückgewinnung der in der Schmelzschlacke enthaltenen Wärme mit sehr hoher Wirksamkeit odei Wirtschaftlichkeit erlaubt und die kontinuierliche Herstellung der glasig erstarrten Schlakke über einen langen Zeitraum ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Herstellung einer schnell abgekühlten, glasig erstarrten Schlacke, mit zwei jeweils gleichen Durchmesser und gleiche Länge besitzenden Kühltrommeln, deren Längsachsen parallel zueinander in derselben waagerechten Ebene liegen und deren Mantelflächen in Berührung miteinander stehen, einem Antrieb zum gegenläufigen Drehen der beiden Kühltrommeln mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit, derart, daß sich ihre Mantelflächen im Berührungsbereich aufwärts bewegen, zwei an beiden Enden der Kühltrommeln vorgesehenen Stauplatten. die im Zusammenwirken mit der oberen Hälfte dtr Mantelfläche jeder Kühltrommel einen Schlacken-Sumpf festlegen, einer über den Kühltrommeln angeordneten Schlacken-Zufuhreinrichtung zum Einfüllen von Schmelzschlacke in den Sumpf, einem mit der unteren Hälfte der Mantelfläche jeder Kühltrommel in Berührung stehenden Abstreifer und einem Kühlmittel für die beiden Kühltrommeln, wobei das Kühlmittel über die zentrale Achse jeder Kühltrommel in diese einführbar ist und mit der bei der Kühltrommeldrehung auf die Mantelflächen aus dem Sumpf aufgebrachten Schmelzschlacke einen Wärmeaustausch eingeht und sodann zur Wärmerückgewinnung über die zentralen Achsen beider Kühltrommeln abziehbar ist. wobei die auf die Kühltrommel-Mantelflächen aufgebrachte Schmelzschlacke durch den Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel in eine schnell abgekühlte, glasig erstarrte Schlacke umgewandelt und dann durch den Abstreifer bei der Drehung der Kühltrommeln von diesen abgestreift wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schichtdicke der auf die Mantelflächen der beiden Kühltrommeln aufgebrachten bzw. von diesen mitgenommenen Schmelzschlacke mittels eines aus zwei Glasdüsen ausgeblasenen Gases gleichmäßig verringerb;ir ist. daß die beiden Gasdüsen jeweils nahe der Mantelfläche der betreffenden Kühllrommcl in einer Position zwischen dem höchsten Punkt dieser Mantelfläche und dem Schlacken-Sumpf angeordnet sind und jeweils einen waagerecht und parallel zur Kühltrommcl-I.üngsachse verlaufend angeordneten Ausblas-Schlitz mit einer Länge entsprechend tier Kühltrommcllängc aufweisen, und daß die beiden Gastlüscn jeweils ein Gas gleichmäßig auf die auf die Kühllrommcl-Mantelflächen aufgebrachte Schmclzsclilacke aufblasen und dabei eincn Teil dieser Schniel/schlacke in den Schlaekcn-Sumpf zurückblascn.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Untcransprüchcn.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eineschematischcSchnitldarstellungeiner bisherigen Vorrichtung zur Herstellung einer schnell gekühlten, glasig erstarrten Schlacke,

Fig.2 eine schematischc Schnittdarstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer schnell gekühlten, glasig erstarrten Schlacke gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine schematischc Darstellung einer Einrichtung zum Zurückblasen der auf die Kühltrommel-Mantelflächen aufgebrachten Schmclzschlacke mittels erfindungsgeni<iß vorgesehener Gasdüsen,

Fig.4 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Querschnitt durch eine Gasdüsc,

Fig.5 eine Längsschnittansichi einer mit zwei Stauplattcn versehenen Kühltrommcl gemäß der Erfindung,

F i g. 6 eine teilweise Abwicklung einer mit zwei Stauplatten versehenen Kühltrommel,

Fig.7 eine perspektivische Teiiansicht einer Kühltrommel mit zwei Stauplatten,

F i g. 8 eine Längsschnittansicht der anderen der beiden Kühitrommein gemäß der Erfindung,

Fig.9 eine teilweise Abwicklung der anderen Kühltrommel,

Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig.9, und

F i g. 11 einen Schnitt längs der Linie B-B in F i g. 9.

