DE4037525A1 - Appts. to remove water from slag sand - has funnel below sand hopper with overflow edge for rising water level - Google Patents
Appts. to remove water from slag sand - has funnel below sand hopper with overflow edge for rising water levelInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ent wässern von Schlackensand, insbesondere von in einem Aufnahmebehälter befindlichen Hochofenschlackensand.The invention relates to a device for Ent watering slag sand, especially in one Blast furnace slag located in the receptacle.
Es ist Stand der Technik, die aus einem Schachtofen, beispielweise einem Hochofen, ausfließende Schlacke mittels aus Düsen austretenden Wasserstrahlen so abzu schrecken, daß die flüssige Schlacke sich in einen mehr oder weniger feinen Schlackensand verwandelt. Damit dieser Schlackensand nutzbringend weiterverwendet werden kann, muß das durch das genannte Besprühen entstehende Gemenge aus Schlackensand und Wasser, der Schlackenbrei, möglichst weitgehend entwässert werden.It is state of the art that comes from a shaft furnace, for example a blast furnace, slag flowing out by means of water jets emerging from nozzles horror that the liquid slag turns into one transformed more or less fine slag sand. So that this slag sand can be used further can be done by spraying resulting mixture of slag sand and water, the Slag porridge to be drained as much as possible.
Diese Entwässerung geschieht nach dem Stand der Technik durchwegs dadurch, daß Wandabschnitte eines Aufnahmebehälters für den nassen Schlackensand als filternde, wasserdurchlässige Flächen ausgebildet sind. Hierzu können die vertikalen Seitenwände, zum Beispiel eines zylinderischen Aufnahmebehälters, ganz oder teilweise als Filterflächen ausgebildet werden, oder auch nur der konische Auslaufbereich eines solchen Behälters.This drainage occurs according to the state of the Technology consistently in that wall sections of a Container for the wet slag sand as filtering, water-permeable surfaces are formed. For this, the vertical side walls, for example a cylindrical receptacle, whole or partially formed as filter surfaces, or even the conical outlet area of such Container.
Im ersten Fall können zwar die filternden Flächen relativ groß ausgelegt werden, jedoch bleibt der im unteren, zum Beispiel konischen Auslauf befindliche Schlackensandanteil unentwässert, während im zweiten Fall zwar eine Entwässerung dieses Anteils stattfindet, jedoch die filternde Fläche relativ klein bleibt. In beiden Fällen, besonders jedoch im letztgenannten, sind die Filterflächen einer hohen mechanischen Druckbe anspruchung vom Behälterinhalt her ausgesetzt, so daß diese Filterwandabschnitte entsprechend widerstandsfähig, das heißt teuer, ausgeführt werden müssen.In the first case, the filtering surfaces can be designed relatively large, but remains in the lower, for example conical outlet Slag sand portion undiluted while in the second If there is a drainage of this part, however, the filtering area remains relatively small. In both cases, but especially in the latter, are the filter surfaces of a high mechanical pressure exposed to the contents of the container so that these filter wall sections are accordingly resistant, that is, expensive, must be carried out.
Ein besonders gravierender Nachteil beider Ausführungen (oder einer Kombination der beiden) besteht darin, daß die genannten Filterflächen nach relativ kurzer Verwendung durch Schlackenschlamm verstopfen und damit unwirksam werden. Zur Entschlammung der Filter flächen kennt der Stand der Technik ein Einsprühen, mittels Düsen beispielsweise, von Wasser durch die Filterflächen hindurch von außen nach dem Innern des Behälters zu.A particularly serious disadvantage of both Versions (or a combination of the two) in that the filter surfaces mentioned after relative clog short use by slag sludge and thereby becoming ineffective. For desludging the filters prior art knows spraying, by means of nozzles, for example, of water through the Filter surfaces through from the outside to the inside of the Container.
Zur Vermeidung dieser Nachteile des Standes der Technik ist es deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Entwässern von Schlackensand der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, welche ohne jegliche Filterflächen auskommt bei einem gleichbleibend maximalen Entwässerungseffekt.To avoid these disadvantages of the prior art Technology is therefore an object of the invention Device for dewatering slag sand at the beginning to propose the type mentioned, which without any Filter areas manages at a constant maximum Drainage effect.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die untere Auslauföffnung des Aufnahmebehälters in einem letzterem nachgeschalteten Auslauftrichter mündet, dessen Durchmesser im Bereich der genannten unteren Auslauföffnung größer als der Durchmesser dieser Auslauföffnung des Aufnahmebehälters ist und dessen Ober kante solcherart oberhalb der unteren Auslaufkante des Aufnahmebehälters verläuft, daß zwischen der genannten Auslauföffnung und der genannten Oberkante ein freier, ringförmiger Durchtritt für hochsteigendes und über die genannte Oberkante abfließendes Entwässerungswasser gebildet wird.This task is accomplished by a device of the beginning mentioned genus solved, which is characterized is that the lower outlet opening of the receptacle in a downstream outlet funnel opens, the diameter of which is in the range of the above lower outlet opening larger than the diameter of this Is the outlet opening of the receptacle and its upper edge in this way above the lower outlet edge of the Receptacle that runs between the above A free, and ring-shaped passage for ascending and over the called upper edge of drainage water is formed.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are in the Drawings are shown and are described in more detail below described. Show it:
Fig. 1, einen schematischen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem im wesentlichen konischen Auslauftrichter; Figure 1 shows a schematic longitudinal section through a first embodiment of the invention with a substantially conical discharge funnel.
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, ähnlich demjenigen nach Fig. 1, jedoch mit einem doppelten Auslauftrichter in Tandemanordnung; Figure 2 is a schematic longitudinal section through a second embodiment of the invention, similar to that of Figure 1, but with a double discharge funnel in tandem.
Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel, ähnlich demjenigen nach Fig. 1, jedoch zusätzlich mit einer schwenkbaren Ver schlußklappe für den Behälterauslauf; Figure 3 is a schematic longitudinal section through a third embodiment, similar to that of Figure 1, but additionally with a pivoting Ver closure flap for the container outlet.
Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem zylindrisch-konischen Verlauf des Auslauftrichters; Figure 4 is a schematic longitudinal section through a fourth embodiment of the invention with a cylindrical-conical shape of the discharge funnel.
Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, ähnlich demjenigen nach Fig. 4, jedoch mit einer konischen Erweiterung des Aufnahmebehälterauslaufs; Fig. 5 is a schematic longitudinal section through a fifth embodiment of the invention similar to that of Figure 4, but with a conical extension of the receptacle outlet.
Fig. 6 einen schematischen Längsschnitt durch ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, im wesent lichen bestehend aus einer Kombination der Aus führungsbeispiele nach den Fig. 1 und 5; Fig. 6 is a schematic longitudinal section through a sixth embodiment of the invention, in wesent union consisting of a combination of the exemplary embodiments according to FIGS . 1 and 5;
Fig. 7 einen schematischen Längsschnitt durch ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem höhenverstellbaren Auslauftrichter. Fig. 7 is a schematic longitudinal section through a sixth embodiment of the invention with a height-adjustable discharge funnel.
Fig. 1 zeigt den unteren Teil eines beispielsweise zylindrischen Aufnahmebehälters 8 für den zu ent wässernden Schlackensand, mit einem vorzugsweise konischen unteren Auslauf 10 (die Schlackensandfüllung des Behälters 8 ist in der Figur nicht weiter angedeutet). Die Auslauföffnung 12 des Auslaufes 10 ist von einem nachgeschalteten Auslauftrichter 14 von ebenfalls im wesentlichen konischer Form umgeben. Die Durchmesser von Auslauf 10 in seinem unteren Teil und von Auslauftrichter 14 sind entsprechend gewählt, um zwischen beiden einen konischen Ringspalt 16 zu schaffen, wobei die Oberkante 18 des Auslauftrichters 14 höher liegt als die Unterkante der Auslauföffnung 12. Fig. 1 shows the lower part of, for example, a cylindrical receptacle 8 for the slag sand to be dewatered, with a preferably conical lower outlet 10 (the slag sand filling of the container 8 is not further indicated in the figure). The outlet opening 12 of the outlet 10 is surrounded by a downstream outlet funnel 14 which is also essentially conical in shape. The diameters of the outlet 10 in its lower part and of the outlet funnel 14 are selected accordingly in order to create a conical annular gap 16 between the two, the upper edge 18 of the outlet funnel 14 being higher than the lower edge of the outlet opening 12 .
