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Verfahren zum Herstellen von Sdiaumsdilacke Zur Herstellung von Schaumschlacke
aus geschmolzenen Schlacken od. dgl. Schmelzflüssen ist es bekannt, die geschmolzene
Schlacke schnell als geschlossene Schicht auf ein mit einem Wasserfilm bedecktes
Bett auszukippen unct dann durch ein in dem Bett vorhandenes Düsensystem Wasser
unter Druck der Unterseite des Schlackenteppichs zuzuführen, das durch die flüssig
heiße Schlacke verdampft, unter dem sich ergebenden Dampfdruck durch die Schlacke
hindurchgepreßt wird und diese dabei schaumartig aufbläht. Das Aufschäumen erfolgt
dabei plötzlich, und mit dem Erreichen des Höhepunktes tritt ein erhebliches Zusammenfallen
ein, d. h. der Schaum setzt sich ab. Man hat diesen Vorgang beim Verschäumen
von Schlacke bisher als unvermeidliche Erscheinung hingenommen. Dieses Absetzen
ist eine Fo#lge des hochplastischen Zustandes des Schaumes im Augenblick seiner
Entstehung und wird verursacht durch das Eigengewicht des Schaumes, durch welches
die noch plastische, weiche, schaumige Unterschicht zusammengedrückt wird, bis durch
die Luft eine zur Verfestigung führende Abkühlung eingetreten ist.
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Zum Aufbrechen des auf diese Weise erhaltenen Schaumteppichs ist es
ferner bekannt, nach dem Glüherhärten dieser Masse eine weitere Wassermenge
durch
das Düsensystem der Unterseite der Schaumschlacke zuzuführen, durch die die Schlacke
in Teilstücke von unmittelbar weiter verwendbarer Größe aufgesplittert wird., Es
hat sich nun gezeigt, daß den nach den bekannten Verfahren erhaltenen Schaumschlacken
ein weiteres An-,vendungsgebiet als hochisolierenden Leichtzuschlagstoff erschlossen
werden kann, wenn das Volumen der plastischen Schaummasse sonahe wie nur möglich
dem Volumen des Verschäumungshöchstpunktes erhalten, d. h. die geschäumte
Masse im größten Schäumungsvolumen zum Erstarren gebracht und ein Absetzen verhindert
wird. Es ist ebenso wichtig, jedwede Glüherhärtung so schnell wie möglich auszuschalten.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß beim Herstellen von Schaumschlacke
durch schnelles Auskippen der flüssigen Schlacke auf ein mit einem Wasserfilm bedecktes
Bett und anschließender Wasserzufuhr von der Unterseite des Bettes zum Aufschäumen
der Schlacke die Wasserzufuhr mit dem Erreichen des Höhepunktes des Verschäumens.
nicht nur fortgesetzt, sondern unter höherem Druck noch bedeutend gesteigert wird,
um die Schaummasse in diesem Zustand so schnell wie möglich zum Erstarren zu bringen
und somit ein Absetzen und Glühen bzw. jede Glüherhärtung zu verhindern.
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Es wird hierdurch der plastische Zustand, welcher das Absetzen und
das zu einer Steigerung des Raunigewichtes führende Absetzen zuläßt, bereits im
Höhepunkt des Verschäumens schnellstens ausgeschaltet und die Schaummasse in diesem
Zustand zum Erstarren gebracht. Es ergibt sich ein nasses, hochporöses, hellfarbiges
Material mit sehr dünnen Zellenwänden, das außerordentlich leicht brüchig ist und
ein geringes Raumgewiclit und demzufolge auch nur eine niedrige Wärmeleitzahl hat.
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Das Festhalten des erreichten Höchstvolumens kann auch durch die Anwendung
anderer Mittel, etwa die Anwendung kalter Druckluft als Abkühlmittel erreicht werden.
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Das neue Verfahren hat noch den weiteren Vorteil, daß es nicht notwendig
ist, den erkalteten Schaumteppich durch mechanische Mittel oder nachträgliche Zufuhr
von Druckwasser aufzubrechen, da durch das plötzliche Abkühlen im Höhepunkt des
Verschäumens die Schaummasse sich schnell zusammenzieht und dadurch aufreißt.
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Das neue Verfahren ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Der Versuch wurde mit einem Schaumbett von etwa 8 X
8 m durchgeführt, wie es zur Herstellung üblicher Schaumschlacke verwendet
wird. Als Ausgangsmaterial wurde eine Hochofenschlacke benutzt. Zur Verfügung standen
ferner Wasservorratsbehälter mit einem Fassungsvermögen, das ausreicht, um
7 t geschmolzene Schlacke in üblicher Weise zu verschäumen und die Schaumschlackenlage
in dem Bett zu etwa einem Drittel aufzusplittern.
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Da diese verfügbare Wassermenge jedoch nicht als ausreichend angesehen
wurde, um 7 t Schlacke zu verschäumen und nach dem neuen Verfahren zur Erhaltung
des vollen Verschäumungsvolumens sofort abzukühlen, wurde der Versuch nur mit
3 t geschmolzener Schlacke durchgeführt.