Mit dem Ziel der Lösung der eingangs geschilderten Probleme bei der bisherigen Vorrichtung wurden erfindungsgemäß ausgedehnte Untersuchungen angestellt, als deren Ergebnis folgendes gefunden wurde:

Es ist möglich, einen Teil der auf die Kühltrommel-Mantelflächen aufgebrachten, d. h. von diesen mitgenommenen Schmelzschiacke mittels eines gegen letzterc ausgeblasenen Gases zwangsweise in den Schlac¹ .*n-Sumpf zurückzublasen.

Die Dicke der auf den Kühltrommel-Mantelflächen abgelagerten Schmelzschlackenschicht wird dabei mittels der Gasausblasung verringert Infolgedessen benö-■55 tigt die Schmelzschlacke auf den Kühltrommel-Mantelflächen eine kürzere Zeit für ihre Erstarrung. Durch dieses zwangsweise Zurückblasen eines Teils der Schmelzschiacke von den Kühltrommel-Mantelflächen in den Schlacken-Sumpf kann daher die für das vollständige Erstarren der Schmelzschiacke auf diesen Mantelflächen benötigte Zeit beträchtlich verkürzt werden. Da demzufolge die Drehzahl der beiden Kühltrommeln stark erhöht werden kann, wird die Produktionsleistung bei der Gewinnung der glasig erstarrten Schlacke dcutlieh verbessert

Nachdem F i g. 1 eingangs bereits erläutert worden ist, ist im folgenden die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer schnell abgekühlten, glasig er-

sun ilen Schlacke zunächst unhand von I·' i g. 2 erläutert. (icniiiU I·'i g. 2 sind zwei Kühllrommeln 2' jeweils gleichen Durchmessers und gleicher Länge in einem geschlossenen Gehäuse I so angeordnet, daß ihre Achsen parallel zueinander in derselben waagerechten libenc liegen iiiul ihre Umfiings· bzw. Mantelflächen in gogen seiliger lleiühriing stehen. Die beiden KUhltrommcln 2' wcriii'.i. wie durch die Pfeile u und ,v'in F i g. 2 angedeutet, durch einen nicht dargestellten Antrieb mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit derart gegenläufig angetrieben, daß ihre Mantelflächen sich im Bcrühiungsbereich aufwärts bewegen. An den linden der Mantelfläche der einen Kühltrommcl 2' sind zwei umlaufende Wehre bzw. Stauplatlcn 17 mit einem hohlen Abschnitt 17' so angeordnet, daß sie mit den Enden bzw. Stirnflächen der anderen Kühltrommel 2' in Berührung stehen. Die beiden Stauplatten 17 sind dabei in der Weise an der Mantelfläche der einen Kühltrommel 2' angebracht bzw. an-

geiuruii, uiiu um ucicii vjc.-ximuiimaitg ι ic ι um cm umct einem rechten Winkel zu ihrer Achse stehender kreisförmiger Flansch festgelegt wird. In F i g. 2 ist nur eine der beiden Stauplatten 17 sichtbar.

Gemäß Fig. 2 bilden die beiden Stauplatten 17 zusammen mit der oberen Hälfte der Mantelfläche jeder Kühltrommcl 2' einen Schlacken-Sumpf 13. Die Schmelzschlaekc 15 wird über die Schlacken-Rinne 14 durch die öffnung 1<i des Gehäuses 1 hindurch unter Bildung einer Schlackenlache in den Sumpf 13 eingefüllt.