Das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen Vor richtung beruht auf dem Prinzip der kommunizierenden Gefäße. Aufgrund dieses Prinzips steigt das im Schlackensand enthaltene Wasser im Ringkanal 16 hoch und läuft in einem ersten Stadium der Entwässerung über die Oberkante 18 des Auslauftrichters 14 ab. Wegen seiner Dichte und inneren Reibung nimmt der Schlacken sandanteil des Schlackenbreis nicht an diesem Hoch steigen des Wassers im Ringraum 16 teil, wodurch die Trennung zwischen Sand und Wasser erfolgt, und dies, wie Versuche ergeben haben, mit einer erstaunlichen Effizienz. Der Schlackensand wirkt demgemäß selbst als Filtermasse.The principle of operation of the device according to the invention is based on the principle of the communicating vessels. On the basis of this principle, the water contained in the slag sand rises in the ring channel 16 and runs over the upper edge 18 of the outlet funnel 14 in a first stage of drainage. Because of its density and internal friction, the slag sand portion of the slag pulp does not participate in this rising water in the annular space 16 , which results in the separation between sand and water, and, as tests have shown, with an astonishing efficiency. Accordingly, the slag sand itself acts as a filter mass.
Im genannten ersten Stadium der Entwässerung wird das Wasser über die Oberkante 18 abfließen gelassen, da auf dem hierdurch gegebenen relativ großen Weg zwischen Auslauf 12 und dieser Oberkante 18 eine gute Trennwirkung zwischen Wasser und eventuell mitgeführten schlammigen Sandbestandteilen erfolgt, insbesondere auch deswegen, weil beim Hochsteigen des Wassers im sich erweiternden Ringspalt 16 eine wesentliche Ver langsamung der Wassergeschwindigkeit stattfindet. In the first stage of dewatering mentioned, the water is drained off via the upper edge 18 , since the relatively large path between the outlet 12 and this upper edge 18 results in a good separation effect between water and any muddy sand components that are carried along, in particular also because when climbing of the water in the widening annular gap 16 a significant slowdown of the water speed takes place.
Das über die Kante 18 überströmende Wasser wird in einem umlaufenden Ringraum 20 aufgefangen und über einen Abfluß 21 abgeführt.The water flowing over the edge 18 is collected in a circumferential annular space 20 and discharged via a drain 21 .
Zwecks weiterer Verbesserung des Trenneffektes zwischen Wasser und eventuell mitgeführtem Schlackenschlamm kann im Ringraum 20 fakultativ eine Trenn- und Beruhigungswand 22 mit zusätzlicher Abscheiderwirkung vorgesehen sein, wobei anfallender Schlamm sich im unteren Teil des Ringraums 20 absetzen kann und nach beendeter Entwässerung durch einen Abfluß 28 abgezogen werden kann.In order to further improve the separation effect between water and possibly carried slag sludge, a separating and calming wall 22 with an additional separating effect can optionally be provided in the annular space 20 , the resulting sludge being able to settle in the lower part of the annular space 20 and being drained off through a drain 28 after the dewatering has ended can.
Es hat sich bei den genannten Versuchen heraus gestellt, daß im weiteren Verlauf der Entwässerung die Sauberkeit des anfallenden Wassers wegen der zunehmen den Filterwirkung des im Behälter 8 abtrocknenden Schlackensandes zunimmt, die anfallenden Wassermengen naturgemäß abnehmen. Die Erfindung sieht deshalb fakultativ vor, bei zunehmender Wasserreinheit und ab nehmender Wassermenge das Wasser zunächst durch ein Ventil 24 und später durch ein noch tiefer gelegenes Ventil 26 abfließen zu lassen, wodurch der Ent wässerungsprozeß abgekürzt wird. Während dem Entwäs serungsvorgang wird der Schlackensandfluß durch den zylindrischen Ablaufstutzen 30 gesperrt, beispielsweise mit Hilfe eines nicht dargestellten, an sich bekannten Quetschventils, welches unterhalb des Stutzens 30 in dem sich anschließenden, nicht dargestellten Abfluß rohr angebracht ist. It has been found in the experiments mentioned that in the further course of the drainage, the cleanliness of the water produced increases due to the increasing filter effect of the slag sand drying in the container 8 , the quantities of water produced naturally decrease. The invention therefore provides optional, with increasing water purity and from decreasing amount of water to let the water flow first through a valve 24 and later through an even lower valve 26 , whereby the Ent watering process is shortened. During the drainage process, the slag sand flow is blocked by the cylindrical drain connector 30 , for example with the help of a not shown, known pinch valve, which is attached below the nozzle 30 in the subsequent drain pipe, not shown.
