EP1183395A1 - Method for reducing and granulating slag and a device for carrying out this method - Google Patents

Method for reducing and granulating slag and a device for carrying out this method

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Publication number
EP1183395A1
EP1183395A1 EP00924965A EP00924965A EP1183395A1 EP 1183395 A1 EP1183395 A1 EP 1183395A1 EP 00924965 A EP00924965 A EP 00924965A EP 00924965 A EP00924965 A EP 00924965A EP 1183395 A1 EP1183395 A1 EP 1183395A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
slag
foam
foam slag
tundish
pressure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00924965A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alfred Edlinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Holcim Ltd
Original Assignee
Holcim Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Holcim Ltd filed Critical Holcim Ltd
Publication of EP1183395A1 publication Critical patent/EP1183395A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B3/00General features in the manufacture of pig-iron
    • C21B3/04Recovery of by-products, e.g. slag
    • C21B3/06Treatment of liquid slag
    • C21B3/08Cooling slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B3/00General features in the manufacture of pig-iron
    • C21B3/04Recovery of by-products, e.g. slag
    • C21B3/06Treatment of liquid slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/02Physical or chemical treatment of slags
    • C21B2400/022Methods of cooling or quenching molten slag
    • C21B2400/026Methods of cooling or quenching molten slag using air, inert gases or removable conductive bodies
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/05Apparatus features
    • C21B2400/062Jet nozzles or pressurised fluids for cooling, fragmenting or atomising slag
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/05Apparatus features
    • C21B2400/066Receptacle features where the slag is treated
    • C21B2400/072Tanks to collect the slag, e.g. water tank
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Definitions

  • the invention relates to a method for comminuting and granulating slag, in which the molten slag is ejected into a pelletizing chamber with a propellant jet, and to an apparatus for carrying out this method.
  • liquid slag For crushing and granulating slag, it has become known to introduce liquid slag into a slag tundish and to discharge it into a granulation room by means of a propulsion jet.
  • the liquid slag was mostly discharged into the pelletizing room with steam or high-pressure water and atomized as it emerged into the pelletizing room, with rapid cooling in the pelletizing room being carried out, for example, by exposure to high-pressure water or by introducing hydrocarbons.
  • the invention now aims to provide a process of the type mentioned at the outset with which the composition of the slag and in particular the slag basicity can be varied within wide limits without losing the advantages of rapid comminution and rapid granulation of the slags and at the same time the possibility is created to ensure the relatively high temperature required for the rheology of the escaping slag in a particularly economical and simple manner without this leading to increased wear of refractory materials in the slag tundish. Furthermore, the invention aims to carry out the comminution and granulation with small-scale devices in such a way that subsequent grinding becomes unnecessary, so that a sufficiently fine particle size distribution of the solidified particles can be achieved immediately.
  • the process according to the invention essentially consists in that gases, in particular air or oxygen, are introduced into the molten slag to form a foam slag, and that the foam slag temperature is brought about by fuels introduced into the foam slag, such as coal, to temperatures of above 1350 ° C. , in particular 1420 ° to 1680 ° C and that the foam slag is ejected into a pelletizing room. Because a foam slag is now deliberately formed, the specific weight of the slag is first reduced significantly and in particular reduced to approximately 1/10 of the original specific weight of the compact slag melt.
  • the required temperature can be maintained in such foam slags by introducing solid fuels into the foam slag, which burn together with the injected oxygen inside the foam slag to form the foam slag and at the same time ensure the high melting temperatures in the manner.
  • the desired slag composition can now be set in a particularly simple manner, and solid additives such as CaO, Al2O3 and SiO2 can be added in the foam slag to set the slag basicity to a value of preferably 0.8 to 1.3 become. It is thus possible to build up the desired slag chemistry at the same time as the temperature of the molten bath in the foam slag, and to make matters worse, inexpensive fuels, such as cheap coal, can be used.
  • a possibly increased sulfur value of such cheap coal is immediately and immediately bound in the slag, the foam slag being a kind of flameless burner with which the exhaust gas temperatures can also be set in the desired manner. Since the resulting exhaust gas in the foam slag is already completely dedusted and any dust is slagged in situ and fuel sulfur is also incorporated into the slag due to the basicity of the slag, a high-purity exhaust gas is produced immediately, which can be directed, for example, to gas turbine showers . The fact that such a foam slag with the desired composition and the desired temperature is now ejected into a pelletizing chamber means that much easier and finer microgranulation can be achieved compared to compact slag melts.
  • the slag is already pre-comminuted in the foam slag melt, so that much finer particles are formed during a subsequent rapid cooling.
  • cooling can take place in any conventional manner, the foam slag being able to be passed directly into a conventional water bath, onto a plate cooling belt or via a centrifugal wheel.
  • the procedure according to the invention is preferably such that the foam slag is expelled with steam and high pressure water is applied in countercurrent.
  • steam with temperatures between 200 ° and 1200 ° C and a pressure between 5 and 15 bar is advantageously used to eject the foam slag, whereby high pressure water with a pressure between 50 and 300 bar is advantageously directed against the foam slag steam jet.
  • the high-pressure water jet enters the grinding or evaporation chamber with high kinetic energy as a counter jet to the steam jet.
  • the water jet evaporates due to the enthalpy flow of the slag droplets and the high-temperature steam.
  • the high kinetic energy of the high-pressure water is transferred to the evaporated high-pressure water, so that a rapidly directed steam volume is created which is directed at a high axially oriented speed towards the particle-laden high-temperature steam jet.
  • These two energetic potential fields mutually penetrate each other, so that the dissipated energy leads directly to particle size reduction, whereby the desired speed vector of the high pressure water, the high pressure water pressure, the free jet length and the distance to the high temperature steam inlet are available for further setting the desired size reduction.