Gemäß F i g. 2 sind zwei Gasdüsen 18 vorgesehen, die jewLiis einen Schlitz für das Ausblasen eines Gases aufweisen und im wesentlichen dieselbe Länge besitzen wie die Kühllrommeln 2'. Die beiden Gasdüsen 18 befinden sich jeweils nahe der Mantelfläche der zugeordneten Kühltrommcl 2' in einer Stellung zwischen dem obersten Punkt der Mantelfläche jeder Kühltrommel 2' und Afm ⁽ν/*Μ:ΐ£ΐί/»η-3^π!^ηί 13 Die Giisdüsen IS sind ^:iuf nicht dargestellte Weise am Gehäuse 1 gehaltert und waagerecht parallel zur Achse der Kühltrommel 2' angeordnet. Durch den Schlitz der Gasdüsen 18 wird ein Gas gleichmäßig auf die Schmelzschlacke 15 ausgeblasen, die sich auf den Kühltrommel-Mantelflächen abgelagert hat bzw. von diesen mitgenommen worden ist. Gemäß F i g. 3 wird dabei ein Teil der Schmelzschlacke 15 auf der jeweiligen Kühltrommel-Mantelfläche in den Sumpf 13 zurückgeblasen. Auf diese Weise wird die Schichtdicke der Schmelzschlacke 15 auf der jeweiligen Mantelfläche gleichmäßig verkleinert. Gemäß Fig. 4 weist jede Gasdüse 18 einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz auf. Jede Gasdüse 18 ist dabei an der Unterseite des Umfangs eines zugeordneten Düsenrohrs 19 angebracht, das im wesentlichen dieselbe Länge besitzt wie die beiden Kühltrommeln 2'. Das Düsenrohr 19 besitzt einen an sich bekannten Aufbau aus einem Innenrohr 19a und einem Außenrohr t9b. Das Innenrohr 19a weist an seiner Oberseite eine Anzahl von in Axialrichtung angeordneten Gasausblasbohrungen I9'a auf. Das Gas wird von einem geeigneten, nicht dargestellten Gasvorrat her dem Innenrohr 19a zugeführt, um dann über die Gasausblasbohrungen 19'a in das Außenrohr 19ß auszuströmen. Vom Außenrohr 196 strömt das Gas in die an seiner Unterseite angebrachte Gasdüse 18. Aus der Gasdüse 18 wird dabei das Gas durch den Schlitz gleichmäßig auf die Schicht der Schmelzschlacke !5 auf der Mantelfläche der jeweiligen Kühltrommel 2' ausgeblasen. Gemäß Fig.3 wird vorzugsweise ein Abstand h in der Größenordnung von 5—50 mm zwischen dem Schlitz, d. h. dem Ausblasende der Gasdiisc 18, und der Mantelfläche der Kühltrommcl 2' vorgesehen. Der Grund hierfür ist folgender: Bei einem Abstund /ι von unter 5 mm ist die auf der KühltrommclMantclflache abgelagerte .Schmelzschlacke 15

Ί bestrebt, sich am Ausblasende der Gitsdüsc 18 ab/uln giTii und anzusammeln b/w. anzustauen. Hei einem Ah stand α von über 50 mm kann dagegen eine ausreichende Dickenverminderungswirkung auf die auf der Mantelfläche abgelagerte Schmelzschlacke nicht mehr erzielt werden, sofern nicht der Druck des in die Gasdüse 18 eingeleiteten Gases in unzweckmäßiger Weise auf einen sehr hohen Wert erhöht wird.

Gemäß Fig. 5 weist die eine Kühltrommel 2' eine zentrale Achse 20, einen Tragplatte 21 zur Befestigung der Achse 20 auf der Längsachse der Kühltrommel 2, zwei Lager für die Achse 20 und ein an letzterer befestigtes Zahnrad 23 auf. Das Zahnrad 23 ist mit einem passenden, nicht dargestellten Antrieb zum Drehen der einen Küi'imüiilinei 2' verbunden. Gemäß F i g. 5 weist diese eine bzw. erste Kühltrommel 2' außerdem eine zylindrische Innenwand 2'a und eine dazu konzentrische zylindrische Außenwand 2'b auf, die zwischen sich einen Zwischenraum 24 festlegen. Gemäß F i g. 6 ist der Hohlraum 17' jeder Stauplatte 17 durch mindestens zwei unter einem rechten Winkel zur Umfangsrichtung dieses Hohlraums 17' angeordnete Trennplatten 28 in mindestens zwei voneinander unabhängige Kammern 29 unterteilt.

Der Zwischenraum 24 in der einen bzw. ersten Kühl-

jo trommel 2' ist gemäß F i g. 6 in mindestens zwei voneinander unabhängige Zeilen 26 durch wenigstens zwei Membrane 25 unterteilt, die parallel zur Axiallinie der Kühltrommeln 2' verlaufen. Jede Zelle 26 steht mit jeder bzw. der betreffenden Kammer 29 der beiden Stauplat-

j5 ten 17 in Verbindung. In jeder Zelle 26 ist jeweils mindestens eine parallel zur Axiallinie der Kühltrommel 2'

Wi»rl;»iifi>nHp I Imlpnknlatti* 07 anopnrHn»!

Gemäß Fig.5 ist jeweils eines von mindestens zwei Mundstücken 30 an der Außenseite jeder der beiden Siauplattcn 17 in Verbindung mit jeder der zumindest zwei Kammern 29 angeordnet. Mehrere Speiserohre 32 kommunizieren mit einem Innenraum 31 an der einen Seite der zentralen Achse 20, während ihre anderen Enden an jeweils eines der Mundstücke (Stutzen) 30 an einer der beiden Stauplatten 17 angeschlossen sind. Mehrere Auslaßrohre 34 stehen am einen Ende mit dem Innenraum 33 der zentralen Achse 20 an der anderen Seite in Verbindung, während ihre anderen Enden mit den jeweiligen Mundstücken (Stutzen) 30 der anderen

so Stauplatte 17 verbunden sind. Das eine Ende der Achse 20 steht über einen nicht dargestellten Drehanschluß in flüssigkeitsdichter Verbindung mit einer Rohr-Leitung 6. während das andere Ende der Achse 20 über einen anderen Drehanschluß (nicht dargestellt) flüssigkeitsdicht an eine Rohr-Leitung 3 angeschlossen ist. Mittels einer Pumpe 5 ist somit ein Kühlmittel mäanderförmig durch die Leitung 6, den Innenraum 31 des einen Endes der zentralen Achse, das Speiserohr 32, das betreffende Mundstück (Stutzen) 30, die Kammer 29, die Stauplatte 17 auf der einen Seite der einen bzw. der ersten Kühltrommel 2' und längs der mindestens einen Umlenkplatte 27 in der Zelle 26 der Kühltrommel 2' leitbar. Nach dem Durchströmen der Zelle 26 strömt das Kühlmittel durch die Kammer 29 der Stauplatte 17 an der anderen Seite der Kühltrornrnei 2'. das betreffende Mundstück 30, das Auslaßrohr 34, den Innenraurn an der anderen Seite der Achse 20 und die Leitung 3 in den Wärmeaufnahmeteil des Wärmetauschers 4. Von letzterem wird

das Kühlmittel zur Rohrleitung 6 zurückgeführt. Das Kühlmittel wird damit durch die Kühltrommel 2' und den Wärmetauscher 4 umgewälzt, wobei die Kühltrommel 2' und die beiden Stauplatten 17 durch das Kühlmittel gekühlt werden.

Gemäß F i g. 8 sind an den beiden Enden bzw. Stirnseiten der andern bzw. zweiten Kühltrommel 2' und ihrer zentralen Achse 20' zwei Tragplatten 21 mit flacher Außenseite zur Halterung der zentralen Achse 20' auf der Längsachse der zweiten Kühltrommel 2' befestigt. Die Außenfläche jeder Tragplatte 21 an den Stirnseiten der anderen bzw. zweiten Kühltrommel 2' steht damit in Berührung mit der Innenfläche der betreffenden Stauplatte 17 auf beiden Seiten der einen bzw. ersten Kühltrommel 2'.

Gemäß F i g. 8 befinden sich in der Umfangswand ilcr zweiten Kühltrommel 2' sechs ringförmig umlaufende Hohlräume 35. Gemäß Fig.9 ist in jedem der sechs Hohlräume 35 ein Abschluß 36 vorgesehen. Das eine Ende der zentralen Achse 20' der zweiten Kühltrommel 2' ist unter fiüssigkeitsdichter Verbindung mit einem nicht dargestellten Drehanschluß an eine Rohr-Leitung 6' angeschlossen, wobei jeweils ein Ende von zwei Speiserohren 32' mit dem Innenraum 37 an der einen Seite der Achse 20 in Verbindung steht. Das eine der anderen Enden der beiden Speiserohre 32' kommuniziert mit dem dritten ringförmigen Hohlraum 35 (III) in eine Position in der Nähe des Abschlusses 36, d. h. mit dem einen Ende dieses dritten Hohlraumes 35 (III), während sein anderes Ende an den zweiten umlaufenden Hohlraum 35 (II) angeschlossen ist. (In den Fi g. 10 und 11 ist die Lage des dritten Hohlraums 35 bei »III« angegeben. Die sechs Hohlräume 35 sind in Axialrichtung der zweiten Kühltrommel 2' mit den Ziffern I —VI bezeichnet). Zwei Auslaßrohre 34' sind jeweils am einen Ende mit dem Innenraum 38 an der anderen Seite der zentralen Achse 20' verbunden. Das eine der beiden Auslabrohrc .34' kommuniziert am anderen Ende mit dem einen Ende des fünften umlaufenden Hohlraumes 35 (V), während das andere Auslaßrohr an seinem anderen Ende mit dem vierten Hohlraum 35 (I V) in Verbindung steht. Die andere Seite der zentralen Achse 20' ist unter Herstellung einer flüssigkeitsdichten Verbindung über einen anderen Drehanschluß (nicht dargestellt) an eine Rohr-Leitung 3' angeschlossen.Gemäß Fig. 10stehen die Enden eines Verbindungsrohres 39a mit dem anderen Ende des dritten Hohlraumes 35 (III) und dem einen Ende des ersten Hohlraumes 35 (I) in Verbindung. Gemäß F i g. 11 sind die Enden eines anderen Verbindungsrohres 39b an das andere Ende des ersten umlaufenden Hohlraumes 35 (I) bzw. das andere Ende des fünften Hohlraumes 35 (V) angeschlossen. Gemäß F i g. 9 stehen die Enden eines Verbindungsrohres 39c einmal mit dem anderen Ende des zweiten umlaufenden Hohlraumes 35 (II) und zum anderen mit dem einen Ende des sechsten Hohlraumes 35 (VI) in Verbindung, während ein Verbindungsrohr 39</ mit seinen Enden an das andere Ende des sechsten Hohlraumes 35 (VI) bzw. an das andere Ende des vierten Hohlraumes 35 (IV) angeschlossen ist Mittels der Pumpe 5' ist somit das Kühlmittel über die Leitung 6', den Innenraum 37 an der einen Seite der zentralen Achse 20' und eines der Speiserohre 32' in das eine Ende des dritten umlaufenden Hohlraumes 35 (111) einleitbar. Das Kühlmittel durchströmt sodann diesen dritten Hohlraum 35 (HI), um an seinem anderen Ende über das Verbindungsrohr 39a zum einen Ende des ersten umlaufenden Hohlraums 35 (I) zu strömen. Hierauf strömt das Kühlmittel durch den ersten umlaufenden I lchlraiim 35 (I), t/ii an dessen anderem Ende über das Verbindungsrohr 39i> zum anderen Ende des fünften Hohlraumes 35 (V) zu strömen. Anschließend gelangt das Kühlmittel vom einen finde des fünften Hohlraumes 35 (V) über eines der beiden Auslaßrohrc 34', den Innenraum 38 an der anderen Seite der zentralen Achse 20' und die Leitung 3' in den Wärmeaufnahmeteil des Wärmetauschers 4'. Von letzterem wird das Kühlmittel zur Rohr-Leitung 6' zurückgeführt. Auf die beschriebene

ίο Weise wird außerdem das Kühlmittel mittels der Pumpe 5' über die Leitung 6', den Innenraum 37 an der einen Seite der Achse 20', das andere Speiserohr 32', den zweiten umlaufenden Hohlraum 35(II),das Verbindungsrohr 39c, den sechsten Hohlraum 35 (VI), das Verbindungsrohr39d, den vierten Hohlraum 35(IV), das andere Auslaßrohr 34', den Inncnraiim 38 an der anderen Seite der Achse 20' und die Rohr-Leilung 3' zum Wärmcaulnahmeteil des Wärmetauschers 4' gefördert, um anschließend zur Rohr-Leitung 6' zurückgeführt zu werden. Das Kühlmittel zirkuliert somit durch die andere bzw. zweite Kühltrommel 2' und den Wärmetauscher 4', wobei diese Kühllrommcl 2' durch das Kühlmittel gekühlt wird.

