DE977718C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Leichtgewichtsschlacke - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Leichtgewichtsschlacke

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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Leichtgewichtsschlacke Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer aufgeblähten Leichtgewichtsschlacke von hoher Druckfestigkeit, bei dem ein frei fallender Strom geschmolzener Schlacke mittels eines quer zu seiner Fallrichtung erzeugten Gas- oder Dampfstrahles und mittels einer zur vollständigen Erstarrung der Schlacke unzureichenden Wassermenge behandelt wird unter Zerteilung des Schlakkenstromes in einzelne Schlackenteilchen, die aufgebläht und miteinander verbacken werden. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine zum Durchführen eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtung.
  • Es hat in der Vergangenheit nicht an Versuchen und Untersuchungen gefehlt, die darauf abzielten, eine aufgeblähte Schlacke zu erzeugen, die gleichzeitig hohe Porosität und damit geringes Gewicht und ausreichende Wärmeisolation und außerdem hohe Druckfestigkeit, mit anderen Worten also Eigenschaften aufweist, die sie zur Verwendung als Zuschlag für Beton, insbesondere Betonsteine, besonders geeignet macht. Die bisher besten Ergebnisse wurden unter Verwendung komplizierter, im Betrieb empfindlicher und in der Herstellung kostspieliger Spezialmaschinen erzielt, bei denen die Schlacke auf umlaufende, fächerartige Schaufeln unter gleichzeitigem Bespritzen mit Wasser geleitet wurde. Trotz der vergleichsweise hohen Anlage-und Betriebskosten zeigen diese bekannten Einrichtungen nach den bisher gesammelten Erfahrungen nur Erzeugnisse recht unregelmäßiger Güte. Ein mengenmäßig recht unterschiedlicher Teil des Fertigproduktes fällt nämlich als weiche, bröckelige und brüchige Masse in Form eines sogenannten Schlackensandes an, wodurch die Qualität des Erzeugnisses so empfindlich verschlechtert wird, daß sein Absatz oftmals in Frage gestellt ist.
  • Auch andere Verfahren kranken daran, daß bei ihnen die feuerflüssige Schlacke durch plötzliche Berührung mit größeren Mengen von Wasser, also sehr schroff und weitgehend abgekühlt wird und zumeist recht lange mit dem Kühlmittel in Kontakt bleibt. Die Folge davon ist, daß als Enderzeugnis ein sehr wasserhaltiges und in Folge der schroffen Abkühlung bröckliges und ungleichmäßiges Produkt entsteht.
  • So wird bei einem aus der USA.-Patentschrift I 9I6 402 bekannten Verfahren die flüssige, aus der Schlackenpfanne oder dem Ofen kaskadenartig abfließende Schlacke während des Fallens mittels eines Druckwasserstrahles zerstäubt, woran anschließend die entstandenen Schlackenteilchen durch einen zweiten Wasserstrahl entlang einel Fließrinne gegen eine Prallwand und von da aus mittels des mit dem zweiten Wasserstrahl zugeführten Wassers in eine zweite Rinne fortgespült werden, durch die sie dann zu einer Abfördervorrichtung gelangen. Hier entsteht durch die schroffe Abkühlung ein bröckliges und ungleichmäßiges Produkt, das zudem besonders wasserhaltig ist und sich daher als Zuschlagstoff für Leichtbeton od. dgl. nicht eignet.
  • Es ist ferner ein Verfahren bekannt (deutsche Patentschrift 249 I29), bei dem die Schlacke unmittelbar nach Verlassen der Schlackenrinne mittels eines gegebenenfalls wasserhaltigen Druckluftstrahles gegen die wassergekühlte innere Mantelfläche einer umlaufenden, mit einem Kamin verbundenen Trommel geschleudert wird. Von Nachteil sind hier vor allem die störanfälligen bewegten Teile der Vorrichtung, der kostspielige und großen Raum beanspruchende Aufbau sowie auch der hohe, durch die indirekte Kühlung bedingte Wasserverbrauch.