  • the comminution efficiency can also be optimized by appropriate selection of the distances. so that a high grinding efficiency can also be set, for example, by appropriate adjustment of the high pressure water pressure.
  • the formation of the foam slag in the slag tundish allows not only the setting of the desired slag composition but also the formation of a correspondingly high and high-purity hot gas volume, which can be used energetically, for example, in a gas turbine, without the need for separate exhaust gas purification systems.
  • the slag basicity can be adjusted to a value of 0.8 to 1.3 in the foam slag in a simple manner by adding CaO, Al2O3 and / or SiO2.
  • foam slags have increased stability under superatmospheric pressure. It is therefore advantageous in the process according to the invention that the foam slag is kept under a pressure between 3 and 7 bar. With such a design, a pressure gradient is simultaneously formed at the outlet of the foam slag tundish, so that the hot foam slag emerges with high kinetic and thermal energy.
  • the hot exhaust gas has essentially the same temperature as the foam slag and is practically dust and sulfur-free and is therefore preferably suitable, for example, as a propellant gas for a gas turbine, with part of the mechanical energy obtained being used for air compressors for the bottom gas to be introduced to form the foam slag can.
  • the foam slag generator in the slag tundish presents itself as a flameless combustion chamber of a gas turbine, with which relatively coarse alternative fuels can be used directly and can be used economically.
  • the device according to the invention for carrying out this method is essentially characterized by a tundish in which a gas lance and / or in the bottom of which nozzles are arranged, that a foam slag overflow and an outlet opening for slag are provided so that the tundish carries a pressure-resistant lid, to which a lock for the entry of solids and coal is connected above the slag bath and that a lance for the entry of a carrier gas for ejecting the foam slag opens into the slag outlet opening.
  • the comminution takes place in a downstream grinding or evaporation chamber, for which the training is advantageously carried out in such a way that a grinding and evaporation chamber is connected to the slag outlet opening, that a pressure water line opens at the side of the chamber opposite the slag outlet and that a classifier for discharging the comminuted and granulated material is connected to the grinding and evaporation chamber.
  • a grinding and evaporation chamber it is also possible to work with reducing liquids or gases in addition to or as a replacement for the high-pressure water, with which residual iron oxide in the slag is reduced and, at the same time, rapid cooling is achieved due to the decomposition energy or cracking energy of hydrocarbons.
  • the fine iron formed in this way can be separated separately, for example by magnetic separators.
  • a major advantage of the formation of a foam slag is in addition to the fact that relatively high temperatures can be produced in a simple and controlled manner inside the foam slag, and also that any metallic slag iron is safely burned, so that slag granulation explosion risks are basically eliminated. Due to the high specific foam slag volumes, much larger slag outlet openings can be provided in the slag tundish, which increases the risk of clogging or overgrowth can be decisively minimized by possibly entrained solid particles, such as a refractory eruption. Compared to known devices, in which compact slags are ejected into a grinding or evaporation room, it is possible to build with comparatively large clear diameters, which are increased by a factor of 10 to 100 compared to known devices.
  • an exhaust pipe is connected to the tundish, which is led via a gas turbine and / or heat exchanger, which further improves the energy use and results in an economical procedure.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a slag tundish for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic arrangement of a grinding or evaporation chamber following such a foam slag generator.
  • Fig. 1 denotes a slag tundish, to the bottom of which porous floor stones 2 are connected. Air and / or oxygen is introduced via a line 3 into a melt 4 via the porous floor stones 2, a foam slag subsequently being formed in the interior of the melt.
  • the foam slag reaches a slag outlet opening 6 via a foam slag weir 5. Coaxial with the slag outlet opening 6 there is the mouth of a lance 7, through which, for example, high pressure steam can be injected and the foam slag can be quickly dispersed and comminuted after the outlet.
  • the slag tundish is closed and a cover 8 is provided.
  • Solids and especially CaO, Al2O3 and SiO2 to adjust the slag basicity a cellular wheel sluice 9 can be introduced directly into the foam slag bath, and due to the high turbulence, thorough mixing and homogeneous distribution are ensured at the same time.
  • Solid fuels, such as cheap coal, can also be introduced via the same cellular wheel lock 9 in order to ensure the desired foam slag temperature.
  • the foam slag burner output can be varied to a large extent.
  • a corresponding mode of operation can be selected as a flameless burner, from which the slag is discharged in each case after the desired composition has been reached and / or further slag can be introduced continuously to form the desired foam slag.
  • FIG. 2 now shows an advantageous comminution device which is connected downstream of a slag generator or slag tundish, as shown in FIG. 1.
  • the foam slag supply is indicated schematically by the chamber 11, into which a high-temperature steam lance 12 opens.
  • the foam slag 13 enters a grinding or evaporation chamber via the opening 14, a high-pressure water jet 15 being directed toward the emerging jet via a high-pressure water lance 16.
  • the high pressure water lance 16 can be slidably mounted in the direction of the double arrow 17 so that the desired parameters and in particular the spreading angle ⁇ can be set, which has a significant influence on the degree of grinding and the degree of efficiency.
  • High pressure water is used with a pre-pressure of around 50 to 300 bar.
  • High temperature steam can be used in the temperature range between 200 ° and 1200 ° C and in a pressure range of 5 to 15 bar.
  • the spreading angle ⁇ shown in FIG. 2 can also be interpreted as an evaporation gradient, the angle ⁇ increasing correspondingly at a lower pressure of the high-pressure water.
  • the larger this angle ⁇ the smaller the grinding efficiency and the coarser the ground material.
  • simple adjustments make it possible to set both the grinding efficiency and the degree of comminution in accordance with the desired parameters, the fine ground material subsequently being able to be drawn off via a classifier 18 and the line 19.
  • air / oxygen can optionally be added together in the foam slag via a blowing lance 20 be blown with carbon to achieve the formation of the foam slag and the desired foam slag temperature. In these cases it is even possible to dispense with porous sink stones 2 in the floor.

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Abstract

The invention relates to a method for reducing and granulating slag, according to which the molten slag is expelled into a granulating chamber by a propulsion jet. Gases, in particular, air or oxygen are fed into the molten slag to form foamed slag and the temperature of said foamed slag is raised to a temperature ranging between 1420 DEG and 1680 DEG C by the introduction of fuels, such as coal. The foamed slag is then expelled into a granulating chamber. The device has a tundish (1), into which a gas lance (20) opens and/or in whose base nozzles are located (2), in addition to a foamed slag overflow (5) and a slag outlet (6). The tundish (1) is provided with a pressure-tight lid (8), to which a sluice (9) is connected above the slag bath for introducing solid matter and coal. A lance (7) for introducing a carrier gas which expels the foamed slag (4) opens into the slag outlet (6).

Description

Verfahren zum Zerkleinern und Granulieren von Schlacken sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses VerfahrensProcess for crushing and granulating slag and device for carrying out this process
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zerkleinern und Granulieren von Schlacken, bei welchem die schmelzflüssige Schlacke mit einem Treibstrahl in einen Granulierraum ausgestoßen wird sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens .The invention relates to a method for comminuting and granulating slag, in which the molten slag is ejected into a pelletizing chamber with a propellant jet, and to an apparatus for carrying out this method.
Zum Zerkleinern und Granulieren von Schlacken ist es bekanntgeworden, flüssige Schlacken in einen Schlackentundish einzubringen und mittels eines Treibstrahles in einen Granulierraum auszutragen. Die flüssige Schlacke wurde hiebei zumeist mit Dampf oder Hochdruckwasser in den Granulierraum ausgetragen und beim Austritt in den Granulierraum zerstäubt, wobei im Granulierraum eine rasche Abkühlung, beispielsweise durch Beaufschlagen mit Hochdruckwasser oder durch Einbringen von Kohlenwasserstoffen, vorgenommen wurde. Aufgrund der rheologischen Eigenschaften flüssiger Schlacken mußten derartige Schlacken auf relativ hohe Temperatur erhitzt werden und es müssen zur Erzielung eines entsprechend fein zerstäubenden Strahles auch Randbedingungen in Bezug auf die Basizität der Schlacke berücksichtigt werden, wenn eine hinreichend feine Verteilung und damit eine hinreichend feine Zerkleinerung ohne nachfolgendes Mahlen gewünscht wurde. Ein Optimieren der Schlackenzusammensetzung im Hinblick auf eine möglichst feinteilige Zerkleinerung und Granulation stellt somit notwendigerweise einen Kompromiß in Bezug auf die möglichen Schlackenzusammensetzungen dar, wenn nicht überaus hohe Schlackentemperaturen gewählt werden sollen. Hohe Schlackentemperaturen wiederum bedingen einen hohen Verschleiß der Feuerfestauskleidung des Schlackentundish.For crushing and granulating slag, it has become known to introduce liquid slag into a slag tundish and to discharge it into a granulation room by means of a propulsion jet. The liquid slag was mostly discharged into the pelletizing room with steam or high-pressure water and atomized as it emerged into the pelletizing room, with rapid cooling in the pelletizing room being carried out, for example, by exposure to high-pressure water or by introducing hydrocarbons. Due to the rheological properties of liquid slags, such slags had to be heated to a relatively high temperature and, in order to achieve a correspondingly fine atomizing jet, boundary conditions with regard to the basicity of the slag must also be taken into account if there is a sufficiently fine distribution and thus a sufficiently fine comminution without subsequent Grinding was desired. Optimizing the slag composition with a view to the finest possible size reduction and granulation is therefore necessarily a compromise with regard to the possible slag compositions if extremely high slag temperatures are not to be selected. High slag temperatures, in turn, cause high wear on the refractory lining of the slag tundish.
Um eine raschere Zerteilung derartiger flüssiger Schlacken in einen nachfolgenden Granulierraum zu erzielen, wurde bereits vorgeschlagen Gase in die Schlacke einzutragen, um auf diese Weise das Schlackenbad mit Gasen zu sättigen. In der Regel wurden hiezu Inertgase eingetragen, wobei Sauerstoff zumeist nur in dem Ausmaß eingesetzt wurde, welches erforderlich ist, um sicherzustellen, daß eine vollständig oxidierte Schlacke vorliegt, welche beim nachfolgenden Beaufschlagen der flüssigen Schlacke mit Hochdruckwasser die Gefahr von unerwünschten Explo- sionen beseitigt.In order to achieve a faster division of such liquid slags into a subsequent granulating room, it has already been proposed to introduce gases into the slag in order to saturate the slag bath with gases. As a rule, inert gases were entered for this purpose, with oxygen mostly only to the extent necessary to ensure that a fully oxidized slag is present, which eliminates the risk of undesirable explosions when the liquid slag is subsequently subjected to high pressure water.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem es gelingt die Zusammensetzung der Schlacke und insbesondere die Schlackenbasizität in weiten Grenzen zu variieren, ohne die Vorteile einer raschen Zerkleinerung und eines raschen Granulierens der Schlacken zu verlieren und gleichzeitig die Möglichkeit geschaffen wird, die für die Rheologie der ausströmenden Schlacke erforderlichen relativ hohen Temperatur in besonders wirtschaftlicher und ein- facher Weise zu gewährleisten, ohne daß dies zu einem erhöhten Verschleiß von Feuerfestmaterialien im Schlackentundish führt. Weiters zielt die Erfindung darauf ab, die Zerkleinerung und das Granulieren mit kleinbauenden Einrichtungen so zu führen, daß ein nachfolgendes Mahlen entbehrlich wird, sodaß unmittelbar eine hinreichend feine Korngrößenverteilung der erstarrten Partikel erzielt werden kann.The invention now aims to provide a process of the type mentioned at the outset with which the composition of the slag and in particular the slag basicity can be varied within wide limits without losing the advantages of rapid comminution and rapid granulation of the slags and at the same time the possibility is created to ensure the relatively high temperature required for the rheology of the escaping slag in a particularly economical and simple manner without this leading to increased wear of refractory materials in the slag tundish. Furthermore, the invention aims to carry out the comminution and granulation with small-scale devices in such a way that subsequent grinding becomes unnecessary, so that a sufficiently fine particle size distribution of the solidified particles can be achieved immediately.