DE3919155A1

DE3919155A1 - Verfahren zum granulieren von fluessiger schlacke

Info

Publication number: DE3919155A1
Application number: DE3919155A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Heinschke; Helmut Dipl Ing Henze; Guenter Dipl Ing Knoebel; Horst Dipl Ing Paumer; Manfred Dipl Ing Hergoss; Rainer Dipl Ing Behrend; Oswin Dipl Ing Zimmermann; Marita Dipl Ing Carow; Sylvia Dipl Ing Lehmann
Original assignee: BANDSTAHLKOMBINAT MATERN VEB
Current assignee: EKO STAHL AG, O-1220 EISENHUETTENSTADT, DE
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1989-06-12
Publication date: 1990-01-11
Also published as: DD278479A3

Description

a) Titel der Erfindung

Verfahren zum Granulieren flüssiger Schlacke.

b) Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Granulieren flüssiger Schlacke, insbesondere von Schlacke, die bei der Stahlherstellung nach dem LD-Verfahren anfällt.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In Konverterstahlwerken ist es üblich, die anfallende Schlacke mittels Schlackepfannen in Schlackeboxen oder Schlackegruben zu vergießen und danach mit Wasser abzukühlen. Anschließend erfolgt eine Beräumung der Schlackegruben und eine ganze oder teilweise Aufbereitung der Schlacke in entsprechenden Aufbereitungsanlagen. Zur Vermeidung der aufwendigen Aufbereitung von Stahlwerkschlacke sind Verfahren entwickelt worden, die eine Verarbeitung der Schlacke im flüssigen Zustand ermöglichen.

Ein derartiges Verfahren wird von M. J. Panfilov auf S. 167 in "Metallurgisches Werk ohne Schlackehalden", Verlag Metallurgÿa, Moskau 1978, beschrieben. Danach wird flüssige Schlacke zum Granulieren über eine Rinne einer Düse zugeführt, aus der Wasser austritt, welches den Schlackestrahl zerschlägt und die Schlacke einer Primärgranulierung unterzieht, der sich nachfolgend in einem Wasserbecken eine Sekundärkühlung anschließt. Diese sowie andere bekannte Granulierverfahren arbeiten mit relativ hohen Wassermengen von durchschnittlich 3-6 m³/t Schlacke, um ein Zerschlagen des Schlackestrahles zu erreichen. Gemäß dieser Verfahrensweise ist jedoch kein produktionssicherer Ablauf des Granuliervorganges möglich, da durch das Zerschlagen des Schlackestrahles und die damit verbundene Spritzerbildung im unmittelbaren Düsenbereich es zu einer Ansatzbildung am Granulierkopf und einem Zusetzen der Düse kommt.

d) Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu finden, mit dem flüssige Schlacke mit hoher Produktionssicherheit granuliert werden kann und das dabei entstehende Granulat Eigenschaften aufweist, die eine ökonomische Verwertung des Produktes ermöglichen.

e) Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Granulieren von flüssiger Schlacke, insbesondere von Schlacke, die bei der Stahlherstellung nach dem LD-Verfahren anfällt, zu finden, bei dem Schlacke und Wasser so zusammengeführt werden, daß eine thermische Zersetzung des Wassers unterbunden und das Einsatzverhältnis von Wasser zu Schlacke vermindert werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein gut ausgebildeter, geschlossener und flächenhafter Wasserstrahl erzeugt wird, auf dem in einem Winkel von kleiner 90° zur Strahlrichtung ein Schlackestrahl zugeführt wird, so daß der Schlackestrahl über eine definierte Strecke von dem mit hoher Geschwindigkeit austretenden Wasserstrahl geführt und dabei gekühlt wird. Geschwindigkeit und Dicke des Wasserstrahls sind dabei so bemessen, daß die Oberfläche des auszubildenden Schlackefilms ein Vielfaches der Querschnittsfläche des Schlackestrahles beträgt und das Wärmepotential des entstandenen Schlackefilms wesentlich unter dem Kühlpotential des Wasserstrahles liegt. Verfahrensgemäß ist die Geschwindigkeit des Wasserstrahles vor dem Zusammentreffen mit dem Schlackestrahl mindestens um 20 m/s größer als die Fließgeschwindigkeit der Schlacke, wobei zur Kühlung der Schlacke eine Wassermenge von mindestens 1 m³/t Schlacke ausreichend ist. Zur Vermeidung des Durchschlagens des Schlackestrahls durch den Wasserstrahl ist es erforderlich, daß neben der geeigneten Wahl der Geschwindigkeit des Wassers, des Auftreffwinkels der Schlacke und der Wassermenge die Fallhöhe der flüssigen Schlacke auf den Wasserstrahl gering gehalten wird. Der ausgebildete Schlackefilm wird zerstört durch den zerfallenden Wasserstrahl, wodurch sich Granulatteilchen bilden, die anschließend einer weiteren Kühlung in einem Wasserbad unterzogen werden.