  • Ein weiteres bekanntes Verfahren (deutsche Patentschrift 300 5in und österreichische Patentschrift 74 I39), das aber in der Hauptsache auf die Herstellung von Schlackensand abzielt, benutzt zum Zerstäuben des aus der Schlackenrinne ausfließenden Schlackenstromes eine schwenkbar gelagerte Zerstäuberdüse, die die Schlackenteilchen gegen eine wassergekühlte Wand schleudert. Ungünstig ist bei diesem Verfahren die bewegliche Anordnung der Düse sowie der beträchtliche, durch die mittelbare Kühlung bedingte Wasserverbrauch.
  • Bei einer anderen bekannten Einrichtung zum Granulieren flüssiger Schlacke (deutsche Patentschrift 486 336) mittels einer geringen Menge fließenden Wassers und Preßluft gelangt der Schlackenstrom aus der Schlackenrinne in eine darunter angeordnete zweite Rinne, in der die Schlacke mit einem Wasserstrom zusammentrifft und zum Teil durch das Wasser selbst und zu einem anderen Teil durch den aus dem Wasser plötzlich entstehenden Wasserdampf so aufgebläht wird, daß die stark abgekühlte Masse am Ende der Rinne von einem aus einer Druckluftdüse austretenden Luftstrom gepackt und zum Vorratsbehälter geschleudert werden kann. Um etwa zuviel zugeführtes Wasser nicht vor die Druckluftdüse zu bringen, sind am Ende der zweiten Rinne kurze Wasserschlitze angebracht, die die überschüssige Abwassermenge durch eine weitere Rinne ableiten.
  • Auch dieses bekannte Verfahren ist mit dem Nachteil behaftet, daß der Schlackenstrom nach Verlassen der Schlackenrinne durch Berührung mit Wasser zu stark und zu plötzlich abgekühlt wird, so daß ein Granulat von im wesentlichem glasigem Charakter gewonnen wird, das aber als Zuschlagstoff für Leichtbeton od. dgl. nicht ausreichend geeignet ist.
  • Ähnlich liegen die Verhältnisse auch bei einem weiteren bekannten Verfahren (USA.-Patentschrift 2 450 978), bei dem die glutflüssige Schlacke aus der Schlackenrinne durch einen senkrechten oder schrägen Einlauftrichter in eine schräg nach unten geneigte Behandlungskammer gelangt.
  • Bei einer Ausführungsform hat die Kammer über ihre ganze Länge einen gleichbleibenden rinnenförmigen Querschnitt und mündet gegen eine wassergekühlte Prallplatte. In den Einlauftrichter ragt senkrecht eine Druckwasserleitung mit einer Wasserdüse dicht oberhalb des unteren Trichterendes hinein, die einen konischen Wasserstrahl unter Druck in einem abwärts gerichteten Winkel in den durch den Trichter einlaufenden Schlacke strom einleitet zwecks Zerteilung des Schlackenstromes in einzelne Schlackenteilchen, die durch das zugeführte Wasser dann in der Behandlungskammer schlagartig aufgebläht werden. An der rückwärtigen Kammerwand befinden sich Düsen für die Zufuhr eines gas- oder dampfförmigen Druckmittels, um die durch die Wasserzufuhr gebildeten expandierten Schlackenteilchen gegen die Prallwand zu schleudern.
  • Bei einer zweiten Ausführungsform gelangt die Schlacke aus dem schrägen Einlauftrichter in eine sich in Durchlaufrichtung der Schlacke konisch erweiternde Behandlungskammer, an deren rückwärtigem Ende eine Düse für die Zufuhr von Dampf oder Luft derart angebracht ist, daß der aus ihr austretende Dampf- oder Luftstrahl etwa an der Auftreffstelle des Schlackenstromes auf den Boden der Behandlungskammer und tangential zu dem Schlackenstrom auftrifft. Die Dampf- oder Druckluftdüse hat dabei einen sehr kleinen Querschnitt, so daß nur verhältnismäßig wenig Dampf oder Luft an dieser Stelle zugeführt werden kann, was aber auf keinen Fall ausreicht, um den Schlackenstrom in irgendeiner Weise zu zerteilen, was außerdem auch nur dann möglich wäre, wenn der aus der Düse austretende Dampf oder die ausströmende Druckluft nicht tangential, sondern mindestens quer zu dem Schlackenstrom an dieser Stelle gerichtet wäre.
  • Wie sich auch aus der Beschreibung dieses bekannten Verfahrens und der dazu geeigneten zweiten Vorrichtung ergibt, wird die Zerteilung des Schlackenstromes in einzelne Schlackenteilchen auch bei dieser zweiten Ausführungsform durch Wasser erreicht, das einmal durch eine durch den Einlauftrichter hindurch in den Schlackenstrom eingeführte Wasserdüse und dann noch durch eine ganz in der Nähe dieser Düse durch den Boden der konischen Behandlungskammer hindurchgeführte zweite Wasserdüse zugeführt wird. Stromabwärts von diesen beiden Wasserdüsen ist dann noch eine zweite Dampf- oder Luftdüse vorgesehen, die zusammen mit der am rückwärtigen Ende der Behandlungskammer angebrachten Dampf- oder {Druckluftdüse die Aufgabe hat, die durch das zugeführte Wasser erzeugten, offensichtlich überexpandierten, jedoch noch nicht vollständig verfestigten Schlackenteilchen gegen eine wassergeliühlte Prallplatte gegenüber dem Ende der Behandlungskammer zu schleudern, wo sich die Teilchen ehenso wie bei der ersten Ausführungsform durch den außerordentlich heftigen Aufprall mit anderen Schlackenteilchen verhinden, um dann in Form dichterer Schlackenbrocken auf eine unter halb der Prallplatte umlaufende Fördervorrichtung zu gelangen.
  • Bei diesem bekannten Verfahren und bei den zugehörigen Vorrichtungen dient somit das durch die Dampf- oder Druckluftdüsen zugeführte Strömungsmittel nicht der Zerteilung des Schlackenstromes, sondern lediglich der Weiterbeförderung der durch die Wasserzufuhr erzeugten Schlackenteilchen mit erhöhter Geschwindigkeit gegen die Prallplatte, wo dann mit der Verdichtung der Teilchen infolge des heftigen Aufpralles auch eine Verringerung der Porosität einhergeht, ohne daß dadurch jedoch die durch die plötzliche Wasserkühlung erzeugte Sprödigkeit der Schlackenteilchen wieder rückgängig gemacht werden könnte. Auch mit diesem bekannten Verfahren kann somit nicht ein den eingangs erwähnten Forderungen genügendes Produkt erzielt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Verfahren und der zu deren Durchführung geeigneten Vorrichtungen zu vermeiden und ein Verfahren zu schaffen, das zu seiner Durchführung keine mit umlaufenden Teilen ausgerüstete Vorrichtung benötigt und das mit großer Sicherheit eine Schlacke von äußerst gleichmäßiger Güte und Beschaffenheit zu erzeugen gestattet, die sich dank ihrer Eigenschaften, d. h. hoher Druckfestigkeit bei hoher Porosität sowie damit verbundenem geringem Gewicht und ausreichender Wärmeisolation, in besonderem Maße als Zuschlagstoff für Schlackenbetonblöcke, Steine, Leichtbeton u. dgl. eignet.
  • Diese Aufgabe findet ihre Lösung, ausgehend von einem Verfahren der eingangs erwähnten Art, gemäß der Erfindung dadurch, daß der Schlackenstrom in einer ersten Zone allein durch den Gas-oder Dampfstrahl in an sich bekannter Weise in kleine flüssige Schlackenteilchen zerteilt wird und daß diese Schlackenteilchen in einer anschließenden Aufblähzone durch feinste, in Form eines Sprühregens oder Wassernebels vorliegende Wassertröpfchen aufgebläht und teilweise abgekühlt werden.
  • Eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens mit einer geneigten, trogartigen Schlackenrinne, mit einem unterhalb des Auslaufes der Schlackenrinne angordneten Mundstück für die Zufuhr eines gas- oder dampfförmigen Druckmittels und mit Düsen für die Wasserzufuhr ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das in an sich bekannter Weise quer zur Fallrichtung des Schlackenstromes angeordnete Mundstück für die Zufuhr des gas- oder dampfförmigen Druckmittels eine waagerechte Austrittsöffnung mit einem Querschnitt aufweist, der zumindest dem des Schlackenstromes entspricht bei einer solchen Breite, daß der aus ihm austretende Gas- oder Dampfstrahl auf die volle Breite des Schlacke stromes einwirkt und daß die Düsen für die Wasserzufuhr in Form von Zerstäuberdüsen rings um das Mundstück für die Gas- oder Dampfzufuhr derart angeordnet sind, daß sich die aus ihnen austretenden Wasserstrahlen zu einem Sprühregen oder Wassernebel vereinigen in einem in Bewegungsrichtung der Schlackenteilchen hinter der Auftreffstelle des Gas- oder Dampfstrahles auf den Schlackenstrom liegenden Bereich, durch den die durch den Gas- oder Dampfstrahl erzeugten Schlackenteilchen hindurchfliegen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der zu dessen Durchführung geeigneten Vorrichtung wird also der Schlackenstrom mit anderen Worten durch den mit hoher Geschwindigkeit auf ihn auftreffenden Gas- oder Dampfstrahl zunächst in kompakte Masseteilchen aufgeteilt, deren Größe von kleinsten Teilchen bis zu Kugeln oder ähnlichen Körpern von etwa Walnußgröße reicht. Diese Teilchen oder Massen aus schmelzflüssiger Schlacke gelangen in noch schmelzflüssigem oder heißem Zustand in einen sehr feinen Sprühregen oder Wassernehel, der durch Zerstäuberdüsen unter Verwendung von Druckluft erzeugt wird, wobei die Sprühstrahlen dieser Düsen sich etwa in der gleichen Richtung bewegen wie die Schlacketeilchen.
  • Auf diese Weise kommt jedes Schlackenteilchen fortschreitend mit zahlreichen feinsten Wassertröpfchen in Berührung, so daß eine plötzliche, schroffe Abkühlung sicher vermieden wird. Der zunächst auf den Schlackenstrom auftreffende Gas-oder Dampfstrahl hat nach den bisherigen Beobachtungen - abgesehen von einer gewissen Abkühlung - offenbar nur geringen Einfluß auf die physikalische Beschaffenheit der Schlacke. Er schleudert jedoch die Schlacke in kleinen Teilen in den Raum, wohingegen der durch die Wasserdüsen erzeugte feine Sprühregen oder Wassernebel die fortschreitende Aufblähung dieser Masseteilchen bewirkt. Schließlich fällt die Masse in eine Sammelgrube, und ein beträchtlicher Teil der Schlacke enthält, obzwar aufgebläht, noch genügend Wärme, um mit anderen ähnlichen Masseteilchen zu verschmelzen, so daß ein nachfolgendes Aufbrechen notwendig werden kann. Die Tatsache, daß ein solches Zusammenschmelzen stattfinden kann, läßt er kennen, daß die Berührung mit dem erzeugten Sprühregen oder Wassernebel nicht ausreicht, um sogenannten Schlackensand zu erzeugen, dessen Auftreten charakteristisch ist, sobald Schlacke durch plötzliche Berührung mit Wasser schlagartig abgekühlt wird. Andererseits wird aber der Schlakkenstrom auch nicht plötzlich mit Wassermengen in Berührung gebracht, die zusammen mit dem aus ihnen gebildeten Dampf den Schlackenstrom zerteilen und eine schlagartige Aufblähung der gebildeten Schlackenteilchen bewirken.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand einer beispielsweisen Ausführungsform einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienenden Vorrichtung erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht ist. Es zeigt Fig. I einen Schnitt durch eine Apparatur in Verbindung mit einer Aufnahmekammer für das Endprodukt und einer Fördervorrichtung unter Fortlassung einzelner Teile, Fig. 2 einen Grundriß in vergrößertem Maßstab in Richtung der Pfeile II-II, von Fig. I gesehen, Fig. 3 eine Stirnansicht in vergrößertem Maßstab der Gieß- und Zerteilvorrichtung von Fig. I, Fig. 4 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab längs der Linie IV-IV von Fig. 3, welcher einen Schlackenstrom veranschaulicht, der in die Sprühlage vor das Dampfmundstück fließt, sowie einige der Wasserzerstäuber in Tätigkeit zeigt.