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen darin, daß in die schmelzflüssige Schlacke Gase, insbesondere Luft oder Sauerstoff zur Ausbildung einer Schaumschlacke eingetragen werden, daß die Schaumschlackentemperatur durch in die Schaumschlacke eingebrachte Brennstoffe, wie z.B. Kohle auf Temperaturen von über 1350° C, insbesondere 1420° bis 1680° C gebracht wird und daß die Schaumschlacke in einen Granu- lierraum ausgestoßen wird. Dadurch, daß nun bewußt eine Schaumschlacke ausgebildet wird, wird zunächst das spezifische Gewicht der Schlacke wesentlich herabgesetzt und insbesondere auf etwa 1/10 des ursprünglichen spezifischen Gewichtes der kompakten Schlackenschmelze verringert. Bei der Ausbildung einer derarti- gen Schaumschlacke entstehen geschlossenporige Strukturen mit einer Bläschengröße mit Durchmessern im Bereich von Milimetern, wobei derartige Schaumschlacken durch entsprechendes Einbringen von Scherkräften, wie beispielsweise durch Einblasen von Gasen über poröse Spülsteine sowie durch das Einhalten kritischer Temperaturbereiche in Abhängigkeit von der Schlackenbasizität mit geringem Aufwand erzeugt werden können. Wesentlich ist, daß Temperaturen über 1350° C und insbesondere zwischen 1420° und 1680° C erreicht werden, wobei aufgrund der strukturellen Eigenschaften von Schaumschlacken diese Temperatur im Inneren der Schaumschlacke leicht erzielt werden können und gleichzeitig ein Temperaturgradient zu den Randbereichen des Schaumschlacken- volumens aufgebaut werden kann. Die erforderliche Temperatur kann in derartigen Schaumschlacken durch Einbringen fester Brennstoffe in die Schaumschlacke aufrechterhalten werden, welche gemeinsam mit dem eingeblasenen Sauerstoff im Inneren der Schaumschlacke unter Ausbildung der Schaumschlacke verbrennen und auf die Art und Weise gleichzeitig die hohen Schmelztemperaturen gewährleisten. In einer derartigen Schaumschlacke kann nun die gewünschte Schlackenzusammensetzung in besonders einfacher Weise eingestellt werden und es können feste Additive, wie beispielsweise CaO, AI2O3 und Siθ2 zur Einstellung der Schlacken- basizität auf einen Wert von bevorzugt 0,8 bis 1,3 in der Schaumschlacke zugesetzt werden. Es gelingt somit die gewünschte Schlackenchemie gleichzeitig mit der gewünschten Temperatur des Schmelzbades in der Schaumschlacke aufzubauen, wobei zu allem Überfluß in besonders wirtschaftlicher Weise kostengünstige Brennstoffe, wie billige Kohle eingesetzt werden kann. Ein gegebenenfalls erhöhter Schwefelwert derartiger billiger Kohle wird unmittelbar und sofort in der Schlacke gebunden, wobei die Schaumschlacke eine Art flammenlosen Brenner darstellt, mit welcher sich auch die Abgastemperaturen in der gewünschten Weise einstellen lassen. Da in der Schaumschlacke das entstehende Abgas bereits vollständig entstaubt wird und allfälliger Staub in situ verschlackt wird und auch Brennstoffschwefel in die Schlacke, aufgrund der Basizität der Schlacke, eingebunden wird, entsteht unmittelbar ein hochreines Abgas, welches beispiels- weise direkt auf Gasturbinenschaufein geleitet werden kann. Dadurch, daß nun eine derartige Schaumschlacke mit der gewünschten Zusammensetzung und der gewünschten Temperatur in einen Granulierraum ausgestoßen wird, läßt sich gegenüber kompakten Schlackenschmelzen eine wesentlich leichtere und feinere Mikro- granulation erzielen. Die Schlacke liegt in der Schaumschlackenschmelze bereits vorzerkleinert vor, sodaß bei einem nachfolgenden raschen Abkühlen wesentlich feinere Partikel entstehen. Prinzipiell kann die Abkühlung in beliebiger konventioneller Weise erfolgen, wobei die Schaumschlacke unmittelbar in ein kon- ventionelles Wasserbad, auf ein Plattenkühlband oder über ein Schleuderrad geführt werden kann. Bevorzugt wird aber erfindungsgemäß so vorgegangen, daß die Schaumschlacke mit Dampf ausgestoßen wird und mit Hochdruckwasser im Gegenstrom beaufschlagt wird. Zu diesem Zweck wird mit Vorteil Dampf mit Temperaturen zwischen 200° und 1200° C und einem Druck zwischen 5 und 15 bar zum Ausstoßen der Schaumschlacke eingesetzt, wobei mit Vorteil Hochdruckwasser mit einem Druck zwischen 50 und 300 bar gegen den Schaumschlacken-Dampfstrahl gerichtet wird. Der Hochdruckwasserstrahl tritt in diesem Falle mit hoher kinetischer Energie als Gegenstrahl zum Dampfstrahl in eine Mahl- bzw. Verdampfungskammer ein. Der Wasserstrahl verdampft hiebei aufgrund des Enthalpiestromes der Schlackentröpfchen sowie des Hochtempera- turtreibdampfes . Die hohe kinetische Energie des Hochdruckwassers wird dem verdampften Hochdruckwasser übertragen, sodaß ein rasch gerichtet bewegtes Dampfvolumen entsteht, welches mit hoher axial orientierter Geschwindigkeit dem partikelbeladenen Hochtemperaturdampftreibstrahl entgegengerichtet ist. Diese beiden energetischen Potentialfelder durchdringen einander gegenseitig, sodaß die dabei dissipierte Energie unmittelbar zur Partikelzerkleinerung führt, wobei zur Einstellung des gewünschten Geschwindigkeitsvektors des Hochdruckwassers, der Hochdruckwasservordruck, die freie Strahllänge sowie die Distanz zum Hochtemperaturdampfeintritt zur weiteren Einstellung der gewünschten Zerkleinerung zur Verfügung steht. Neben der Einstell- barkeit der gewünschten Zerkleinerungswirkung, d.h. der erzielbaren Partikelgröße, läßt sich aber auch der Zerkleinerungswirkungsgrad durch entsprechende Wahl der Abstände optimieren, sodaß auch ein hoher Mahlwirkungsgrad beispielsweise durch entsprechende Einstellung des Hochdruckwasservordruckes eingestellt werden kann.To achieve this object, the process according to the invention essentially consists in that gases, in particular air or oxygen, are introduced into the molten slag to form a foam slag, and that the foam slag temperature is brought about by fuels introduced into the foam slag, such as coal, to temperatures of above 1350 ° C. , in particular 1420 ° to 1680 ° C and that the foam slag is ejected into a pelletizing room. Because a foam slag is now deliberately formed, the specific weight of the slag is first reduced significantly and in particular reduced to approximately 1/10 of the original specific weight of the compact slag melt. When such a foam slag is formed, closed-pore structures with a bubble size with diameters in the range of millimeters are created, such foam slags being introduced accordingly of shear forces, such as can be generated with little effort depending on the slag basicity, for example by blowing in gases over porous flushing blocks and by maintaining critical temperature ranges. It is essential that temperatures above 1350 ° C. and in particular between 1420 ° and 1680 ° C. are reached, this temperature being easy to achieve inside the foam slag due to the structural properties of foam slag and at the same time building up a temperature gradient to the edge regions of the foam slag volume can be. The required temperature can be maintained in such foam slags by introducing solid fuels into the foam slag, which burn together with the injected oxygen inside the foam slag to form the foam slag and at the same time ensure the high melting temperatures in the manner. In a foam slag of this type, the desired slag composition can now be set in a particularly simple manner, and solid additives such as CaO, Al2O3 and SiO2 can be added in the foam slag to set the slag basicity to a value of preferably 0.8 to 1.3 become. It is thus possible to build up the desired slag chemistry at the same time as the temperature of the molten bath in the foam slag, and to make matters worse, inexpensive fuels, such as cheap coal, can be used. A possibly increased sulfur value of such cheap coal is immediately and immediately bound in the slag, the foam slag being a kind of flameless burner with which the exhaust gas temperatures can also be set in the desired manner. Since the resulting exhaust gas in the foam slag is already completely dedusted and any dust is slagged in situ and fuel sulfur is also incorporated into the slag due to the basicity of the slag, a high-purity exhaust gas is produced immediately, which can be directed, for example, to gas turbine showers . The fact that such a foam slag with the desired composition and the desired temperature is now ejected into a pelletizing chamber means that much easier and finer microgranulation can be achieved compared to compact slag melts. The slag is already pre-comminuted in the foam slag melt, so that much finer particles are formed during a subsequent rapid cooling. In principle, cooling can take place in any conventional manner, the foam slag being able to be passed directly into a conventional water bath, onto a plate cooling belt or via a centrifugal wheel. However, the procedure according to the invention is preferably such that the foam slag is expelled with steam and high pressure water is applied in countercurrent. For this purpose, steam with temperatures between 200 ° and 1200 ° C and a pressure between 5 and 15 bar is advantageously used to eject the foam slag, whereby high pressure water with a pressure between 50 and 300 bar is advantageously directed against the foam slag steam jet. In this case, the high-pressure water jet enters the grinding or evaporation chamber with high kinetic energy as a counter jet to the steam jet. The water jet evaporates due to the enthalpy flow of the slag droplets and the high-temperature steam. The high kinetic energy of the high-pressure water is transferred to the evaporated high-pressure water, so that a rapidly directed steam volume is created which is directed at a high axially oriented speed towards the particle-laden high-temperature steam jet. These two energetic potential fields mutually penetrate each other, so that the dissipated energy leads directly to particle size reduction, whereby the desired speed vector of the high pressure water, the high pressure water pressure, the free jet length and the distance to the high temperature steam inlet are available for further setting the desired size reduction. In addition to the adjustability of the desired comminution effect, ie the particle size that can be achieved, the comminution efficiency can also be optimized by appropriate selection of the distances. so that a high grinding efficiency can also be set, for example, by appropriate adjustment of the high pressure water pressure.
Insgesamt erlaubt die Ausbildung der Schaumschlacke im Schlackentundish neben der Einstellung der gewünschten Schlackenzusammensetzung gleichzeitig auch die Ausbildung eines entsprechend hohen und hochreinen Heißgasvolumens, welches energetisch beispielsweise in einer Gasturbine genützt werden kann, ohne daß hiefür gesonderte Abgasreinigungsanlagen erforderlich wären. Die Schlackenbasizität kann, wie bereits erwähnt, in einfacher Weise durch Zugabe von CaO, AI2O3 und/oder Siθ2 auf einen Wert von 0,8 bis 1,3 in der Schaumschlacke eingestellt werden.Overall, the formation of the foam slag in the slag tundish allows not only the setting of the desired slag composition but also the formation of a correspondingly high and high-purity hot gas volume, which can be used energetically, for example, in a gas turbine, without the need for separate exhaust gas purification systems. As already mentioned, the slag basicity can be adjusted to a value of 0.8 to 1.3 in the foam slag in a simple manner by adding CaO, Al2O3 and / or SiO2.