f) Ausführungsbeispiel

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Zum Granulieren wird eine Schlacke verwendet, die bei der Stahlherstellung in einem Sauerstoffaufblaskonverter anfällt und folgende Analyse aufweist:

Die Schlacke befindet sich in einer kippbaren Schlackenpfanne und wird mit einer Temperatur von <1400°C über eine ebene Rinne einem flächenhaft ausgebildeten Wasserstrahl zugeführt, der unterhalb der Rinne aus einer ausreichend breiten und dicken Schlitzdüse austritt. Schlackestrahl und Wasserstrahl werden in einem Winkel von ca. 60° zusammengeführt, wobei der Abstand von der Rinnenoberkante zum Wasserstrahl gering ist, um eine möglichst niedrige Fallhöhe für die Schlacke zu erreichen. Die Geschwindigkeit des Wasserstrahls beträgt bei Austritt aus der Düse des Granulatorkopfes ca. 30 m/s, wodurch die geforderte minimale Differenz von 20 m/s zwischen den Geschwindigkeiten der beiden Medien mit Sicherheit eingehalten wird. Auf Grund der erzeugten Geschwindigkeitsdifferenz bildet sich auf dem Wasserstrahl ein Schlackefilm aus, dessen Oberfläche ein Vielfaches der Querschnittsfläche des Schlackenstrahles beträgt und dessen Wärmepotential um etwa das 3fache unter dem Kühlpotential des Wasserstrahles liegt. Der Schlackefilm wird vom Wasserstrahl über eine definierte Wegstrecke geführt. Mit dem anschließenden Zerfall des Wasserstrahls wird der Schlackefilm zerstört, wodurch sich Granulatteilchen bilden, welche in einem mit Wasser gefüllten Becken einer weiteren Kühlung unterzogen werden. Mit dieser Verfahrensweise wird bei einem Wasserverbrauch von ca. 1,5 m³/t Schlacke ein Granulat erzeugt, dessen Korngröße zum überwiegenden Teil in einem Bereich von 1,0-5,0 mm liegt. Ein derartiges Granulat ist ohne weitere Aufbereitung als Basen- und Metallträger in Sinteranlagen der metallurgischen Industrie einsetzbar.

Claims

1. Verfahren zum Granulieren von Schlacke, vorzugsweise Stahlwerksschlacke mit einem geformten Wasserstrahl und einem aus einer Rinne auslaufenden Strahl flüssiger Schlacke, dadurch gekennzeichnet, daß der in einem definierten Bereich eines flächenhaft ausgebildeten Wasserstrahls unter einem Winkel von kleiner 90° auftreffende Schlackestrahl zu einem auf ihm ruhenden Schlackefilm umgeformt und über eine begrenzte Strecke geführt wird, wobei die Geschwindigkeit und die Dicke des Wasserstrahls so bemessen sind, daß die Oberfläche des Schlackefilms ein Mehrfaches der Querschnittsfläche des Schlackestrahles einnimmt und das Wärmepotential des Schlackefilms wesentlich unter dem Kühlpotential des Wasserstrahles liegt und anschließend der Schlackefilm mit Zerfall des Wasserstrahles zerstört und in ein Granulat überführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Wasserstrahles mindestens 20 m/s über der in gleicher Richtung liegenden Komponente der Geschwindigkeit des Schlackestrahles liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung der Schlacke eine Wassermenge von mindestens 1 m³/t Schlacke ausreichend ist.