DE722674C

DE722674C - Process for the production of tempered blast furnace slag moldings

Info

Publication number: DE722674C
Application number: DEE54071D
Authority: DE
Inventors: Adolf Thomas
Original assignee: EISENGIESSEREI; ESCH WERKE K G MASCHINENFABRIK
Current assignee: EISENGIESSEREI; ESCH WERKE K G MASCHINENFABRIK
Priority date: 1940-10-18
Filing date: 1940-10-18
Publication date: 1942-07-17

Description

Verfahren zur Herstellung von getemperten Hochofenschlackenformlingen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Hochofenschlacke, insbesondere von solchen Schlacken, die aus dem sauren Schmelzprozeß im Hochofen herrühren, also ein ungünstiges Verhältnis von Kalk zu Kieselsäure aufweisen.Process for the production of tempered blast furnace slag moldings The invention relates to a method for casting blast furnace slag, in particular from such slag that comes from the acidic smelting process in the blast furnace, that is have an unfavorable ratio of lime to silica.

Die Herstellung von Beton- und Straßenbaumaterialien, wie Packlage, Schotter und Splitt, aus Hochofenschlacke bedingt ein möglichst zähes, kristallinisch einwandfreies Gefüge. Weiche, sehr geringe Druckfestigkeit aufweisende Baustoffe sind ebenso schlecht zu gebrauchen wie spröde, glasartig zerspringende Materialien, die unter der Straßenwalze sowie bei späterem Verkehr zu Grus und Staub zertrümmert werden.The production of concrete and road construction materials, such as packaging, Gravel and grit, made from blast furnace slag, make it as tough and crystalline as possible perfect structure. Soft building materials with very low compressive strength are just as bad to use as brittle, glass-like shattering materials, which is smashed to gravel and dust under the road roller and in later traffic will.

Je nach der Zusammensetzung der Hochofenschlacke und der Art des Gießens und Erkaltens derselben zeigen sich aber die vorgenannten nicht erwünschten Merkmale, die eine Verwendung für Bauzwecke ausschließen. Zu hoher Kalkgehalt ergibt eine weiche und leicht zerfallende Schlacke von geringer Druckfestigkeit. Schlacken mit geringem Kalkgehalt im Verhältnis zu ihren sonstigen Bestandteilen, insbesondere zu Kieselsäure, werden leicht spröde und glasig. Letzteres wird noch durch ein allzu schnelles Abkühlen oder Abschrecken begünstigt.Depending on the composition of the blast furnace slag and the type of casting and cooling of the same, however, the aforementioned undesirable features appear, which exclude use for building purposes. Too high a lime content results in a soft and easily disintegrating slag with low compressive strength. Slag with low lime content in relation to its other components, in particular to silica, become easily brittle and glassy. The latter is compounded by an all too rapid cooling or quenching is favored.

Flüssige Schlacken mit einem ungünstigen Verhältnis von Kalk zu Kieselsäure, also mit einer sog. niedrigen Schlackenziffer, vom sauren Schmelzprozeß im Hochofen herrührend, bedürfen einer sorgfältigen Bearbeitung, falls die später erstarrte Schlacke die für Bauzwecke notwendigen Eigenschaften aufweisen soll.Liquid slags with an unfavorable ratio of lime to silica, thus with a so-called low slag figure, from the acid melting process in the blast furnace originating, require careful processing, in case that later solidified Slag should have the properties necessary for construction purposes.

Die Zusammensetzung der Schlacke kann bekannterweise durch größere oder kleinere Beimischungen, sog. Impfung, verändert werden. Es handelt sich dabei in erster Linie um Kalkzuschläge, Soda, 'Sodaschlacke usw. Je nach dem durch den Möller des Hochofens bedingten Zustand der Schlacke sind aber sehr große Mengen von Zumischungen erforderlich, welche die Selbstkosten merklich in die Höhe treiben. Aus dieser Erwägung heraus hat die Art des Gießens und Erkaltens der Hochofenschlacke und besonders derjenigen mit niedriger Schlackenziffer eine erhöhte Bedeutung. Vorbedingung ist außer einer guten Entgasung eine möglichst langsame, gleichmäßige Erstarrrungszeit, wodurch ein gewisses Durchtempern zur Erzielung eines einwandfreien kristallinischen Gefüges erreicht wird.The composition of the slag can, as is known, by larger or smaller admixtures, so-called vaccinations, are changed. These are primarily about lime aggregates, soda, 'soda ash, etc. Depending on the by the However, the state of the slag, which is conditioned by the furnace, is very large of admixtures required, which significantly lower the cost in soar. For this reason, the type of pouring and cooling has the blast furnace slag and especially those with a low slag figure increased importance. In addition to good degassing, a prerequisite is as slow as possible, uniform solidification time, which means a certain amount of heat treatment to achieve a perfect crystalline structure is achieved.