Beste Ergebnisse in Bezug auf die Zerkleinerungswirkung und die gewünschte Mahlfeinheit konnten beobachtet werden, wenn das Raumgewicht der Schaumschlacke auf unter 0,35 kg/dm-^, insbesondere etwa 0,28 kg/dm.3, eingestellt wird.The best results with regard to the size reduction effect and the desired fineness of grinding could be observed if the density of the foam slag was set below 0.35 kg / dm- ^, in particular about 0.28 kg / dm.3.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß Schaumschlacken unter überatmosphärischem Druck eine erhöhte Stabilität aufweisen. Mit Vorteil wird daher im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens so vorgegangen, daß die Schaumschlacke unter einem Druck zwischen 3 und 7 bar gehalten wird. Mit einer derartigen Ausbildung wird gleichzeitig am Auslauf des Schaumschlacken-Tundish ein Druckgradient ausgebildet, sodaß die heiße Schaumschlacke mit hohe kinetischer und thermischer Energie austritt. Das heiße Abgas hat im wesentlichen die gleiche Temperatur wie die Schaumschlacke und ist praktisch staub- und schwefelfrei und eignet sich daher bevorzugt beispielsweise als Treibgas für eine Gasturbine, wobei ein Teil der gewonnenen mechanischen Energie für Luftverdichter für das zur Ausbildung der Schaumschlacke einzubringende Bodengas eingesetzt werden kann.Surprisingly, it has been shown that foam slags have increased stability under superatmospheric pressure. It is therefore advantageous in the process according to the invention that the foam slag is kept under a pressure between 3 and 7 bar. With such a design, a pressure gradient is simultaneously formed at the outlet of the foam slag tundish, so that the hot foam slag emerges with high kinetic and thermal energy. The hot exhaust gas has essentially the same temperature as the foam slag and is practically dust and sulfur-free and is therefore preferably suitable, for example, as a propellant gas for a gas turbine, with part of the mechanical energy obtained being used for air compressors for the bottom gas to be introduced to form the foam slag can.
Insgesamt stellt sich der Schaumschlacken-Generator im Schlackentundish als flammenlose Brennkammer einer Gasturbine dar, mit welcher relativ grobstückige Alternativbrennstoffe direkt eingesetzt werden können und in wirtschaftlicher Weise verwertet werden können.Overall, the foam slag generator in the slag tundish presents itself as a flameless combustion chamber of a gas turbine, with which relatively coarse alternative fuels can be used directly and can be used economically.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Ver- fahrens ist im wesentlichen gekennzeichnet durch einen Tundish, in welchem eine Gaslanze und/oder in dessen Boden Düsen angeordnet sind, daß ein Schaumschlackenuberlauf und eine Austrittsöffnung für Schlacke vorgesehen ist, daß der Tundish einen druckfesten Deckel trägt, an welchem eine Schleuse für den Eintrag von Feststoffen und Kohle oberhalb des Schlackenbades angeschlossen ist, und daß in die Schlackenaustrittsöffnung eine Lanze für den Eintrag eines Trägergases zum Ausstoßen der Schaumschlacke mündet. Die Zerkleinerung erfolgt hiebei in einer nachgeschalteten Mahl- bzw. Verdampfungskammer, wofür die Aus- bildung mit Vorteil so getroffen ist, daß an die Schlackenaustrittsöffnung eine Mahl- und Verdampfungskämmer angeschlossen ist, daß an der dem Schlackenaustritt gegenüberliegenden Seite der Kammer eine Druckwasserleitung mündet und daß an die Mahl- und Verdampfungskammer ein Sichter zum Austragen des zerkleiner- ten und granulierten Materials angeschlossen ist. Prinzipiell kann in der Mahl- und Verdampfungskammer zusätzlich oder als Ersatz für das Hochdruckwasser auch mit reduzierenden Flüssigkeiten oder Gasen gearbeitet werden, mit welchen verbleibendes Resteisenoxid in der Schlacke reduziert wird und gleichzeitig aufgrund der Zersetzungsenergie bzw. Crackenergie von Kohlenwasserstoffen eine rasche Abkühlung erzielt wird. Das auf diese Weise gebildete Feineisen kann gesondert beispielsweise durch Magnetscheider abgetrennt werden. Ein wesentlicher Vorteil der Ausbildung einer Schaumschlacke besteht hiebei neben dem Umstand, daß im Inneren der Schaumschlacke relativ hohe Temperaturen in einfacher Weise und kontrolliert hergestellt werden können, auch darin, daß allfälliges metallisches Schlackeneisen sicher verbrannt wird, sodaß Schlackengranulierexplosionsrisiken grundsätzlich ausgeschaltet werden. Aufgrund der hohen spezifi- sehen Schaumschlackenvolumina können wesentlich größere Schlackenaustrittsöffnungen im Schlackentundish vorgesehen werden, wodurch die Gefahr eines Verstopfens bzw. Zuwachsens durch möglicherweise mitgeschleppte Feststoffpartikel, wie z.B. durch Feuerfestausbruch, entscheidend minimiert werden kann. Gegenüber bekannten Einrichtungen, bei welchen kompakte Schlacken in einen Mahl- oder Verdampfungsraum ausgestoßen werden, kann mit vergleichsweise großen lichten Durchmessern, welche um einen Faktor 10 bis 100 gegenüber bekannten Einrichtungen vergrößert sind, gebaut werden.The device according to the invention for carrying out this method is essentially characterized by a tundish in which a gas lance and / or in the bottom of which nozzles are arranged, that a foam slag overflow and an outlet opening for slag are provided so that the tundish carries a pressure-resistant lid, to which a lock for the entry of solids and coal is connected above the slag bath and that a lance for the entry of a carrier gas for ejecting the foam slag opens into the slag outlet opening. The comminution takes place in a downstream grinding or evaporation chamber, for which the training is advantageously carried out in such a way that a grinding and evaporation chamber is connected to the slag outlet opening, that a pressure water line opens at the side of the chamber opposite the slag outlet and that a classifier for discharging the comminuted and granulated material is connected to the grinding and evaporation chamber. In principle, in the grinding and evaporation chamber it is also possible to work with reducing liquids or gases in addition to or as a replacement for the high-pressure water, with which residual iron oxide in the slag is reduced and, at the same time, rapid cooling is achieved due to the decomposition energy or cracking energy of hydrocarbons. The fine iron formed in this way can be separated separately, for example by magnetic separators. A major advantage of the formation of a foam slag is in addition to the fact that relatively high temperatures can be produced in a simple and controlled manner inside the foam slag, and also that any metallic slag iron is safely burned, so that slag granulation explosion risks are basically eliminated. Due to the high specific foam slag volumes, much larger slag outlet openings can be provided in the slag tundish, which increases the risk of clogging or overgrowth can be decisively minimized by possibly entrained solid particles, such as a refractory eruption. Compared to known devices, in which compact slags are ejected into a grinding or evaporation room, it is possible to build with comparatively large clear diameters, which are increased by a factor of 10 to 100 compared to known devices.
