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Vorrichtung zum Schäumen oder Granulieren von Hochofenschlacke od.
dgl.
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Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen, durch
die geschmolzene e Hochofenschlacke oder ein anderes geeignetes schmelzflüssiges
Material geschäumt oder granuliert und gegebenenfalls noch weiter behandelt werden
kann.
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Zum Schäumen geschmolzenen Materials bediente man sich bisher verschiedenartiger
Vorrichtungen.
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In der Mehrzahl der Fälle wurde die geschmolzene Schlacke oder anderes
Material in einer abgemessenen Wassermenge in einer Reihe von Behältern in Berührung
gebracht, die gewöhnlich als Zellen sich drehender Räder angeordnet waren.
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Solche Vorrichtungen sind als sogenannte Schäumräder bekannt. Eine
andere Vorrichtung der Vielzellenbanart besteht aus einem Förderrad mit tiefen Eimern
an Förderketten. Schäumvorrichtungen der genannten Art zeigten in der Praxis beträchtliche
Nachteile.
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Bei keiner dieser Vorrichtungen war dem Material die Möglichkeit
gegeben, den Schäumvorgang zu vollenden. Kaum hatte das Schäumen begonnen, so mußte
das Material die Vorrichtung schon wieder verlassen, nur zu oft, ohne daß der Schäumvorgang
beendet war.
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Ein anderer wesentlicher Nachteil bestand darin, daß das geschäumte
Material beim Verlassen der Vorrichtung noch in einem halb geschmolzenen, bildsamen
Zustand war und in diesem Zustand in eine Grube oder auf einen Förderer geworfen
wurde, wobei ein beträchtlicher Anteil seiner Zellen zerstört und statt dessen dichte
Klumpen erzeugt wurden. Diese beiden Vorgänge führten zu einer Erhöhung des spezifischen
Gewichts.
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Ein anderer Nachteil verschiedener bekannter Schäumvorrichtungen
besteht in ihrem beträchtlichen Platzbedarf, insbesondere wenn sie mit einer zusätzlichen
Fördervorrichtung benutzt werden.
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Das Schäumen des geschmolzenen Materials an seinem Entstehungsort
war oft ein unlösbares Problem wegen des Mangels an verfügbarem Platz.
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Noch eine andere bereits vorgeschlagene Methode zur Herstellung von
Schaumschlacke besteht darin, daß man ein Schäummittel an die Schlacke von allen
Seiten heranführt, von unten her durch Löcher im Boden und den Seitenwänden des
Behälters und von oben mittels Düsen od. dgl. Zur Durchführung dieses Verfahrens
bediente man sich einer Vielzahl flacher Behälter oder Pfannen mit flachem durchlöchertem
Boden und durchlöcherten Seitenwänden, wobei diese Pfannen aneinandergereiht waren
in Form einer beweglichen endlosen Kette. Es ist offenbar, daß eine solche Vorrichtung
ungeeignet ist, eine Wasserschicht zu tragen, denn das Wasser entweicht ja durch
den durchlöcherten Boden und die Seitenwände der Pfannen.
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Demgegenüber besteht das Neue an der erfindungsgemäßen Vorrichtung
darin, daß sie eine Wasserschicht und eine im folgenden als Wasserbehandlungszone
bezeichnete Zone aufweist, in die das geschmolzene Material eingeführt wird. Beim
Schäumen z. B. von Hochofenschlacke braucht diese Wasserschicht nur verhältnismäßig
dünn zu sein.
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Je nach der physikalischen Beschaffenheit der Mineralien wird entweder
nur ein Wasserfilm oder eine dickereWasserschicht benötigt. Für das Granuliegen
sind weitere Wassermengen erforderlich.
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Eine Ausführungsform der neuen Vorrichtung umfaßt ein endloses Förderband,
auf dem vermöge der Anbringung von Seitenplatten od. dgl. und der Regelung der Wasserzufuhr
und der Förderer geschwindigkeit einWasserfilm erzeugt und erhalten wird an dem
Punkt, an dem das geschmolzene Material auf den Förderer aufgebracht wird. Bei einer
anderen Ausführungsform der Vorrichtung wird ein Teil der Arbeitsbahn des Bandes
so geführt, z. B. durch entsprechend geformte Tragrollen, daß eine Vertiefung oder
Tasche e in der oberen Tragfläche zur Aufnahme des Wassers, welches durch Seitenplatten
oder andere geeignete Mittel am Abfließen gehindert wird, gebildet wird.