Mit der vorstehenden beschriebenen Vorrichtung gemäß der Erfindung wird eine schnell abgekühlte, glasig erstarrte Schlacke wie folgt hergestellt: Gemäß Fig.2 wird die über die Schlacken-Rinne 14 in den Sumpf 13 eingeführte Schmelzschlacke 15 bei der Drehung der Kühllrommel 2' auf die in Fig. 3 dargestellte Weise von deren Mantelflächen mitgenommen, bis sie die Gasdüsen 18 erreicht, an denen sie durch das über die Schlitze ausgeblasene Gas gleichmäßig in den Sumpf 13 zurückgeblasen wird. Durch den aus den Schlitzen der Gasdüsen austretenden Gasstrahl wird die Schichtdicke der Schmelzschlacke 15 auf den Kühltrommel-Mantelflächen infolgedessen gleichmäßig reduziert. Bei der Weiterdrchungder Kühltrommci2' wird die auf deren Mantelfläche befindliche Schmelzschlacke 15 unter schneller Abkühlung durch das durch die Kühltrommeln 2' strömende Kühlmittel zum Erstarren gebracht und zu einer erstarrten Schlacke 15' umgewandelt. Bei de^r Weiterdrehung wird diese erstarrte Schlacke 15' durch den Abstreifer 16 von den Kühllrommel-Mantelflächcn abgestreift, so daß sie in Form kleiner Stücke in den Unterteil des Gehäuses 1 herabfällt. Nach dem Abstreifen der erstarrten Schlacke 15' kommen die Mantelflächen der Kühltrommel 2' bei deren Drehung wieder mit der Schmelzschlacke 15 im Sumpf 13 in Berührung, so daß die schnell abgekOhlte, glasig erstarrte Schlacke 15' kontinuierlich gewonnen wird. Da die Schichtdicke der Schmelzschlacke 15 auf den Kühltrommel-Mantelflächen durch den aus den Schlitzen der Gasdüsen 18 austretenden Gasstrom reduziert wird, wird die Schmelzschlacke 15 auf diesen Mantelflächen sehr schnell abgekühlt und zum Erstarren gebracht. Da infolgedessen eine Erhöhung der Drehzahl der Kühltrommeln 2' auf einen vergleichsweise großen Wert möglich ist, kann die erstarrte Schlacke mit hoher Produktionsleistung gewonnen werden. Aufgrund der schnellen Abkühlung und Erstarrung der Schmelzschlacke 15 auf den Kühltrommel-Mantelflächen kann beispielsweise aus einer Hochofenschmelzschlacke eine schnell abgekühlte, erstarrte Schlacke mit sehr hohem Vergiasungsverhältnis erhalten werden. Die beim schnellen Kühlen und Erstarre nlassen der auf die Mantelflächen der beiden Kühltrommeln 2' aufgebrachten Schmelzschlacke vom Kühlmittel aufgenommenen Wärme wird in den Wärmetauscher 4 und 4' zurückgewonnen. Aufgrund der durch die Gasdüsen 18 bewirkte Verringerung der Schichtdicke

der Sehmel/.schlacke auf den Kühltrommel-Manlelfliiclicn liiQt sich ein sehr hoher Wärmcaustauschwirkungsgrad zwischen der Schmclzschlacke 15 auf diesen Mantelflächen und dem die Kühltrommcln 2' durchströmenden Kühlmittel erzielen.

Beispiel

Es wurden zwei Kühltrommcln aus Kupfer mit dem anhand von F i g. 2 beschriebenen Aufbau sowie mit einem Außendurchmessnr von 2000 mm und einer Länge : von 1000 mm vorgesehen. An den beiden linden der einen Kühltrommel 2' wurden zwei Stauplatten 17 aus Stahl (SS 4! nach japanischer Industrienorm) mit einem ; Durchmesser von 3200 mm und mit im Inneren vorgesehenen Hohlräumen angeordnet. Als Kühlmittel wurde ein handelsübliches, hochsiedendes Wärmeübertra- gungsmeditim verwendet. Gasdüsen 18jwurden mit einem vorgegebenen Abstand h zwischen ihren Schützen bzw. Ausblasenden und den Kühltrommel-Mantelflächen in der Größenordnung von 20 mm angeordnet.

Bei dieser Vorrichtung wurden die beiden Kühltrommeln 2' mit einer Drehzahl von 10 U/min gegenläufig zueinander in Drehung versetzt, wobei über die Schlakken-Rinne 14 geschmolzene Hochofen-Schlacke in den Schlacken-Sumpf 13 eingefüllt wurde. Auf die auf die Mantelflächen der Kühltrommeln 2' aufgebrachte geschmolzene Hochofen-Schlacke wurde über die Schlitze der Gasdüsen 18 gleichmäßig Lirt aufgeblasen. Hierbei wurde die Schichtdicke der Schmclzschlacke auf den Kühltrommel-Mantelflächen gleichmäßig von 4,0 mm auf 2,0 mm verringert, wobei die Schmelzschlackc durch das die Kühltrommeln 2' durchströmende Kühlmittel schnell abgekühlt und zum Erstarren gebracht wurde. Diese schnell erstarrte Schlacke wurde durch einen Abstreifer 16 von den Mantelflächen der Kühltrommeln 2'

Kühltrommeln 2' praktisch unter einem Druck von 2 atm. bzw. bar abgeführt und zu den Wärmetauschern 4 und 4' geleitet. Die auf diese Weise erhaltene, schnell abgekühlte, erstarrte Schlacke besaß ein Verglasungsverhältnis98.7%.

Zu Vergleichszwecken wurden bei der beschriebenen Vorrichtung die beiden Kühlirommeln 2' mit einer Drehzahl von 3 U/min gegenläufig zueinander angelrieben, wobei die geschmolzene Hochofenschlacke über die Rinne 14 in den Sumpf 13 eingefüllt wurde. Die geschmolzene Hochofenschlacke bzw. Schmclzschlacke wurde dabei ohne Beaufschlagung durch aus den Gasdüsen 18 ausgeblasene Luft von den Mantelflächen der Kühltrommeln 2' mitgenommen. Die Schmelzschlacke lagerte sich dabei in einer Schichtdicke von 3,0 mm auf den Kühltrommel-M."ntelflächen ab. Diese Schmeizschlacke wurde auf diesen Mantelflächen durch das die Kühltrommeln 2' durchströmende Kühlmittel schnell abgekühlt und zum Erstarren gebracht und durch den Abstreifer 18 als erstarrte Schlacke von den Kühltrommeln 2' abgestreift. Die hierbei erhaltene, schnell abgekühlte, erstarrte Schlacke zeigte ein Verglasungsverhältnis von 80%. Weilerhin wurden bei dieser Vorrich- ω lung ohne Verwendung der Gasdüsen die Kühltrommeln 2' mit einer Drehzahl von mehr als 2 U/min in Drehung versetzt, wobei geschmolzene Hochofenschlacke aus dem Schlacken-Sumpf 13 von den Mantelflächen der Kühitrornrneln 2' mitgenommen wurde. In b5 diesem Fall wurde eine nur teilweise erstarrte Schlacke, die noch nicht erstarrte Teile enthielt, von den Kühltrommeln 2' abgestreift und in den Unterteil des Gehäuses 1 abgeworfen. Die so abgestreifte Schlacke erstarrte erst später vollständig. Diese erstarrte Schlacke zeigte ein sehr niedriges Verglasungsverhältnis.

Mit der vorstehend im einzelnen beschriebenen Vorrichtung gemäß der Erfindung werden die folgenden industriellen Nutzeffekte erzielt:

1. Es kann eine schnell abgekühlte, glasig erstarrte Schlacke kontinuierlich mit sehr hoher Produktionsleistunggewonnen werden.
Die in der Schmelzschlacke enthaltene Wärme kann mit sehr hohem Wirkungsgrad zurückgewonnen werden.

Die Herstellung dieser schnell abgekühlten, glasig erstarrten Schlacke ist über einen langen Zeitraum hinweg ohne Unterbrechung möglich.
Durch schnelles Abkühlen und Erstarrenlassen einer geschmolzenen Hochofenschlacke kann eine sehnen abgekühlte, vollständig erstarrte Schlacke mit hohem Verglasungsverhältnis gewonnen werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung einer schnell gekühlten, glasig erstarrten Schlacke, mit zwei jeweils gleichen Durchmesser und gleiche Länge besitzenden Kühltrommeln (2'), deren Längsachsen parallel zueinander in derselben waagerechten Ebene liegen und deren Mantelflächen in Berührung miteinander stehen, einem Antrieb zum gegenläufigen Drehen der beiden Kühltrommeln mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit, derart, daß sich ihre Mantelflächen im Berührungsbereich aufwärts bewegen, zwei an beiden Enden der Kühltrommeln vorgesehenen Stauplatten (17), die im Zusammenwirken mit der oberen Hälfte der Mantelfläche jeder Kühltrommel (2') einen Schlacken-Sumpf (13) festlegen, einer über den Kühltrommeln angeordneten Schlacken-Zufuhreinrichtung (14/ ium Einfüllen von Schmelzschlacke (15) in den Site.'pf (13J, einem mit der unteren Hälfte der Mantelfläche jeder Kühltrommel (2') in Berührung stehenden Abstreifer (16) und einem Kühlmittel für die beiden Kühltrommeln (2'), wobei das Kühlmittel über die zentrale Achse (20, 20') jeder Kühltrommel in diese einführbar ist und mit der bei 2s der Kühltrommeldrehung auf die Mantelflächen aus dem Sumpf (13) aufgebrachten Schmelzschlacke (15) einen Wärmeaustausch eingeht und sodann zur Wärmerückgewinnung über die zentralen Achsen (20,20') beider Kühltrommeln (2') abziehbar ist, wobei die auf die Kühltrommel-Mantelflächen aufgebrachte Schmelzschlacke durc-.i den Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel in eine «cnnell abgekühlte, glasig erstarrte Schlacke umgewandelt und dann durch den Abstreifer (16) bei der Drehung der Kühltrommeln von diesen abgestreift wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der auf die Mantelflächen der beiden Kühltrommeln (2') aufgebrachten bzw. von diesen mitgenommenen Schmelzschlacke (15) mittels eines aus zwei Gasdüsen (18) ausgeblasenen Gases gleichmäßig verringerbar ist, daß die beiden Gasdüsen (18) jeweils nahe der Mantelfläche der betreffenden Kühltrommel (2') in einer Position zwischen dem höchsten Punkt dieser Mantelfläche und dem Schlacken-Sumpf (13) angeordnet sind und jeweils einen waagerecht und parallel zur Kühltrommel-Längsachse verlaufend ungeordneten Ausblas-Schlitz mit einer Länge entsprechend der Kühltrommellänge aufweisen, und daß die beiden Gasdüsen (18) jeweils ein Gas gleichmäßig auf die auf die Kühltrommel-Mantelflächcn aufgebrachte Schmelzschlacke aufblasen und dabei einen Teil dieser Schmelzschlacke in den Schlacken-Sumpf (13) zurückblasen.

Ί. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stauplatten (17) jeweils eine ringförmige umlaufende Gestalt mit einem Hohlraum besitzen und an den beiden Enden der Mantelfläche der einen Kühltrommel (2') so angebracht sind, daß sie um den Gesamtumfang der Kühltrom- bo mel (2') unter einem rechten Winkel zu ihrer Längsachse zwei kreisförmige umlaufende Flansche bilden, daß die Hohlräume beider Stauplatten mil dem Innern der zugeordneten Kühltrommel in Verbindung stehen und daß das Kühlmittel die Hohlräume b5 der beiden Stauplatten (17) und das Innere dci" Kühltrommcl (2') zur Kühlung durchströmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum jeder Stauplatte (17) durch mindestens zwei unter einem rechten Winkel zur Umfangsrichtung angeordnete Trennplatten (28) in mindestens zwei voneinander unabhängige Kammern (29) unterteilt ist, daß die die beiden Stauplaiten (17) tragende Kühltrommel (2') konzentrische, zylindrische Innen- und Außenwände (2'a, 2'b) aufweist, die zwischen sich einen Zwischenraum. (24) festlegen, der durch mindestens zwei parallel zur Kühltrommel-Längsachse verlaufende Membranen in mindestens zwei getrennte Zellen (26) unterteilt ist, von denen jede mil jeder betreffenden unabhängigen Kammer der beiden Stauplattcn (17) kommuniziert, daß in jeder Zelle (26) der Kühltrommel (2') mindestens eine parallel zu ihrer Längsachse verlaufende Umlenkplattc (27) angeordnet ist und daß das Kühlmittel die unabhängigen Kammern der beiden Stauplatten (17) getrennt durchströmt und längs der Umlenkplatte (27) mäanderförmig durch getrennte Zellen (26) fließt und dabei die Slauplatlen (17) und die Kühltrommel (2') kühlt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Kühltrommel (2') in ihrer Umfangswand mehrere umfangsmäßig umlaufende, ringförmige Hohlräume (35) aufweist und daß das Kühlmittel unW Kühlung dieser Kühltrommel (2') die ringförmigen Hohlräume (35) sequentiell durchströmt.