Es haben sich nun die verschiedensten Arten der Gießtechnik von Hochofenschlacken herausgestellt, wobei das Gießen in sog. Schlackenbetten die meiste Verbreitung gefunden hat. Diese Schlackenbetten sind aber für die Schlacken mit niedriger Schlackenziffer ungeeignet, da die durch das weitläufige Ausfließen bedingte große Oberfläche eine zu schnelle Abkühlung und Erstarrung bewirkt. Eine spröde, glasige und daher ungeeignete Schlacke ist das Ergebnis, -welches man mit allerdings nur teilweisen Erfolgen dadurch zu verbessern suchte, daß man mehrere Lagen in gewissen Zeitabständen übereinander gegossen hat und die Stärke der einzelnen Lagen bis auf 5oo mm und mehr steigerte. Abgesehen davon, daß auch bei solch dicken Schichten, insbesondere zum auslaufenden Rand hin, noch große Mengen glasiger Schlacke sich bilden, bereitet das Ausbrechen der waagerecht übereinanderliegendenSchlackenschichten von etwa 2 bis 3 m Gesamthöhe große Schwierigkeiten.There are now the most varied types of casting technology for blast furnace slag highlighted, with pouring in so-called slag beds the most common has found. However, these slag beds are for the slag with a low slag figure unsuitable because the large surface caused by the extensive outflow creates a too rapid cooling and solidification causes. A brittle, glassy and therefore unsuitable one Slag is the result, -which, however, can only be achieved with partial success I tried to improve by placing several layers on top of one another at certain time intervals poured and increased the thickness of the individual layers up to 500 mm and more. Apart from the fact that even with such thick layers, especially to the expiring Towards the edge, large quantities of glassy slag are still forming, preparing to break out the horizontally stacked slag layers with a total height of about 2 to 3 m great difficulties.

Vielfach wird das Durchtempern der Schlacke dadurch begünstigt, daß die flüssige Schlacke in besondere Formen gegossen wird, deren Größen der erwünschten Erstarrungszeit angepaßt sein müssen. Dieses Verfahren bedingt natürlich einen großen Bedarf an Formen sowie Raum für deren Aufstellung und ist nur bei kleinen Leistungen notgedrungen zu gebrauchen.In many cases, the slag tempering is promoted by the fact that the liquid slag is poured into special molds, the sizes of which are the desired Solidification time must be adapted. Of course, this procedure requires a large one There is a need for shapes and space for their installation and is only available for small services forced to use.

Ein weiteres Verfahren für das Tempern der gegossenen Hochofenschlacke ist beim Gießen von Formsteinen bekannt. Hierbei werden die Formlinge einschließlich der Formen in heiße Schlacke allseitig eingebettet, wobei natürlich die Erstarrungszeit der eigentlichen Formlinge sehr verlängert wird. Die Formen sind bei diesem Verfahren aus Stahl oder Gußeisen.Another method for tempering the cast blast furnace slag is known in the casting of shaped stones. Here, the moldings are inclusive of the forms embedded in hot slag on all sides, whereby of course the solidification time the actual briquettes is very elongated. The shapes are with this procedure made of steel or cast iron.

Auch das Gießen von flüssiger Hochofenschlacke in ton- oder kalkhaltige Formen ist bekannt. Diese Arbeitsweise wurde noch durch ein weiteres Verfahren ergänzt, gemäß welchem die Formen ebenfalls aus gegossener Hochofenschlacke hergestellt werden. Nach deren Erstarren wurden dieselben dann mit heißer, flüssiger Schlacke gefüllt. Um ein besseres Lösen der gegossenen Formlinge aus der Schlackenform zu erreichen, wurde letztere mit einem besonderen Überzug versehen.Also pouring liquid blast furnace slag into clay or limestone Forms is known. This working method was supplemented by a further procedure, according to which the molds are also made from cast blast furnace slag. After they had solidified, they were then filled with hot, liquid slag. In order to achieve a better release of the cast briquettes from the slag mold, the latter was given a special coating.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung will nun auch ein Durchtempern der Schlacke erreichen. Bei der Erfindung ist jedoch berücksichtigt, daß auch für große Schlackenmengen mit einem ungünstigen Verhältnis von Kalk zu Kieselsäure auf einfache Weise ein gut getempertes, festes und dichtes, kristallinisch einwandfreies Gefüge gewährleistet wird. Das Verfahren bezweckt eine schichtweise, nebeneinanderliegende Gießweise unter Verwendung zweckentsprechender Einrichtungen. In ein bekanntes waagerechtes Gießbett werden in bestimmten Abständen Zwischenwände eingesetzt, zwischen welche die Schlacke gegossen wird. Nach deren. Erkalten werden die Zwischenwände entfernt,- während die Schlackengußkörper stehenbleiben. Die zwischen diesen Schlackenwänden sich ergebenden Zwischenräume werden wieder mit flüssiger Schlacke vollgegossen, so daß-nach deren Erkalten das Gießbett mit leicht herausnehmbaren getemperten Schlackenformlingen bzw. Wänden angefüllt ist.The method according to the present invention now also aims to heat through reach the slag. In the invention, however, it is taken into account that also for large amounts of slag with an unfavorable ratio of lime to silica simple way a well tempered, solid and dense, crystalline perfect Structure is guaranteed. The aim of the process is to lay one next to the other in layers Casting using appropriate facilities. In a known level Casting bed partitions are used at certain intervals, between which the slag is poured. After their. The partition walls are removed when they cool down, while the slag cast bodies stop. The one between these cinder walls the resulting gaps are again filled with liquid slag, so that-after they have cooled down the casting bed with easily removable tempered slag moldings or walls is filled.