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Nachdem die Oberfläche des Schäumbettes gut mit Wasser gesättigt war,
wurde die geschmolzene Schlacke durch schnelles Kippen der Pfanne auf das Bett ausgegossen,
so daß sie sich schnell über dieses ausbreitete. Nachdem innerhalb einiger Sekunden
die flüssige Schlacke sich gleichmäßig über das Schäumbett verteilt hatte, wurde
das den Zufluß des Wassers zu dem Schäumbett regelnde Ventil gut, aber nicht völlig
geöffnet, so daß eine ausreichende Wassermenge unter die flüssige Schlacke gedrückt
wurde, um diese zu verschäumen. Dies Verschäumen erfolgt in üblicher Weise in wenigen
Sekunden und führt im Höhepunkt des Vorgangs zu einer Schaumdecke von etwa i2o bis
135 cm gegenüber einer Schichtstärke der geschmolzenen Schlacke in dem Bett
von 25 bis 37 mm. Die Intensität der Verschäumung ergibt sich aus
dem Auftreiben einer geschmolzenen Schlackenschicht von 25 bis
37 mm zu einer Schaummasse von etwa i2o cm Stärke. Sobald der Höhepunkt der
Verschäumung erreicht ist, wird das Wasserzufuhrventil in die volle Öffnungsstellung
gebracht, um durch die weitere und bedeutend gesteigerte Wasserzufuhr die geschäumte
Schlacke im Zustand dieses Höchstvolumens des Aufschäumens, d. h. bei einer
Schichtstärke von etwa i2o cm schnell abzukühlen und zu verfestigen. Es wird hierdurch
die ganze plastische Schaummasse in wenigen weiteren Sekunden mit einer großen Wassermenge
aus einer Vielzahl von Düsen von unten her mit hohem Druck durchdrungen und auf
diese Weise jedes Nachglühen ausgeschaltet. Das Wasser wird dann ebenfalls schnell
wieder von dem Schäumbett abgezogen.
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Während nach dem bekannten Verfahren nach dem Ausglühen ein hartes
Produkt erhalten wird, dessen Farbe in verschiedenen Graden eines dunklen Grau oder
eines dunklen Braun abgestuft ist, zeigt die nach dem neuen Verfahren erhaltene
weiche Schaumschlacke nach dem Abziehen des Wassers aus dem Bett eine nahezu gleichmäßige
helle rehbraune Farbe über die ganze Stärke mit lediglich einigen dunkleren Einschlüssen.
Diese dunkleren Einschlüsse lagen in jenem Bereich des Schäumbettes, das nur eine
ungenügende Menge Wasser erhielt, so daß also das Ausglühen der Schlacke nicht ausreichend
unterbunden wurde und sich ausgeglühte Einsthlüsse ergaben.
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Das nach dem neuen Verfahren erhaltene Erzeugnis zeigt gegenüber den
nach dem bekannten Verfahren erhaltenen Schaumschlacken vollkommen andere physikalische
Eigenschaften und stellt sich als ein nasses, weiches, nicht ausgeglühtes Produkt
dar gegenüber den trockenen, harten und ausgeglühten Schäumungsschlacken, wie sie
nach den bekannten Verfahren erhalten werden.
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Nach einer Weiterausbildung des neuen Verfahrens kann das hiernach
erhaltene Schaummaterial nach oder mit dem Trocknen einer Glühbehandlung unterzogen
werden.
Das neue Erzeugnis hat eine durchweg lichte Farbe und ein
ganz bedeutend geringeres Raumgewicht als die nach den bekannten Maßnahmen aus dem
gleichen Ausgangsstoff erhaltenen Schäumungsschlacken.
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Die Höhe der erreichbaren Verringerung des Raumgewichtes hängt ab
von der Art der verwendeten Hochofenschlacke, deren chemischer Zusammensetzung,
der Schmelztemperatur und anderen Voraussetzungen, wobei jedoch in jedem Fall die
Durchführung des Verfahrens auf dem Schäumbett ausschlaggebend ist. Hochofenschlacken
zeigen je
nach diesen Voraussetzungen ein ganz verschiedenes Verhalten, und
es lassen sich daher auch keine bestimmtcn oberen oder unteren Grenzen für das Raumgewicht
der sich nach dem neuen Verfahren ergebenden Schaumschlacke angeben.
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Das nach dem neuen Verfahren erhaltene Erzeugnis ergibt in der Anwendung
gegenüber den bekannten Schäumungsschlackenmassen erhebliche Vorteile und erschließt
neue Anwendungsbereiche. Durch die wirksame Abkühlung bildet diese neue Schaumschlacke
ein zellenförmiges Glas, das die gleichen physikalischen Eigenschaften hat, wie
sie bei der Herstellung von Portlandzement aus granulierter Schlacke verlangt werden.
Das nach dem neuen Verfahren erhaltene Produk t hat etwa eine Wärmeleitzahl, die
bei einer Korngröße von 12 bis 3 mm o,6o BTV (0,0744 Kcalfmh0) nicht übersteigt.