  • Fig. 5 einen Grundriß in vergrößertem Maßstab der Zerteil- und Wassersprühvorrichtung in Richtung der Pfeile V-V, von Fig. I gesehen, Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI von Fig. 4, Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII von Fig. 3 mit gleichzeitiger Darstellung des von den aus einzelnen Zerstäuberdüsen austretenden Wasserstrahlen begrenzten musterartigen Umrisses, Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine Zerstäuberdüse für Wasser und -Fig. 9 eine schematische Ansicht eines Rohrleitungssystems einer Hauptverteilungsanlage, von welcher aus die Bedienung den Austritt der verschiedenen Düsen den gewünschten Betriebsbedingungen anpassen kann.
  • In den Zeichnungen ist 10 ein abwärts verlaufender Trog, in dessen oberes Ende schmelzflüssige Schlacke von einem hier nicht weiter dargestellten Hochofen eintritt. An dem unteren Ende des Troges 10 befindet sich ein etwa halbkreisförmiges Zwischenstück II, dessen unteres Ende eine Gießlippe 12 für den schmelzflüssigen Schlackenstrom bildet. Wie die Zeichnungen erkennen lassen, kann das Zwischenstück 1 1 eine Wasserkühlung besitzen, und zwar tritt das Kühlwasser durch eine Rohrleitung I3 ein und wird über ein Rohr I3n abgeleitet. Vorzugsweise nimmt der Durchmesser des Zwischenstücks ii von dem oberen Ende 14 bis zu der Gießlippe I2 zu.
  • Unter dem Zwischenstück 1 1 ist ein trogartiger Teil 16 mit einer längslaufenden oberen öffnung I7 vorgesehen. Der TeilIG ist etwa kegelstumpfartig, wobei das den größeren Durchmesser aufweisende oder rückwärtige Ende so angeordnet ist, daß es den abwärts .fließenden Schlackenstrom an der oberen Öffnung 17 auffängt. Der Teil I6 kann als gegossener Hohlkörper od. dgl. ausgebildet sein, in welchen Kühlwasser durch eine Leitung Is eintritt und über eine Leitung 19 abgeleitet wird.
  • An dem rückwärtigen Ende des Teiles I6 befindet sich eine senkrechte Platte 21, die zur Aufnahme einer Anzahl von Mundstücken oder Düsen dient, wie nachstehend noch näher erläutert wird. Aus der Platte 21 ragt unmittelbar hinter dem herabfließenden Schlackenstrom ein Mündstück 22 für ein gasförmiges Druckmittel, wie z. B. Dampf oder Luft, hervor. Das Mundstück 22 besitzt einen Querschnitt von beträchtlicher Größe und ist so ausgebildet, daß seine Längsseite in einer waagerechten Ebene liegt. Die Längsseite des Mundstückes 22 entspricht etwa der Breite des herabfließenden Schlackenstromes, wie aus Fig. 6 erkennbar ist. Dem Mundstück 22 wird Dampf oder ein sonstiges Gas unter Druck über eine Leitung 23 von einer hier nicht weiter dargestellten Druckquelle aus zugeleitet. Ferner Iiann an das Mundstück 22 eine Wasserleitung 24 angeschlossen sein, welche einen bestimmten Wasserzusatz für einen noch näher zu erläuternden Zweck zuführt.
  • Unterhalb des Mundstückes 22 befindet sich eine Düse 26 für den Ausstoß von zerstäubtem Wasser.
  • Fig. 8 läßt erkennen, daß die Düse 26 eine Kammer 27 besitzt, welcher über eine Leitung 28 Wasser zugeführt wird. Das vordere Ende der Düse enthält eine Misch- oder Zerstäuberkammer 29, in welche von einer Leitung 3I aus Luft oder Gas unter Druck eingeleitet wird. Das Rohr 3I steht an seinem rückwärtigen Ende mit einer Kammer 32 in Verbindung, in welche die Druckluft über eine Leitung 33 eintritt. Die Bauart der vorbeschriebenen Düse ist bekannt, und sie stellt einen im Handel erhältlichen Bauteil dar. Die Düse 26 kann Wasser in feinzerstäubtem Zustand erzeugen, und sie ist so angeordnet, daß das zerstäubte Wasser in einem bestimmten musterartigen Umriß austritt.
  • Beiderseits des großen Mundstückes 22 sind Zerstäuberdüsen 26a und 26b angebracht, die in ihrem Aufbau der Düse 26 gleichen und ebenfalls an der Platte 2I befestigt sind. Etwas oberhalb der Düsen 26a und 26b befinden sich weitere Düsen 26C und 26d, in ihrer Bauart ebenfalls der Düse 26 entsprechend. Unmittelbar über dem Mundstück 22, etwa in der Mitte seiner Längskante, ist eine sechste Diise 26e vorgesehen, welche ebenfalls in ihrem Aufbau der Düse 26 entspricht. Alle diese vorerwähnten Düsen besitzen Wasserleitungen 28 und Luftleitungen 33, über welche Wasser und Luft von hier nicht weiter dargestellten Speiseanschlüssen zugeleitet wird. In jeder der Leitungen 28 und 33 für jede der Düsen ist ein Ventil vorgesehen, wie dies Fig. g im Schema zeigt, wobei die Ventile fiir das Wasser mit 28', die Dampfventile mit 33' und das Dampfventil für das Mundstück 22 mit 23' bezeichnet sind. In Fig. 9 sind nicht alle Düsen dar gestellt, aber die übrigen Düsen werden in der gleichen Weise durch Ventile gesteuert, und alle Ventile sind in einer Hauptverteilungsstelle unter gebracht, so daß die Bedienung jedes Ventils entsprechend dem gewünschten Zustand einstellen kann.
  • Die vorstehend beschriebene Vorrichtung kann an einem Ende einer Auffangkammer für das Endprodukt angebracht sein, die mit 34 bezeichnet ist. Das Mundstück 22 ist so angeordnet, daß es die aufgeblähte Schlacke gegen eine Prallplatte 36 in der Kammer 34 bläst, wobei diese auf eine Fördervorrichtung 37 fällt, die sie aus der Kammer entfernt. Die Kammer kann außerdem mit einem Entlüftungsstutzen 38 versehen sein, durch welchen die bei dem Verfahren auftretenden Dämpfe oder Wasserschleier abziehen.
  • Anschließend an die Beschreibung wird nunmehr das Verfahren zur Herstellung von Leichtgewichtsschlacke erläutert. Wenn der Strom S von schmelzflüssiger Schlacke den Trog abwärts über die Lippe 12 fließt, wird von der Leitung23 aus dem Mundstück 22 Dampf zugeleitet. Die Düsen 26, 26a, 26b, 26C und 26d werden mit Wasser und Luft über die zugeordneten Rohrleitungen 28 und 33 gespeist.
  • Der Dampfdruck in dem Mundstück 22 ist so eingestellt, daß der kaskadenartig herabfallende Schlackenstrom S in eine Anzahl von kugelförmigen Schmelzteilchen zersprüht wird. Diese kleinen Kügelchen treten durch die von den Wasserdüsen ausgestoßenen zerstäubten Wasserstrahlen hindurch, so daß die Schlacke aufgebläht und die Bildung des gewünschten Endprodukts herbeigeführt wird.