Die Fig. i bis ¢ der Zeichnung zeigen Längsschnitte des in der Längstiefe und Breite verschieden großen Schlackenbettes. In Fig. i ist dargestellt, wie durch den Einbau von besonders durchgebildeten Zwischenwänden u oße, lan '2 ge Kammern mö " - 1 ichst entsprechend dem Inhalt der Schlackenpfannen gebildet werden, in die gemäß Fig. 2 die flüssige Schlacke gegossen wird. Nach einer gewissen Erstarrungszeit werden die eingesetzten Zwischenwände durch einen Kran o. dgl. herausgehoben, so daß wieder gleich große Kammern entstehen (Fig.3), die dann durch weitere flüssige Schlacke (Fig. q.) vollgegossen werden. Bei diesem Verfahren ist die außenliegende Oberfläche sehr gering, so daß in Verbindung mit der darunter befindlichen hohen Lage heißer Schlacke nur eine langsame Erstarrung stattfinden und infolgedessen eine glasige Schicht nicht gebildet werden kann. Die sich an den Seitenflächen der im ersten Guß entstandenen Zwischenwände zeigende dünne, glasige Schicht wird durch das Eingießen neuer Schlacke wieder aufgetempert, so daß mit einem Höchstanteil von hochwertiger Schlacke zu rechnen ist. Diese oben bezeichnete dünne, glasige Schicht kann ebenfalls durch entsprechende Wahl des Materials der eingesetzten Zwischenwände (Fig. i) sowie deren Temperatur günstig beeinflußt werden. Da beim Vollgießen (Fig. ¢) der sich beim ersten Gießen (Fig.2) ergebenden Schlackenwände (Fig.3) keine feste Verbindung zwischen den einzelnen Wänden eintritt, zeigen sich beim Enderstarrungszustand über die ganze Schlackenbreite lange Spalten, die ein leichtes Ausbrechen gestatten. Querrisse innerhalb der einzelnen Schlackenwände begünstigen die Abräumarbeit, die noch mittels Sprengwirkung durch Einspritzen von Wasser in die Fugen und Risse beschleunigt werden kann. Hierbei ist allerdings darauf zu achten, daß die Wassereinwirkung erst beginnen darf, wenn die Kristallisation des Schlackengefüges eingetreten ist. Zu bemerken ist noch, daß die Grundfläche des -Schlackenbettes in -bekannter Weise mit Schlackensplitt versehen wird.FIGS. 1 to 1 of the drawing show longitudinal sections of the slag bed of different sizes in terms of longitudinal depth and width. In Fig. 1 it is shown how by the installation of specially designed intermediate walls u oße, long 2 ge chambers can be formed according to the contents of the slag pans into which the liquid slag is poured according to FIG After a certain solidification time, the inserted partition walls are lifted out by a crane or the like, so that chambers of the same size are created again (Fig. 3), which are then filled with further liquid slag (Fig. q.) In this process, the outer surface is very little, so that in connection with the high layer of hot slag underneath, only a slow solidification takes place and as a result a vitreous layer cannot be formed new slag is heated up again, so that a maximum proportion of high-quality slag can be expected A thin, glassy layer can also be created by choosing the appropriate material for the partition walls used (Fig. i) and their temperature can be influenced favorably. Since the slag walls (FIG. 3) resulting from the first casting (FIG. 2) do not form a solid connection between the individual walls when the slag is completely poured (FIG. 3), long gaps appear over the entire slag width in the final solidification state, which allow it to break out easily . Transverse cracks within the individual slag walls facilitate the clearing work, which can be accelerated by means of an explosive effect by injecting water into the joints and cracks. Here, however, it must be ensured that the action of water may only begin when the slag structure has crystallized. It should also be noted that the base of the slag bed is provided with slag chippings in the known manner.

Claims

PATRNTANSPRUCII: Process for the production of tempered blast furnace slag moldings in a horizontal casting bed, characterized in that appropriately designed Partition walls are inserted and the distances between them are filled with liquid slag, that after the slag has cooled, the partition walls are removed, while the cast slag body stand still, and that in their now resulting interstices hot, liquid Slag is poured.