Die Erfindung sieht schließlich fakultativ Wassereinspritzdüsen 32 in beliebiger Anzahl vor, welche am Oberteil des Ringraums 20 ringsherum ange ordnet sind und zum Reinigen des Auslauftrichters 14 dienen, wenn der Behälter 8 zwischen zwei Entwäs serungsvorgängen einmal ganz entleert wird.The invention finally provides optional water injection nozzles 32 in any number, which are arranged all around on the upper part of the annular space 20 and serve to clean the discharge funnel 14 when the container 8 is completely emptied once between two drainage processes.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsvariante der Erfin dung dargestellt, bei welcher zwei in Tandemanordnung hintereinander geschaltete Auslauftrichter 34, 36 vor gesehen sind. Hierdurch wird nicht nur erreicht, daß der angestrebte, erfindungsgemäße Trenneffekt zwischen Schlackensand und Wasser noch weiter verbessert wird, sondern auch, daß die sonst am Separationsvorgang nicht teilnehmenden Schlackensandanteile (das sind zum Beispiel in Fig. 1 die sich unterhalb der Auslauf öffnung 12 befindlichen Schlackensandmengen) auf ein Minimum reduziert werden. Zu diesem Zweck wird der untere Trichter 36 durch Öffnen seines Wasserauslaufs 37 eingesetzt wenn der obere Trichter 34 seine Funktion erfüllt hat.In Fig. 2, an embodiment of the inven tion is shown in which two tandem arranged in series outlet spouts 34 , 36 are seen before. This not only ensures that the desired separation effect according to the invention between slag sand and water is further improved, but also that the slag sand portions which otherwise do not take part in the separation process (for example in FIG. 1, the quantities of slag sand located below the outlet opening 12) ) are reduced to a minimum. For this purpose, the lower funnel 36 is used by opening its water outlet 37 when the upper funnel 34 has fulfilled its function.
Fig. 3 zeigt ein Ausgestaltungsbeispiel mit einer schwenkbaren Verschlußklappe 38 am Auslauf 40 des Aufnahmebehälter 8. Durch diese Verschlußklappe 38 wird das nicht gezeigte Quetschventil vom Gewicht der Behälterfüllung entlastet. Die Verschlußklappe trägt aber auch dazu bei, daß die bereits mit der Anordnung gemäß Fig. 2, verringerte nicht entwässerte untere Schlackensandmenge, auf ein Minimum reduziert wird. Fig. 3 shows a configuration example with a pivotable closure flap 38 at the outlet 40 of the receiving container 8. Through this closure flap 38 , the pinch valve, not shown, is relieved of the weight of the container filling. The closure flap also contributes to the fact that the lower amount of slag sand, which has already been reduced with the arrangement according to FIG. 2, is reduced to a minimum.
Fig. 4 zeigt eine Ausgestaltung, bei welcher ein erfindungsgemäßer Auslauftrichter 42 nach oben nicht durchgehend konisch verlaufend (wie zum Beispiel in Fig. 1) ausgelegt ist, sondern dessen oberer Teil 44 im wesentlichen zylindrische Formen hat; um dies zu ermöglichen, weist der Auslauf des Behälters 8 einen entsprechenden zylindrischen Stutzen 46 auf. Mit dieser Konfiguration wird erreicht, daß geringe Schlacken sandmengen nicht eventuell entlang einer durchgehend schräg verlaufenden Trichterwandung (siehe 14 in Fig. 1) nach oben abgeschwemmt werden können, sondern auf grund ihrer Dichte im unteren Teil des Trichters 42 zurückgehalten werden. FIG. 4 shows an embodiment in which an outlet funnel 42 according to the invention is not designed to be continuously conical upwards (as for example in FIG. 1), but rather its upper part 44 has essentially cylindrical shapes; in order to make this possible, the outlet of the container 8 has a corresponding cylindrical connecting piece 46 . With this configuration it is achieved that small amounts of slag cannot possibly be washed away upwards along a continuously inclined funnel wall (see 14 in FIG. 1), but are retained due to their density in the lower part of the funnel 42 .