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Einige Ausführungsformen von erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtungen
sollen im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnungen beschrieben werden. In
diesen ist Fig. I eine schematische Darstellung einer solchen Vorrichtung von der
Seite gesehen; Fig. 2, 3 und 4 sind Querschnitte nach Linie A-A in Fig. I und zeigen
verschiedene mögliche Ausführungsformen baulicher Einzelheiten der Vorrichtungen
; Fig. 5, 6 und 7 sind Darstellungen ähnlich derjenigen von Fig. I, die verschiedene
Ausführungs formen zeigen und von denen die Vorrichtungen nach Fig. 7 zum Granulieren
dienen; Fig. 8 und 8 a sind Darstellungen im rechten Winkel zueinander, letztere
im Schnitt, und zeigen eine bauliche Einzelheit, die beispielsweise für die Vorrichtung
nach Fig. 6 und 7 bestimmt ist; Fig. 9 bis I3 sind schematische Darstellungen baulicher
Einzelheiten der Vorrichtungen nach der Fig. I, 5, 6 oder 7; Fig. 14 ist ein Grundriß
der in Fig. 3 gezeigten Teile; Fig. 15 ist eine schematische Darstellung und zeigt
in Seitenansicht noch eine andere Ausführungs form der Vorrichtung; Fig. I6 ist
eine ähnliche Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung, die auch Mittel
enthält, um das darin granulierte Material zu trocknen.
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Die Ausführungsform nach Fig. 1 umfaßt ein endloses Förderband I,
auf dem unter gleichzeitiger Regelung der Wasserzufuhr aus einer Zuführvorrichtung
2 und dier Geschwindigkeit des Förderers ein Wasserfilm erzeugt und erhalten wird
an einer Stelle, an der das geschmolzene Material durch eine Zuführvorrichtung 3
auf den Förderer gebracht wird.
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Es können, wenn nötig, an den Seiten des Förderers Mittel vorgesehen
werden, um das s-eitliche Entweichen von Wasser aus der Wasserbehandlungszone zu
verhindern.
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Die schematischen Darstellungen in den Fig. 3, 4 und I2 zeigen beispielsweise
geeignete Mittel, um das Wasser auf dem Förderer zu halten. Wie in Fig. 3 ersichtlich,
sind Seitenplatten4 vorgesehen. die in körperlicher Berührung mit den Seiten des
Förderbandes stehen; in Fig. 4 ist dem Förderband 1 I durch Verwendung von Stützrollen
5 mit eingebuchteter Oberfläche eine Trogform gegeben, während das Förderband nach
Fig. 12 aufrecht stehende Teile 6, 6 an den beiden Rändern besitzt.
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Verschiedene Aus führungs formen der Wasserzuführvorrichtung 2 sind
in den Fig. 2, 3, 4 und 14 dargestellt. Die Fig. 2 und d, 4 zeigen beide eine Vorrichtung
mit einer einzigen längsweise gerichteten Düse 2c, während die Fig. 3 und der Grundriß
in Fig. I4 eine Vielzahl von Düsen 2b zeigen, die in der Längsrichtung des Förderers
angeordnet sind.
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In den Fig. 2 und 3 bezeichnet das Bezugszeichen 7 einen Trichter
zum Sammeln des überschüssigen Wassers. Bei der Ausführungsform der Vorrichtung
nach Fig. 5 ist das Förderband I geneigt angeordnet, und durch eine Platte 8 od.
dgl., die in körperlicher Berührung mit dem Förderband steht, ist eine zur Aufnahme
von Wasser bestimmte Tasche gebildet, die die Wasserbehandlungszone darstellt, wobei
seitlich wieder Mittel vorgesehen sein können, um das Wasser in der Tasche zu halten.
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Bei der Ausführungsform in Fig. 6 ist ein Teil des Arbeitstrums des
Förderers z. B. durch eine geeignet gestaltete Tragrolle oder andere geeignete Mittel
so geführt, daß eine Einbuchtung g in der oberen Bahn des Förderers gebildet wird
zur Aufnahme von Wasser, das aus der Vorrichtung 2 aufgegeben und durch Seitenwände
(nicht gezeichnet) darin zurückgehalten wird.
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Fig. 7 zeigt als Ausführungsbeispiel eine zum Granulieren bestimmte
Vorrichtung, bei der
der Arbeitstrum des Förderers in geeigneter
Weise geführt ist, um eine Tasche g zu bilden, die, wie gezeigt, ziemlich tief ist,
um eine reichlicheWassermenge aufzunehmen und den Granuliervorgang durchführen zu
können. In diesem Falle ist der ganze Förderer geneigt angeordnet, und der Trichter
7, der das überschüssige Wasser aufnimmt, ist durch ein Rohr 10 mit einer Pumpe
II verbunden, die das Wasser durch Rohr II' der Aufgabevorrichtung 2 zwecks Wiederverwendung
zuführt.
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Auch hier können Seitenplatten 4 gemäß der Erfindung mit Vorteil
vorgesehen werden, in denen die seitlichen Ränder des Förderbandes laufen und geführt
werden. Die Fig. 8 und 8a zeigen eine solche Seitenplatte 4 mit einer Nut 13, die
in geeigneter Weise gekrümmt ist, um das Förderband an der Stelle, an der die Tasche
g ist, zu führen.
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Förderer, die einen Teil der erfindungsgemäß neugestalteten Vorrichtung
bilden, können aus Bändern mit endlosen Oberflächen bestehen und aus Stahl oder
anderem geeignetem, gegen die Einwirkung von Hitze und Wasser widerstandsfähigem
Material hergestellt sein; es können mit Vorteil auch aus Gliedern zusammengesetzte
Gurtförderer mit Vorteil verwendet werden. Beispielsweise Ausführungsformen solcher
Gurtförderer sind in den Fig. 9, 10 und II schematisch dargestellt.
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Es kann wünschenswert sein, Mittel vorzusehen, um den Abfluß der
den Förderer durch das geschmolzene Material zugeführten Wärme zu begünstigen und
den Förderer gegen Ausbeulen durch die große Hitze zu versteifen. So z. B. können
Querstreben von winkelförmigem Querschnitt (wie bei I4 in den Fig. 9 und Io gezeigt)
oder von anderem Querschnitt an der Unterseite des Förderers, nämlich an seiner
Unterseite in der Arbeitszone, vorgesehen werden, oder es können in dem Förderer
leichte Wellungen, wie bei 15 in Fig. I I gezeigt, gebildet werden, um die nötige
Versteifung zu erzielen.
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Bei den erfindungsgemäß gestalteten Vorrichtungen wird das geschäumte
oder granulierte Material selbsttätig durch den Förderer aus der Wasserbehandlungszone
e ausgetragen. Das Austragen kann, insbesondere wenn der ganze Förderer, wie in
Fig. 5 und 7 gezeigt, geneigt angeordnet ist, begünstigt werden durch Pflöcke 13
oder ähnliche Vorsprünge, die auf dem Förderband I angebracht sind, wie in Fig.
I3 gezeigt.
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Die zum Schäumen des Materials benötigte Wassermenge, die immer in
der Wasserbehandlungszone vorhanden sein muß, ist vergleichsweise gering, und die
Wasserschichten bzw. Taschen, in denen das Wasser ist, sind gewöhnlich ziemlich
flach. Zum Granulieren des Materials ist jedoch eine ziemlich große Wassermenge
e erforderlich, und hierfür kann Vorsorge dadurch getroffen werden, daß man die
Tiefe und damit die Wa&seraufnahmefähigkeit der betreffenden Wassertasche vergrößert.
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In manchen Fällen kann die Wasserbehandlungszone dadurch geschaffen
werden, daß man das zum Auflockern oder Granulieren bestimmte Ende des Förderbandes
durch ein Wasserbad leitet, wie in Fig. I5 schematisch dargestellt; auf diese Weise
kann die Wassertiefe in der Behandlungszone leichter geregelt werden, und die Schwierigkeiten,
die mit dem Auffangen und Ab führen des überschüssigen Wassers verbunden sind, können
umgangen werden. Die wirksame Wassertiefe in der Wasserbehandlungszone kann geregelt
und eingestellt werden durch Heben oder Senken des Wasserbades I7 relativ zum Förderer
I.
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Schäumvorrichtungen, wie sie früher benutzt wurden, hatten gewöhnlich
ziemlich große Ausmaße, um für das Material genügenden Fassungsraum zu bieten und
ihm möglichst lange Zeit für den Schäumvorgang in der Vorrichtung zu lassen und
damit einer Zerstörung der noch bildsamen Zellenwandungen des Materials, vorzubeugen.
So z. B. erfordern Vorrichtungen von der Art der sogenannten Schäumräder beträchtlichen
Raum nach oben, und es wird bei diesen der Raumbedarf ebenso wie die Kosten der
Errichtung und des Betriebes der Anlage noch erhöht, wenn ein Förderer zusätzlich
beigegeben werden muß, der dazu bestimmt ist, das geschäumte, bildsame Material
aus dem Schäumrad aufzunehmen und ihm Gelegenheit zu geben, sich abzukühlen und
zu erstarren, bevor es in Förderwagen verladen oder in anderer Weise weggeführt
wird. Demgegenüber genügt gemäß vorliegender Erfindung eine einzige in sich geschlossene
Vorrichtung, um zwei verschiedene Aufgaben zu erfüllen, wozu sonst zwei verschiedene
Vorrichtungen benötigt werden, nämlich eine Vorrichtung zum Schäumen oder Granulieren
und eine V, orrichtung, um das Material anschließend zu kühlen oder sonstwie weiterzubehandeln.
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Da man das Material am vorteilhaftesten an seinem Entstehungsort
gleich schäumt, ist Platz nach oben von großer Wichtigkeit; die gemäß der Erfindung
gestaltete Vorrichtung bietet in dieser Beziehung große Vorteile, weil sie so wenig
Platz in der Höhe benötigt und es ermöglicht, das Material gleich am Ofen zu schäumen,
was bisher unmöglich war. Weiterhin kann die Leistungsfähigkeit einer erfindungsgemäß
gestalteten Schäumanlage in einfacher Weise durch Verbreitern des Förderbandes vergrößert
werden; dabei wird seine Gesamthöhe nicht vergrößert, denn die Tiefe der Wassertasche
wird hauptsächlich bestimmt durch die Wassermenge, die in der Zeiteinheit benötigt
wird, um das geschmolzene Material zu schäumen oder zu granulieren.
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Das geschäumt Material wird durch den Förderer aus der Wasserbehandlungszone
ausgetragen, auf dem es bis zur Vollendung des Schäumvonganges verbleibt, bis es
fest geworden und abgekühlt ist, ohne daß dabei die zellförmige Struktur des Materials
beschädigt wird. Die in den verschiedenen Stufen der gesamten Behandlung erforderliche
Zeit kann durch die Geschwindigkeit des Förderers geregelt werden, der stetig oder
absatzweise angetrieben werden kann; in gleicher Weise kann die Behanidlaing des
Mlaterilals in den
einzelnen Stufen beeinflußt werden durch die
Form und Abmessungen der einzelnen Teile der Vorrichtung, die die Wasserbehandlungszone
bilden, ebenso durch die Länge des Teiles des Förderers, der noch verfügbar ist,
um das Material auszutragen, nachdem es die Wasserbehandlungszone velassen hat.
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Wei'te:rhtn lcann der Förderer das geschäumte oder granulierte Material
noch durch eine Trockenvorrichtung, einen Offen oder andere Behandlungsvorrichtung
hindurchführen und es schließlich als Endprodukt in die dafür vorgesehenen Behälter
abliefern.
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Eine Ausführungsform der Vorrichtung, die insbesondere zum Granulieren
bestimmt ist, ist in Fig. I6 gezeigt. Dort sind ein Teil der Schurre 3 (oder die
ganze Schurre, durch die das geschmolzene Material dem Förderer zugeführt wird)
und ein Teil des Förderers I (oder der ganSze Förderer) in einen Tunnel 18 eingeschlossen,
durch den Lufthindurchgeführt wird, z. B. mittels eines am Ausgang des Tunnels aufgestellten
Gebläses.
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Die über die Schurren 3 hinwegstreichende Luft wird durch das geschmolzene
Material erwärmt und übt eine trocknende Wirkung auf das granulierte Material aus,
das aus der Wasserbehandlungszone 9 komt und vom Förderer 1 ausgetragen wird.
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Wenngleith die erfindugsgemäß gestaltete Vorrichtung in erster Linie
dazu bestimmt ist, die früher gebräuchlichen vorrichtungen anhaftenden Nachteile
zu beseitigen, kann es doch wünschenswert sein, sie noch im Verbindung mit anders
gestalteten Vorrichtungen zu verwenden, so z. B. kann das Mateial zunächst in einem
Schäumrad bekannter Art vorgeschäumt und dann in die Wassertasche des Förderers
eingebracht werden, in der eine geringe zusätzliche Wassermenge dias Schäumen des
Materials fortsetzt, das anschließend aus oder Tasche durch' den Förderer ausgetragen
wird.