DE3343921A1

DE3343921A1 - Verfahren und vorrichtung zum gewinnen der abwaerme von fluessigen schlacken des huettenwesens

Info

Publication number: DE3343921A1
Application number: DE19833343921
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dipl.-Ing. Dr.mont. 6374 Steinbach Fink
Original assignee: FINK GERDINAND
Current assignee: FINK GERDINAND
Priority date: 1983-12-05
Filing date: 1983-12-05
Publication date: 1985-06-13

Description

Diese Erfindung hat zum Ziel, den fühlbaren Wärme-
inhalt flüssiger Schlacken zu nutzen.
Heute noch sind die Bestrebungen, die Wärme flüsssiger Schlacken zu gewinnen, über die ersten tastenden Versuche noch nicht hinausgekommen. Nur wenige Pilotanlagen sind bekannt. Alle kühlen die flüssige Schlacke in zwei Schritten. Für jeden werden verschiedene Verfahren angewandt.
Vom ersten Schritt wird berichtet: Kühlen der Schmelze mit einem Schleuderrad und rückgeführtem Schlackensand, mit einem Luftstrom, der granuliert, mit zwei gegenläufigen Walzen, zwischen denen die Schmelze abgeschreckt wird, und Erstarren zu stückiger Schlacke in einem Behälter mit Rührwerk. Alle genannten Verfahren sind umständlich und anfällig für Störungen, besonders weil ihre wichtigsten Elemente schnell verschleißen. Dieser Stand der Technik ist noch weit davon entfernt, zufrieden zu stellen.
Auch der zweite Schritt, nämlich das Kühlen der glühenden Stückschlacke (des heißen Granulats) auf die Austragstemperatur läßt zu wünschen übrig. Angewandt werden mit Luft aufgewirbelte und mit Kesselrohren gekühlte Wirbelbetten, wandernde Granulatschichten, die durch Leitung die Wärme an getauchte Kesselrohre abgeben, und luftdurchströmte Schachtkühler mit nachgeschalteten Abhitzekesseln. Die Betriebssicherheit auch dieser Verfharen ist gering.
Im Gegensatz zu dieser Lage vermeidet diese Erfindung mit an sich bekannten Drehrohrkühlern alle erwähnten Nachteile, und macht damit die Nutzung der Schlackenwärme einfach und sicher. Darüber hinaus ist dieses Verfahren so weit steuerbar, daß in der erhaltenen festen Schlacke das Verhältnisodes glasigen Anteils zum kristallinen in weiten Grenzen sich einstellen läßt.
Die erfindungsgemäße Anlage besteht im Wesentlichen aus zwei Drehrohrkühlern, die Heißluft liefern, die anschließend in einem Abhitzekessel genutzt wird.
Weiterhin ist kennzeichnend, daß einer der Drehrohrkühler, nämlich der zum Kühlen der Schmelze zu Stückschlacke, im Gleichstrom betrieben wird. Der zweite Drehrohrkühler kühlt die Stückschlacke im Gegenstrom auf die Austragstemperatur herab.
Bild 1 beschreibt das erfindungsgemäße Verfahren im einzelnen: Die Anlage besteht aus dem Drehrohrkühler 1, dem Drehrohrkühler 2 und dem Abhitzekessel 3. Die flüssige Schlacke 4 wird dem Drehrohrkühler 1 aufgegeben, verläßt ihn als glühende Stückschlacke 5 und tritt in den Drehrohrkühler 2 ein, um letzteren als kalte Stückschlacke 6 zu verlassen. Die Kühlluft 7 tritt in den Drehrohrkühler 1 an der gleichen Seite ein wie die Schmelzschlacke 4, und verläßt ihn als Heißluft 8.
Die Kühlluft 9 wird dem Drehrohrkühler 2 an seinem kalten Ende zugeführt und verläßt ihn als Heißluft 10 am heißen Ende. Heißluft 8 und 10 werden zum Strom 11 gefaßt, dessen Wärme im Abhitzekessel 3 zu Dampf 12 genutzt wird. Die Abluft 13 kann man verloren geben, oder sie mit den Ventlatoren 15 und 16 im Kreislauf als Kühlluft 7 und 9 zurückführen. Mit den Ventilatoren 14, 15 und 16 werden die Luftmengen und die Druckverhältnisse des Verfahrens eingeregelt.