In Fig. 5 ist, in einer weitergeführten Ausge staltung nach Fig. 4, ein Auslaufstutzen 48 des Be hälters 8 unten mit einer konischen, sich nach unten erweiternden Schürze 50 versehen. Durch diese Konfigu ration wird zwischen der Schürze 50 und dem Auslauf trichter 52 ein relativ enger Ringspalt 54 geschaffen mit dem Effekt, daß nicht nur ein Hochschwemmen von Schlackensand rein mechanisch gebremst wird, sondern auch zusätzlich ein weiterer Separationseffekt entsteht durch das Wassergeschwindigkeitstsgefälle im Spalt 54 und dem darüber liegenden Ringraum 56.In Fig. 5, in a continued configuration according to Fig. 4, an outlet 48 of the loading container 8 below with a conical, flared apron 50 is provided. Through this configuration, a relatively narrow annular gap 54 is created between the apron 50 and the outlet funnel 52 with the effect that not only is the floating of slag sand braked mechanically, but also a further separation effect is created by the water velocity gradient in the gap 54 and the annulus 56 above.
Die Ausgestaltung nach Fig. 6 konkretisiert eine Weiterführung der Idee des Separationseffektes mittels eines Wassergeschwindigkeitsgefälles in dem sich nach oben erweiternden Ringspalt 58 zwischen der Auslauf schürze 62 des Behälters 8 und der wieder konisch aus gelegten Trichterwand 66. Durch die beträchtliche Querschnittsvergrößerung dieses Ringspaltes 58 und damit einhergehender Wassergeschwindigkeitsverzögerung wird der genannte Separationseffekt durch Dekantieren wesentlich begünstigt.The embodiment according to Fig. 6 specifies a continuation of the idea of the separation effect by means of a water velocity gradient in the upwardly widening annular gap 58 between the spout skirt 62 of the container 8 and the back tapered down from hopper wall 66. Due to the considerable cross-sectional enlargement of this annular gap 58 and the associated water velocity deceleration, the separation effect mentioned is significantly favored by decanting.
Fig. 7 zeigt eine Weiterführung der in Fig. 6 dargestellten Erfindungsalternative indem der er findungsgemäße Auslauftrichter 68 mit Zubehör höhen verstellbar ausgelegt ist. Ein umlaufender Faltbalg 70 ermöglicht eine entsprechende vertikale Bewegung des Systems, wobei diese vertikale Verlagerung mit Hilfe nicht dargestellter, an sich bekannte Mittel herbei geführt wird. Fig. 7 shows a continuation of the inventive alternative shown in Fig. 6 by the discharge funnel 68 according to the invention is designed to be adjustable in height with accessories. A circumferential bellows 70 enables a corresponding vertical movement of the system, this vertical displacement being brought about with the aid of means which are not shown and are known per se.
Wird der Trichter 68 nach oben verlagert, so verengt sich der Spalt 72 bei gleichzeitiger Vergrößerung des sich darüber befindlichen Wasservolumens und Höher legung der Abschlußkante 74, was, wie aus den vor stehenden Ausführungen hervorgeht, optimale Rei nigungseffekte ergibt. Diese Höhenverstellung ermöglicht es die Vorrichtung verschiedenen Sandqualitäten optimal anzupassen.If the funnel 68 is shifted upwards, the gap 72 narrows while simultaneously increasing the volume of water above it and raising the trailing edge 74 , which, as can be seen from the above statements, results in optimal cleaning effects. This height adjustment enables the device to be optimally adapted to different sand qualities.
Zwecks weiterer Optimierung des Reinigungseffektes sieht die Erfindung fakultativ ein kreisringförmiges, umlaufendes Filterelement 78 zwischen dem Auslauf stutzen 76 des Behälters 8 und dem Auslauftrichter 68 vor. Dieses Filterelement 78 das vorzugsweise als Rückhaltegitter wirkt ist im Gegensatz zu den eingangs erwähnten Filterelementen nach dem Stand der Technik keiner nennenswerten mechanischen Beanspruchung mit entsprechender Abnutzung ausgesetzt und hat vor allem nicht das Gewicht des Behälterinhaltes zu tragen.For the purpose of further optimizing the cleaning effect, the invention optionally provides an annular, circumferential filter element 78 between the outlet nozzle 76 of the container 8 and the outlet funnel 68 . In contrast to the filter elements according to the prior art mentioned at the outset, this filter element 78, which preferably acts as a retaining grid, is not exposed to any significant mechanical stress with corresponding wear and, above all, does not have to bear the weight of the container contents.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |