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Verfahren und Vorrichtung zum Granulieren flüssiger Schlacken
Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Granulieren von großen Mengen kurzzeitig
anfallender, flüssiger Schlacken, wie sie beispielsweise bei Siemens-Martin-Ofen,
aber auch bei Elektrolichtbogenöfen, Flammen- oder Herdschmelzöfen u. a. auftreten.
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Es ist bekannt, die Granulation der Schlacke, die in verhältnismäßig
dünnem Strahl kontinuierlich austritt, wie z. B. bei Hochöfen oder Dampfkesseln
mit Schlackenschmelzkammern, durch Wasser durchzuführen. Dies kann auf verschiedenen
Wegen erfolgen: So ist es bekannt, die zur Granulation erforderliche Wassermenge
als umlaufenden Kühlwasserstrom in eine Rinne oder auf ein umlaufendes rinnenförmiges
Rad zu leiten, auf das auch die Schlacke aufgegeben wird.
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Weiterhin ist es bekannt, den Sohlackenstrahd in einen trichterförmigen
Behälter zu leiten und ihn beim Austritt aus dem Behälter durch konzentrisch auf
ihn einwirkende Wasser- oder Gasstrahlen zu zerteilen, wobei durch Wahl der Gas-
oder Flüssig; keitsmenge verschiedenartige Ergebnisse erzielt werden können. Das
Gemisch von Schlacke und Gas oder Flüssigkeit wird in einem unterhalb des trichterförmigen
Behälters aufgestellten großen Bottich aufgefangen, von wo es durch eine Transporteinrichtung
aus dem Arbeitsstrom herau.s-
geführt werden kann. Letztere kann
z. B. aus einem endlosen Förderer oder aus einem Becherwerk bestehen.
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Eine weitere bekannte Möglichkeit besteht darin, die Schlacke in
einen mit Wasser gefüllten Behälter einfließen zu lassen, der doppelwandig ausgebildet
ist und Durchtrittsöffnungen für Preßluft enthält.
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Durch die eintretende Preßluft wird das Wasser in Wallung gebracht,
so daß die flüssige Schlacke beim Eintritt in das Wasser verteilt und abgeschreckt
wird. Auch bei diesem letzteren Verfahren ist es erforderlich, ständig Frischwasser
zuzusetzen.
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Keines dieser bekannten Verfahren eignet sich zum Granulieren von
Schlacken, die in großen Mengen kurzzeitig anfallen, wie z. B. bei Siemens-Martin-Ofen.
13ei diesen tritt die Schlacke nach dem Stahlal,stich durch das inzwischen ausgewaschene
Abstichloch in solcher Menge kurzzeitig aus, daß die Herbeischaffung der erforderlichen
Frischwassermenge für die Granulation weder wirtschaftlich noch praktisch möglich
ist, da man im allgemeinen mit einer Wassermenge rechnen muß, die der zehnfachen
Schlackenmenge entspricht.
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Nun beläuft sich die Abstichschlackenmenge bei Siemens-Martin-Ofen
im allgemeinen auf 8 bis ToO/o des Chargengewichtes, so daß bei 30-t-Ofen etwa 2,5
bis 3 t und bei größeren Ofen entsprechend größere Schlackenmengen in einer Zeit
von I bis 5 Minuten verarbeitet werden müssen.
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Zur Beseitigung der Abstichsehtacke in Siemens-Martin-Stahlwerken
hat man bisher entweder die Schlacke in einer unter der Ofenabstichrilme befindlichen
Grube aufgefangen, sodann mit Wasser kalt gespritzt, grob zerkleinert und von Hand
verladen oder in Kübel einfließen lassen, die dann aus dem Stahlwerk herausgeschafft
werden mußten.
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Dabei ergaben sich im Anschluß an beide Arbeitsweisen umfangreiche
Sortier-, Fallwerks- undVerladearbeiten, die auf entsprechenden Plätzen außerhalb
des Stahlwerkes durchgeführt werden mußten und erhebliche Kosten und eine schwere
Handarbeit verursachten.
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Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß die Schlacke vom Abstichloch
unmittelbar in ein Gefäß system, bestehend aus einem Standrohr, einem Verbindungskanal
und einem Großraumbehälter, durch einen Einlauftrichter einfließt, wobei das Gefäßsystem
das zur Granulation der anfallenden Schlackenmenge erforderliche Wasser bereits
enthält, und daß weiterhin innerhalb des Einlauftrichters kurz unterhalb des Wasserspiegels
starke Wasserstrahlen auf die Schlacke, beispielsweise durch Düsen, unter hohem
Druck zur Einwirkung gebracht werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Granulation
der Schlacke auch bei Ofen mit kurzzeitigem, großem Schlackenanfall wirtschaftlich
durchzuführen. Außerdem bietet dieses neue Verfahren den Vorteil, daß die zur Granulation
erforderliche Wassermenge vorhandenen Wasserleitungen entnommen werden kann, da
für das Füllen des Großraumbehälters eine genügende Zeit zur Verfügung steht, um
das -von einer vorhergehenden Granulation benutzte Wasser abzulassen und anschließend
den Behälter wieder zu füllen. Außerdem kann mit Hilfe des unter hohem Druck austretenden
Düsenwassers die Schlacke schnell und wirksam zerteilt werden. Die sekundlich zuströmende
Menge kann ohne Schwierigkeiten so bemessen werden, daß die Abkühlung schroff und
gründlich erfolgt, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich Knallgas bildet und Explosionen
oder sonstige Störungen auftreten. Auch wenn mit der Schlacke zusammen Resteisen
ausfließt, kann die Granulation gefahrlos nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt
werden.
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Dieses Verfahren gibt aber nicht nur eine größere Betriebssicherheit,
sondern erhöht auch den Wert der so gewonnenen Schlacke in bezug auf ihre Verwendbarkeit
im Hochofen. Die Eisengranalien, die leicht durch i1agnetabscheider aussortiert
werden können, lassen sich außerdem im Siemens-Martin-Ofen bequemer und leich'ter
wieder elnschmelzen als die bei den bisherigen Verfahren gewonnenen sogenannten
»Bären«, die nur sehr ungern wieder chargiert werden.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstands der Erfindung seien
an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Fig. I einen schematischen Grundriß,
Fig. 2 einen ebenfalls schematischen Aufriß und Fig. 3 einen Seitenriß darstellt.
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In sämtlichen Figuren sind bei I Siemens-Martin-Ofen angedeutet,
die mit Auslaufrinnen 2 für den Schlackenstrahl 3 (Fig. 3) versehen sind.
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Unterhalb jeder Ofenrinne ist in einer Grube 4 ein Standrohr 5 mit
einem Einlauftrichter 6 angeordnet, der je nach der Einlaufparabel des Schlackenstrahles
rund, oval, quadratisch oder rechteckig ausgebildet sein kann. Die Standrohre sind
durch einen Verbindungskanal 7 mit dem Großraumbehälter 8 verbunden. Innerhalb des
so gebildeten Gefäß systems kommuniziert das Wasser bis an den Rand jedes Einlauftrichters.
In den Einlauftrichtern 6 sind Düsen 9a angeordnet, denen Wasser unter hohem Druck
durch die Leitungen g und die Sammelleitung I6 von einerUmwälzpumpe 10 her zugeführt
wird. Diese Pumpe entnimmt das Druckwasser aus dem Großraumbehälter 8. Die Düsenöffnungen
9a befinden sich stets ein wenig unterhalb des Wasserstandes während der Granulation
im Einlauftrichter 6. Das aus Schlacke und Eisen bestehende Granulat sinkt innerhalb
der Standrohre 5 nach unten, sammelt sich im Verbindungskanal 7 und kann dort mit
Hilfe eines Kratzförderers II oder einer ähnlichen Fördereinrichtung in den Großraumbehälter
8 transportiert werden. Aus diesem gelangt es beispiels-Weise mit Hilfe eines Becherwerkes
I2 über eine Schurre I3 auf einen Magnetabscheider und von dort aus in Chargiermulden,
Kübel oder Eisenbahnwagen, und zwar getrennt nach Schlacke und Eisen. Innerhalb
des Großraumbehälters 8 sind an geeigneten Stellen ein Wasserzulauf 14 und'ein Wasserablauf
15 vorgesehen, um eine Erneuerung
des Kühlwassers nach jeder Granulation
oder auch laufend durchzuführen.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Einlauftrichter
rechteckig gezeichnet, die Düsen sind dabei jeweils beidseits parallel zur Einlaufparabel
angeordnet.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
daß das Wasser durch die schnelle Bewegung, einerseits durch die Umlaufpumpe und
die Düsen in die Standrohre und zurück durch den Verbindungskanal 7 in den Großraumbehälter
8, ständig seine Temperatur innerhalb der Gesamtmenge ausgleichen kann. Auf diese
Weise ist die absolute Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegeben.