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Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung feurig-flüssiger Masse, z.
B. Hochofenschlacke Es ist bereits vorgeschlagen worden, feurigflüssige Masse, insbesondere
Hochofenschlacke, zur Herstellung poröser Baumaterialien od. dgl. in der Weise zum
Schäumen zu bringen, daß man Wasser durch Düsen, die sich im 'Boden eines die flüssige
Masse aufnehmenden Gießbettes befinden, unter Druck aufsteigen läßt, wobei ein Teil
des Wassers verdampft. Dieses Verfahren 'hat den Nachteil, daß das Wasser, welches
in dem behandelten Gut verblieben ist, nur schwer wieder aus diesem entfernt werden
kann. Zu diesem Zweck muß das Gut mühsam aus dem Gießbett herausgeholt und zum Trocknen
ausgebreitet werden, wodurch wiederum das Verladen des, Gutes nach dem Trocknen
erschwert wird. Dabei kann das Wasser dem Gut nur unvollkommen entzogen werden,
so daß man keine hochwertige Schaumschlacke erhält. Diese Nachteile vermeidet die
Erfindung dadurch, daß das die Schlacke zum Schäumen. bringende Mittel, z. B. Wasser,
gegen Ende des Schäumvorganges aus dem Gießbett abgelassen wird. Es sind also Vorkehrungen
getroffen, .die es ermöglichen, daß das Wasser aus dem zum Schäumen gebrachten Gut
nach untenhin austritt und abfließt. Dieser Vorgang wird dadurch gefördert, daß
die dem Gut innewohnende Wärme das nicht sofort ablaufende Wasser verdampft und
auf diese Art austreibt. Man erhält so eine hochwertige pulvertrockene Schaumschlacke,
die ohne weitere Behandlung verladen werden kann. Dies geschient gemäß einem. weiteren
Schritt der Erfindung einfach dadurch, daß das durch eine flache Wanne gebildete
Gießbett hochgekippt wird. Die fertige Schaumschlacke kann dabei aus dem Gießbett
unmittelbar
in einen Waggon rutschen, wodurch die Transportkosten
erheblich gesenkt werden. ' In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des
Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch
die Vorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel (nach Linie A-A in Fig. 3),
Fig. 2 die Vorderansicht dieser Vorrichtung, Fig. 3 die zugehörige Draufsicht, Fig.
4 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
und Fig. 5 die Vorderansicht hierzu.
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Das Gießbett wird durch eine z. B. aus Gußeisen oder Stahl:guß gefertigte
Wanne i gebildet, die um eine auf der Ausgußseite (links in Fg. i) liegende Achse
2 drehbar ist. Der Boden 3 der Wanne stützt sich nämlich auf ein fest mit ihm verbundenes
Rohr 4, das sieh in zwei Lagern 5 um die Achse 2 drehen kann. Am entgegengesetzten
Ende ruht der verlängerte Wannenboden 3 mittels einer verstellbaren Schraube 6 auf
einem Sockel 7. In der, dargestellten Arb°itsstellung der Wanne@i liegt deren Enngußende
unterhalb einer trogartigen Pfanne 8, die auf einem erhöhten Fundament 9 in zwei
Lagern io ruht und deren Länge etwa gleich der Breite der Wanne ist. Die Anordnung
ist so getroffen, daß die Pfanne in der strichpunktiert dargestellten Kippstellung
(Fig. @i) in die Wanne ausgießt. Die an dem Eingußen@de liegende Querwand ii der
Wanne ist derartig schrägangeordnet, daß die aus der Pfanne auf diese Wand stürzende
flüssige Schlacke in Richtung auf das gegenüberliegende Ausschüttende der Wanne
hingeleitet wird. Die kinetische Energie der Schlacke wird also dazu ausgenutzt,
die Schlacke über den Boden 3 hin zu verbreiten. Um diese Wirkung zu erhöhen, könnte
die Wand ii statt gerade auch entsprechend gekrümmt ausgebildet sein.' Die am Ausschüttende
befindliche Querwand 12 der Wanne i ist ebenfalls geneigt, und zwar in der Weise,
daß sie, wenn,die Wanne hochgekippt ist (wie in Fig. i mit strichpunktierten Liniendargestellt
ist), eine Rutsche für das aus der Wanne auszukippende Gut bildet.
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Im Boden 3 der Wanne i befinden sich Düsen 13,
durch die das
-Schäummittel, z. B. Druckwasser, von unten her durchzutreten vermag. Die Düsen
13 sind an mehrere unterhalb dies Bodens in der Längsrichtung der Wanne angeordnete
Rohre 14 angeschlossen, die von dem Rohr 4 ausgehen. Dieses ist auf der einen Seite
(rechts in Fig. 3) geschlossen und auf der entgegengesetzten Seite an einen Dreiwegehahn
15 angeschlossen, der über ein Rohrstück 16 und eine Stopfbüchse 17 mit einem Zuleitungsrohr
118 verbunden ist. Die Rohre 14 sind an ihrem von dem Rohr 4 abgewandten Ende durch
ein Rohr @i9 zusammengefaßt, das an dem einen Ende (rechts in Fig. 3) geschlossen
ist und am entgegengesetzten Ende über ein Absperrventil 2o in ein an den Dreiwegehahn
15 angeschlossen4es Ablaufrohr 2i mündet. (Da dieses an der Kippbewegung der Wanne
i teilnimmt, kann es natürlich nicht fest mit einer Ablaufleitung verbunden sein;
es ragt vielmehr zweckmäßig mit einem offenen Ende in einen Ablaufbehälter.)_ Der
Hahn 15 schließt in der in Fig. 3 dargestellen Lage den Anschluß des Rohres 21 ab
und stellt die Verbindung zwischen dem Zuleitungsrohr 18 bzw. dem Rohrstück 116
und dem Rohr 4 her. Durch Drehung des Hahikörpers- entgegen dem Uhrzeigerdrehs ihn
kann man sowohl ,den Anschluß des Rohres 16 als auch den des Rohres 21 verschließen.
Durch weiteres Drehen im selben Sinne wird die Verbindung zwischen .den Rohren 4
und zi hergestellt, wobei der Anschluß des Rohrstückes 16 verschlossen bleibt.
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Am Eingußende der Wanne i ist an dieser ein Berieselungsrohr 22 befestigt,
das in bekannter Weise mit Austrittsöffnungen für das. Rieselwasser versehen ist
und sich längs der Oberkante der Wand i i erstreckt. Es ist über eine ein Absperrventil
23 enthaltende Leitung 24 mit .dem Rohr 16 verbunden. Am Ausschüttende der Wanne,i
ist ein Berieselungsrohr 25 angebracht, das sich in der dargestellten Arbeitsstellung
der Wanne über den oberen Rand der Wand 12 erstreckt: Es wird von Stützen 26 getragen
und ist über eine ein Absperrventil 27 enthaltende Leitung 28 mit dem feststehenden
Rohr i8 verbunden.
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Das Kippen der Wanne i wird mittels einer nicht dargestellten Seilwinde
bewerkstelligt: Zu diesem Zweck sind an dem von der Kippachse 2 abgewandten Ende
des Wannenbodens 3 seitlich zwei Seile 9 befestigt (Fig. i), die in flicht dargestellter
Weise über Rollen an einem oberhalb der Wanne angeordneten Träger geleitet sind,
der auf beiderseits der Wanne stehenden Stützen ruht. Von dort her sind die Seile
zu der auf dem Boden stehenden Winde geführt. Selbstverständlich kann die Wanne
auch in irgendeiner anderen Weise gekippt werden. Unterhalb des Ausschüttendes der
Wanne sind Waggons- 30 zur Aufnahme des fertigen Gutes verfahrbar.
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Das Verfahren nach -der Erfindung wird in der folgenden Weise ausgeführt:
Die vom Hochofen kommende glühend-flüssige Schlacke wird zunächst in die Pfanne
8 gefüllt, wobei erstarrte Schlackenteile (Schlackendeckel) zurückgehalten werden.