  • Die Fig. 7 der Zeichnung läßt erkennen, daß die Düsen 26 bis 26d so angeordnet sind, daß das zerstäubte Wasser in den Teil I6 in einem Umrißmuster eintritt, welches durch die gestrichelten Linien begrenzt ist. Dementsprechend befindet sich kein Wasser in der zwischen den gestrichelten Linien 41 und 42 gelegenen Zone 39, bis die Düse 26e in Tätigkeit tritt. Jedoch unmittelbar hinter und seitlich der Zone 39 liegt eine Zone 43, welche von zerstäubtem Wasser bestrichen wird. Sobald die Schlacke in der Zone 39 durch den von dem Mundstück 22 austretenden Dampf zersprüht ist, bewegen sich die Schlackenteilchen in noch schmelzflüssigem Zustand durch die Zone 43. In dieser Zone 43 erfolgt die richtige Aufblähung. Sobald die Teilchen das innere Ende des geschlitzten Mantels I6 verlassen, liegt die Beschaffenheit des Endproduktes fest.
  • Nachstehend wird ein Beispiel eines Verfahrens näher erläutert, welches für die Herstellung von Schlacke der hier in Betracht kommenden Art angewendet wurde.
  • Als Ausgangsprodukt wird eine gewöhnliche Hochofenschlacke mit einem typischen Temperaturbereich zwischen I370 bis 15400 C verwendet, welche in den Trog 10 als Schlackenstrom in einer Menge von ungefähr 500 kg/min geleitet wird: Der Abstand der Gießlippe 12 des wassergekühlten Zwischenstückes II von der Mitte des Mundstückes 22 betrug etwa 60 cm in dem beschriebenen Beispiel. Für diese Menge schmelzflüssige Schlacke, welche kaskadenartig herabfällt, wie in den Zeichnungen gezeigt, wird eine zum Zersprühen des herabfließenden Schlackenstromes ausreichende Dampfmenge dem Mundstück 22 zugeleitet, und zwar etwa 1/2 kg Dampf pro Kilogramm herabfließende Schlacke vor dem Mundstück 22. Bei einem Mundstück22 mit einem Querschnitt von etwa 96 cm2 hat sich die Verwendung von Sattdampf mit einem Druck von 0,7 bis 2,9 kg/cm2 (II5 bis I400 C) als ausreichend erwiesen, um die erforderliche Zerteilung in der Zone 39 zu erzielen. Wenn die Schlacke durch den quergerichteten Dampfstrahl zersprüht wird, erhalten die Düsen 26 bis 26d eine ausreichende Wasser- und Luftmenge, um die herausgeschleuderten geschmolzenen Kügelchen zu berühren, wobei etwa 600 bis 8ovo 1 Wasser pro Minute verbraucht werden. Unter gewissen Voraussetzungen, d. h., wenn die Schlacke von geringerer als der üblichen Dichte hergestellt werden soll, wird etwas Wasser dem Mundstück 22 durch die Rohrleitung24 zugeleitet. Wenn die chemischen oder physikalischen Eigenschaften derart sind, daß die Schlacke ungewöhnlich zähflüssig ist, können etwa 40 bis 100 1 Wasser pro Minute dem Mundstück 22 durch die Leitung 24 zugeleitet werden.
  • Das Mundstück 22 ist so gebaut, daß das zugeführte Wasser vollkommen zerstäubt wird. Wenn unter gewissen Bedingungen die Schlacke ungewöhnlich zähflüssig ist, kann das obere Mündstück 26e benutzt werden, wobei etwa 100 bis 140 1 pro Minute in feinzerstäubter Form aus diesem Mundstück austreten und gegen den Schlackenstrom gesprüht werden. Auf den ersten Blick könnte es den Anschein haben, daß dieses Wasser eine nachteilige Wirkung auf die Schlacke insofern ausübt, als diese vor dem Zersprühen übermäßig aufgebläht wird. Tatsächlich ist aber diese Wassermenge so gering, verglichen mit der notwendigen Menge, welche die Gesamtblähung des noch nicht zerteilten Schlackenstromes bewirkt, daß in der Tat nur eine teilweise Aufblähung und nur geringe Abkühlung des Schlackenstromes erfolgt. Mit anderen Worten, die voll dem Mundstück26e austretende Wassermenge, welche auf den herabfließenden Schlackenstrom S vor seiner Zerteilung durch das Mundstück 22 auftrifft, bewirkt nur eine teilweise Aufblähung der Schlacke und Temperaturerniedrigung. Wie bereits auseinandergesetzt wurde, wird diese Düse nur unter besonderen Verhältnissen zur Einwirkung gebracht, d. h., wenn die Schlacke ungewöhnlich zähflüssig ist. Es ist auch hervorzuheben, daß das durch die Leitung 24 in das Mundstück 22 eingeführte Wasser eine verhältnismäßig geringe Menge ausmacht und wenig mehr Wirkung ausübt als einfach eine Temperaturerniedrigung des zusammenhängenden Schlackenkörpers und eine geringe Ausdehnung. Hinsichtlich der Luftzufuhr zu den Zerstäuberdüsen hat sich ergeben, daß die über die Leitungen 33 zugeleitete Luft mit einem Druck von 4 bis 7 kg/cm2 ausreichend ist, um die gewünschte Struktur des Wasserstrahles zu erzielen.