Erfindungsgemäß wird im Drehrohr 1 die Kühlung der Schmelze im Gleichstrom geführt. Dazu treten Kühlluft 7 und Schmelzschlacke 4 am selben Ende in den Drehrohrkühler 1 ein, und erfindungsgemäß wird die Turbulenz der Kühlluft 7 im Drehrohrkühler 1 so hoch gehalten, daß ein zufriedenstellend schneller Wärmeübergang von der schlacke an die Kühlluft erzielt wird, ohne daß dabei störende Anbackungen an die feuerfeste Zustellung sich bilden. Begünstigt wird das durch den großen Temperaturunterschied des Gleichstrombetriebs zwischen der heißen Schmelzschlacke 4 und der kalten Kühlluft 7.
Vorteilhaft wird das Verfahren so geführt, daß aus dem Drehrohrkühler 1 heiße Stückschlacke 5 und Heiß luft 8 mit annähernd gleicher Temperatur anfallen.
Es wurde gefunden, daß weder im Abhitzekessel 3 noch im Drehrohrkühler 2 Verkrustungen und Ansätze auftreten, wenn Stückschlacke 5 und Heiß luft 8 weniger als 900 "C heiß sind.
Vorteilhaft ist es, die Kühlung zwischen den Drehrohrkühlern 1 und 2 so aufzuteilen, daß rund die Hälfte des gesamten Wärmeinhalts der flüssigen Schlacke im Drehrohrkühler 1 an die Heißluft 8 übertragen wird, und etwa die andere Hälfte im Drehrohrkühler 2 an die Heißluft 10.
Die Arbeit mit den robusten Drehrohrkühlern ist sehr betriebssicher. So kann man dem Drehrohrkühler 1 mit der geschmolzenen Schlacke 4 auch ihre erstarrten Anteile, wie Schollen und Bären, aufgeben. Von der kalten Kühlluft 7 und vom wälzenden Fördern des Drehrohrkühlers 1 werden auch diese erstarrten Partien zufriedenstellend zerkleinert und ausreichend gekühlt.
Das Kühlen mit Luft läßt keine H2S-Emmissionen entstehen, ebensowenig ein Abwasserproblem.
Außer der großen Betriebssicherheit und Umweltfreundlichkeit zeigt auch der hohe Wirkungsgrad den bedeutenden Fortschritt dieser Erfindung. Das nachstehende Beispiel legt dies eingehender dar: Flüssige Hochofenschlacke, die mit 1400 OC zur erfindungsgemäßen Anlage gebracht wird, enthält 1450 MJ/t Schlacke an fühlbarer Wärme. Als Wandverluste gehen 100 MJ/t verloren und 90 MJ/t verbleiben in der gekühlten Schlacke. Für die Gewinnung von Heiß luft verbleiben 1260 MJ/t, davon verlassen 200 MJ/t mit der Abluft den Abhitzekessel. Als Dampf erhält man 1060 MJ/t, aus denen rund 100 kWh/t Schlacke zu gewinnen sind.
Bei einem modernen Hochofen sind das angenähert 30 kWh je Tonne Roheisen.

Claims

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM GEWINNEN DER ABWÄRME VON FLÜSSIGEN SCHLACKEN DES HÜTTENWESENS PATENTANSPRÜCHE: 1.) Verfahren zum Nutzen des fühlbaren Wärmeinhalts flüssiger Schlacken als Heiß luft dadurch gekennzeichnet, daß zuerst ein Teil des Wärmeinhalts in einem mit Luft im Gleichstrom betriebenen Drehrohrkühler entzogen wird, und daß daraufhin die verbleibende Wärme in einem mit Luft im Gegenstrom geführten Drehrohrkühler gewonnen wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1 da dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Gleichstrom-Drehrohrkühler Heiß luft und Stückschlacke mit angenähert gleicher Temperatur austreten.
3.) Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinnung des nutzbaren Wärmeinhalts der flüssigen Schlacke jeweils etwa zur Hälfte auf die zwei Drehrohrkühler aufgeteilt ist.
4.) Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Heißluft aus beiden Drehrohrkühlern zwischen 600 und 9oo OC liegt.
5.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Schlacke im Gegenstrom-Drehrohrkühler mit Luft so gesteuert gekühlt wird, daß eine im Bauwesen verwertbare Schlacke anfällt.