Vor dem Eingießen der Schlacke in die Wanne i läßt man, während der Dreiwegehahn
15 die in Fig. 3 dargestellte-Lage einnimmt und das Ventil 2o geschlossen i-st,
aus dem Rohr 18 so viel Wasser zulaufen, daß die. Rohre 4, `i4 und i9 sowie die
Düsen 13 gefüllt sind und darüber hinaus der Boden 3 soeben benetzt ist, worauf
man durch Drehen des Dreiwegehahns,r5 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn den Anschluß
des Rohres 16 absperrt und damit :den weiteren Zulauf unterbricht. Dabei bleibt
der Anschluß des Ablaufrohres 21 verschlossen. Zweckmäßig gibt man, nachdem die
Stützschraube 6 entsprechend zurückgeschraubt ist, der Wanne i durch geringfügiges
Kippen im Uhrzeigerdrehsinn (Fig. i) eine solche Neigung, daß der Boden 3 an der
Eingußstelle etwas'stärker überflutet ist als in seinem übrigen Teil. Vor dem Eingießen
der
Schlacke werden ferner die Wände ia und 12 mittels der Rohre
22 und 25 berieselt, damit an diese keine Schlacke anbackt.
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Alsdann wird die Pfanne 8 gekippt, und die flüssige Schlacke stürzt
in einem breiten Schwall auf das Gießbett, auf dem sie sich rasch verbreitet. Dabei
kann zweckmäßig die Pfanne über das Gießbett verfahren werden. Gleichzeitig wird
durch Zurückdrehen des Dreiwegehahns in die in Fig. 3 dargestellte Stellung Druckwasser
zugeführt, das durch die Düsen 13 von untenher in die Schlackenschicht eindringt,
dort zum Teil verdampft und dadurch .die Schlacke zum Schäumen bringt.
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Gemäß der Erfindung wird nun gegen Ende des Schäumvorganges das Wasser
aus der Wanne abgelassen. Dies geschieht, indem der Dreiwegehahn 15 aus der in Fig.
3 dargestellten Lage heraus entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn so weit gedreht wird,
daß die Verbindung zwischen dem Rohr 4 und der Abflußleitung 21 hergestellt wird,
wobei der Ansc'hluß des Rohres 1,6 verschlossen wird. Das Wasser kann daher aus
den Poren der geschäumten Schlacke durch !die Düsen 13 und die Rohre 14, 4 und 21
ablaufen. Der Wärmegehalt der Schlacke bewirkt dabei, daß die in den Poren der Schaumschlacke
zurückbleibende Feuchtigkeit als. Dampf entweicht. Infolgedessen erhält man nach
kurzer Zeit einevollkommen trockenehochwertigeSchaumscblacke, die ohne weiteres
verladen werden kann. Das geschieht einfach durch Kippender Wanne um die Achse 2
mittels des Seilzuges 29 in die in- Fig. i mit strichpunktierten Linien dargestellte
Lage, wobei die Schaumschlacke über die schräge Wand 1-2 in den Waggon 3o rutscht.
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Statt die Wanne über die schräge Wand it2 zu entleeren, kann man am
Ausschüttende der Wanne auch eine verschließbare Entleerungsöffnung vorsehen. So
könnte -die Wanne am Ausschüttende z. B. eine Klappe aufweisen, deren Schwenkachse
in Höhe des oberen Randes der Seitenwände der Wanne parallel zur Kippachse 2 liegt.
Diese Klappe könnte beim Hochkippen der Wanne selbsttätig geöffnet und beim Zurückkippen
selbsttätig geschlossen werden.
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Will man die Rohre 14 durchspülen, um Verstopfungen zu vermeiden,
so öffnet man das Ventil 20 und bringt Aden Dreiwegehahn in die in Fig. 3 dargestellte
Lage. Alsdann strömt das aus der Leitung 18 zulaufende Wasser durch die Rohre 14
und das Sammelrohr i9 nach dem Ablaufrohr 21. Man könnte natürlich auch das Ablassen
des Wassers aus der Schaumschlacke gemäß oder Erfindung über das Rohr @i9 und das
Ventil 2o erfolgen lassen. Doch müßte man dann zwei entfernt voneinander liegende
Absperrglieder betätigen, nämlich ein einfaches Ventil an der Stelle des Dreiwegehahns
15 und das Ventil 2o. Den Dreiwegehahn 15 könnte man auch durch zwei Absperrglieder
ersetzen, wenn man fdie Rohre 16, 4 und 21 in einem T-Stück zusammenschlösse und
je ein Absperrglied in die Rohre 16 und 21 einbaute.
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Die Düsen 13 können auch in irgendeiner an-,deren als der dargestellten
Weise, einzeln oder in Gruppen zusammengefaßt, mit Wasser beliefert werden. jedenfalls
hat man es in der Hand, den Wasserzufluß genau nach oder Beschaffenheit der Sehlacke
zu bemessen. Es ist auch möglich, die Wasserzufuhr zu den einzelnen Düsen in der
Weise zu steuern, daß die Düsen nacheinander erst dann in Tätigkeit treten, wenn
sie von der in die Wanne hineinstürzenden Schlacke überflutet werden.
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Zweckmäßig wird man mehrere als Gießbetten dienende Wannen nebeneinander
anordnen und die Pfanne 8 in Richtung ihrer Kippachse längs dieser Wannen verfahrbar
machen. Dann kann man diese Wannen nacheinander mit Schlacke füllen. Wenn die letzte
Wanne gefüllt ist, ist die erste bereits wieder entleert, so daß sie von neuem gefüllt
werden kann. Es läßt sich also eine beträchtliche Schlackenmenge in ununterbrochener
Zufuhr vergießen.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig.4und5 untersch6det sich von.,dem
zuerst erläuterten im wesentlichen nur dadurch, daß die Zufuhr des Schäummittels
zu den einzelnen Düsen 13 nicht- durch von dem Rohr 4 ausgehende Rohre erfolgt,
sondern zur Verteilung des Wassers auf die Düsen die Wanne mit einem Doppelboden
versehen ist. Es befindet sich nämlich unterhalb des die Düsen (1'3 enthaltenden
Bodens 3 ein zweiter Boden 31, der mit: dem Boden 3 zu einem allseitig geschlossenen
Behälter vereinigt ist. Vorkehrungen zum Durchspülen, wie sie bei dem ersten Beispiel
in Gestalt des Rohres 19 und des Ventils 2o vorgesehen sind, sind bei dfesem Ausführungsbeispiel
nicht dargestellt. Wie Fig.4 erkennen läßt, ist der d',ie Düsen enthaltende Boden
3 ein von Iden übrigen Teilen der Wanne gesonderter Teil und mit ihnen lösbar; z.
B. mittels Flanschen, verbunden. Dies hat den Vorteil, daß der Boden 3, der besonders
starker Abnutzung unterworfen ist, leicht ausgewechselt wer(dien kann.
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Um die Hubarbeit beim Entleeren der Wanne zu verringern, verlegt man
vorteilhaft die Kippachse nahe unter den Schwerpunkt der gefüllten Wanne, zweckmäSig
aber so, daß noch ein geringes Moment verbleibt, das die Wanne in der Arbeitsstellung
zu halten sucht. Um ein ungewolltes Umkippen der Wanne, vor allem beim Eingießen
der Schlacke, zu vermeiden, bringt man eine Haltevorrichtung an, die vor dem Kippen
der Wanne gelöst wird. Auch bei dieser Anordnung legt man das Zuführungsrohr für
das Schäummittel so, daß seine Achse mit der Kippachse zusammenfällt. Von diesem
Rohr müssen dann natürlich nach beiden Richtungen hin Rohre zu den Düsen verlaufen,
und wenn man das Durchspülen dieser Rohre ermöglichen will, müssen zwei dem Rohr
i9 in Fig. i entsprechende Sammelrohre an den voneinander abgekehrten Enden der
durchzuspülenden Rohre angeordnet sein. Unterhalb des Ausgußendes der Wanne bringt
man, um eine Beschädigung der Zuführungsrohre zu vermeiden, zweckmäßig einen Puffer
an.
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Die Kippachse der Wanne kann statt quer zur Eingußrichtung auch parallel
zu dieser liegen, je nachdem, wie es die örtlichen Verhältnisse, insbesondere
die
Zu- und Abfahrt der Beförderungsmittel für die Schaumschlacke, zweckmäßig erscheinen
lassen. Dabei kann die Kippachse unterhalb des Randes,des Wannenbodens oder auch
nahe unter dem Schwerpunkt der Wanne liegen.