  • Das durchschnittliche spezifische Gewicht geschmolzener Schlacke beträgt etwa 2,75, sie wiegt etwa 3000 kg/m3. Das nach der Erfindung hergestellte Endprodukt wiegt durchschnittlich 700 kg/ms oder besitzt eine Dichte von etwa einem Viertel der geschmolzenen Schlacke. Bei Festigkeitsuntersuchungen hat sich ergeben, daß Schlackenblöcke von üblichem Format aus der erfindungsgemäß hergestellten Schlacke eine Druckfestigkeit aufweisen, welche der von Blöcken aus einer dichteren Schlacke gleichkommt. Die aufgeblähte Schlacke kann nicht nur für Blöcke, sondern auch für Leichtbetonbauteile und -dächer verwendet werden, für welche bisher wesentlich kostspieligere mineralische Zuschlagstoffe gebraucht wurden.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Herstellen einer aufgeblähten Leichtgewichtsschlacke von hoher Druckfestigkeit, bei dem ein frei fallender Strom geschmolzener Schlacke mittels eines quer zu seiner Fallrichtung erzeugten Gas- oder Dampfstrahles und mittels einer zur vollständigen Erstarrung der Schlacke unzureichenden Wassermenge behandelt wird unter Zerteilung des Schlackenstromes in einzelne Schlackenteilchen, die aufgebläht und miteinander verbacken werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlackenstrom in einer ersten Zone allein durch den Gas- oder Dampfstrahl - in an sich bekannter Weise in kleine flüssige Schlackenteilchen zerteilt wird und daß diese Schlackenteilchen in einer anschließenden Aufblähzone durch feinste, in Form eines Sprühregens oder Wassernebels vorliegende Wassertröpfchen aufgebläht und teilweise abgekühlt werden.
  2. 2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch I mit einer geneigten, trogartigen Schlackenrinne mit einem unterhalb des Auslaufes der Schlackenrinne angeordneten Mundstück für die Zufuhr eines gas- oder dampfförmigen Druckmittels und mit Düsen für die Wasserzufuhr, dadurch gekennzeichnet, daß das in an sich bekannter Weise quer zur Fallrichtung des Schlackenstromes (S) angeord nete Mündstück (22) für die Zufuhr des gas-oder dampfförmigen Druckmittels eine waagerechte Austrittsöffnung mit einem Querschnitt aufweist, der zumindest dem des Schlackenstromes entspricht bei einer solchen Breite, daß der aus ihm austretende Gas- oder Dampfstrahl auf die volle Breite des Schlackenstromes einwirkt, und daß die Düsen für die Wasserzufuhr in Form von Zerstäuberdüsen (26 bis 26d) rings um das Mundstück (22) für die Gas- oder Dampfzufuhr derart angeordnet sind, daß sich die aus ihnen austretenden Wasserstrahlen zu einem Sprühregen oder Wassernebel vereinigen in einem in Bewegungsrichtung der Schlackenteilchen hinter der Auftreffstelle des Gas- oder Dampfstrahles auf den Schlackenstrom (S) liegenden Bereich, durch den die durch den Gas-oder Dampfstrahl erzeugten Schlackenteilchen hindurchfliegen.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch unterhalb des Mundstückes (22) eine Zerstäuberdüse (26) für Wasser angeordnet ist.
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