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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Unterhalb des Mundstückes 22 befindet sich eine Düse 26 für den Ausstoß
von zerstäubtem Wasser.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Nachstehend wird ein Beispiel eines Verfahrens näher erläutert, welches
für die Herstellung von Schlacke der hier in Betracht kommenden Art angewendet wurde.
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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.
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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.
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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.