Mit Vorteil ist an den Tundish eine Abgasleitung angeschlossen, welche über eine Gasturbine und/oder Wärmetauscher geführt ist, wodurch sich die energetische Nutzung weiter verbessert und eine wirtschaftliche Verfahrensweise ergibt.Advantageously, an exhaust pipe is connected to the tundish, which is led via a gas turbine and / or heat exchanger, which further improves the energy use and results in an economical procedure.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles einer für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtung näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Schlackentundish zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 2 eine schema- tische Anordnung einer Mahl- bzw. Verdampfungskammer im Anschluß an einen derartigen Schaumschlackengenerator.The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment schematically shown in the drawing of a device suitable for carrying out the method according to the invention. 1 shows a schematic cross section through a slag tundish for carrying out the method according to the invention, and FIG. 2 shows a schematic arrangement of a grinding or evaporation chamber following such a foam slag generator.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Schlackentundish bezeichnet, an dessen Boden poröse Bodensteine 2 angeschlossen sind. Über die porösen Bodensteine 2 wird Luft und/oder Sauerstoff über eine Leitung 3 in eine Schmelze 4 eingebracht, wobei im Inneren der Schmelze in der Folge eine Schaumschlacke ausgebildet wird. Die Schaumschlacke gelangt über ein Schaumschlackenwehr 5 zu einer Schlackenaustrittsöffnung 6. Koaxial zur Schlackenaustrittsöff- nung 6 ist die Mündung einer Lanze 7 vorgesehen, über welche beispielsweise Hochdruckdampf eingepreßt werden kann und die Schaumschlacke nach dem Austritt rasch dispergiert und zerkleinert werden kann.In Fig. 1, 1 denotes a slag tundish, to the bottom of which porous floor stones 2 are connected. Air and / or oxygen is introduced via a line 3 into a melt 4 via the porous floor stones 2, a foam slag subsequently being formed in the interior of the melt. The foam slag reaches a slag outlet opening 6 via a foam slag weir 5. Coaxial with the slag outlet opening 6 there is the mouth of a lance 7, through which, for example, high pressure steam can be injected and the foam slag can be quickly dispersed and comminuted after the outlet.
Zur Erhöhung der Stabilität der Schaumschlacke ist der Schlackentundish geschlossen ausgebildet und es ist ein Deckel 8 vorgesehen. Feststoffe und insbesondere CaO, AI2O3 sowie Siθ2 zur Einstellung der Schlackenbasizität können über eine Zellradschleuse 9 unmittelbar in das Schaumschlackenbad eingebracht werden, wobei aufgrund der hohen Verwirbelung gleichzeitig eine gute Durchmischung und homogene Verteilung sichergestellt wird. Über die gleiche Zellradschleuse 9 können auch feste Brennstoffe, wie beispielsweise billige Kohlen, eingebracht werden, um die gewünschte Schaumschlackentemperatur zu gewährleisten. Die Verbrennung derartiger stückiger Kohle erfolgt rasch im Inneren der Schaumschlacke durch Umsetzung mit dem in den Poren enthaltenen Sauerstoff bei entsprechend hohen Temperaturen, wobei über eine Leitung 10 hochreines Abgas mit einer Temperatur abgezogen werden kann, welche im wesentlichen der Temperatur der Schlacke entspricht. Schlackentemperaturen bis 2000° C und damit Abgastemperaturen in der gleichen Größenordnung sind ohne weiteres möglich, wobei derartige hohe Temperaturen in erster Linie im Inneren der Schaumschlacke entstehen und sich zum Rand des Schaumschlackenbades jeweils ein Temperaturgradient ausbilden kann, wodurch die Feuerfestauskleidung des Schlackentundish 1 entsprechend geschont wird. Der Schlackentundish kann hiebei unter einem Druck von 3 bis 7 bar gehalten werden, wodurch auch das Ausstoßen der Schaumschlacke wesentlich begünstigt wird.In order to increase the stability of the foam slag, the slag tundish is closed and a cover 8 is provided. Solids and especially CaO, Al2O3 and SiO2 to adjust the slag basicity, a cellular wheel sluice 9 can be introduced directly into the foam slag bath, and due to the high turbulence, thorough mixing and homogeneous distribution are ensured at the same time. Solid fuels, such as cheap coal, can also be introduced via the same cellular wheel lock 9 in order to ensure the desired foam slag temperature. The combustion of such lumpy coal takes place rapidly in the interior of the foam slag by reaction with the oxygen contained in the pores at correspondingly high temperatures, it being possible to draw off highly pure exhaust gas via a line 10 at a temperature which essentially corresponds to the temperature of the slag. Slag temperatures of up to 2000 ° C and thus exhaust gas temperatures of the same order of magnitude are readily possible, such high temperatures primarily occurring inside the foam slag and a temperature gradient being able to form at the edge of the foam slag bath, whereby the refractory lining of the slag tundish 1 is protected accordingly . The slag tundish can be kept under a pressure of 3 to 7 bar, which also significantly improves the ejection of the foam slag.
Die Schaumschlackenbrennerleistung kann in großem Umfang vari- iert werden. Insbesondere kann zur Ausbildung entsprechend hoher reiner Abgasströme mit hoher Temperatur eine entsprechende Betriebsweise als flammenloser Brenner gewählt werden, aus welchem die Schlacke jeweils nach Erreichen der gewünschten Zusammensetzung ausgebracht wird und/oder kontinuierlich weitere Schlacke zur Ausbildung der gewünschten Schaumschlacke eingebracht werden kann.The foam slag burner output can be varied to a large extent. In particular, for the formation of correspondingly high pure exhaust gas flows at high temperature, a corresponding mode of operation can be selected as a flameless burner, from which the slag is discharged in each case after the desired composition has been reached and / or further slag can be introduced continuously to form the desired foam slag.
Während bei konventionellen kompakten Schlacken die Viskosität in erster Linie mit steigenden Temperaturen und steigenden Eisenoxidanteilen abnimmt, liegt bei einer Schaumschlacke, welche ein strukturviskoses Fließverhalten zeigt, unabhängig von der Zusammensetzung eine wesentlich geringere Viskosität vor, sodaß auch Schlackenzusammensetzungen mühelos versprüht werden können, deren Temperatur im Falle einer kompakten Schlackenschmelze wesentlich höher liegen müßte. Gleichzeitig gelingt es im Inneren der Schaumschlacke von vornherein auf wirtschaftliche Weise unter Verwendung billiger Brennstoffe nahezu beliebig hohe Temperaturen einzustellen, ohne daß dies zu einem erhöhten Verschleiß der Feuerfestauskleidung führt.While with conventional compact slags the viscosity decreases primarily with increasing temperatures and increasing iron oxide content, with foamed slag which shows a structurally viscous flow behavior, regardless of the composition, there is a significantly lower viscosity, so that slag compositions can also be sprayed effortlessly, the temperature of which should be much higher in the case of a compact slag melt. At the same time, inside the foam slag it is possible to set almost arbitrarily high temperatures in an economical manner using cheap fuels, without this leading to increased wear of the refractory lining.
In Fig. 2 ist nun eine vorteilhafte Zerkleinerungseinrichtung dargestellt, welche einem Schlackengenerator bzw. Schlackentundish, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, nachgeschaltet ist. Die Schaumschlackenzufuhr ist hiebei schematisch durch die Kammer 11 angedeutet, in welche eine Hochtemperaturdampflanze 12 mündet. Die Schaumschlacke 13 tritt über die Öffnung 14 in eine Mahl- bzw. Verdampfungskammer ein, wobei dem austretenden Strahl ein Hochdruckwasserstrahl 15 über eine Hochdruckwasserlanze 16 entgegengeführt wird. Die Hochdruckwasserlanze 16 kann hiebei in Richtung des Doppelpfeiles 17 verschieblich gelagert sein, sodaß die gewünschten Parameter und insbesondere der Spreitungswinkel α eingestellt werden kann, welcher einen wesentlichen Einfluß auf den Mahlgrad und den Mahlwirkungsgrad hat. Hochdruckwasser wird hiebei mit einem Vordruck von etwa 50 bis 300 bar eingesetzt. Hochtemperaturdampf kann im Temperaturbereich zwischen 200° und 1200° C und in einem Druckbereich von 5 bis 15 bar ein- gesetzt werden. Der in Fig. 2 eingezeichnete Spreitungswinkel α kann auch als Verdampfungsgradient gedeutet werden, wobei der Winkel α bei kleinerem Druck des Hochdruckwassers entsprechend größer wird. Je größer dieser Winkel α desto kleiner wird auch der Mahlwirkungsgrad und desto gröber das Mahlgut. Insgesamt gelingt es durch einfache Einstellungen sowohl den Mahlwirkungs- grad als auch den Zerkleinerungsgrad entsprechend den gewünschten Parametern einzustellen, wobei das feine Mahlgut in der Folge über einen Sichter 18 und die Leitung 19 abgezogen werden kann.FIG. 2 now shows an advantageous comminution device which is connected downstream of a slag generator or slag tundish, as shown in FIG. 1. The foam slag supply is indicated schematically by the chamber 11, into which a high-temperature steam lance 12 opens. The foam slag 13 enters a grinding or evaporation chamber via the opening 14, a high-pressure water jet 15 being directed toward the emerging jet via a high-pressure water lance 16. The high pressure water lance 16 can be slidably mounted in the direction of the double arrow 17 so that the desired parameters and in particular the spreading angle α can be set, which has a significant influence on the degree of grinding and the degree of efficiency. High pressure water is used with a pre-pressure of around 50 to 300 bar. High temperature steam can be used in the temperature range between 200 ° and 1200 ° C and in a pressure range of 5 to 15 bar. The spreading angle α shown in FIG. 2 can also be interpreted as an evaporation gradient, the angle α increasing correspondingly at a lower pressure of the high-pressure water. The larger this angle α, the smaller the grinding efficiency and the coarser the ground material. Overall, simple adjustments make it possible to set both the grinding efficiency and the degree of comminution in accordance with the desired parameters, the fine ground material subsequently being able to be drawn off via a classifier 18 and the line 19.
Wie in Fig. 1 strichliert angedeutet, kann in die Schaumschlacke über eine Blaslanze 20 Luft/Sauerstoff gegebenenfalls gemeinsam mit Kohlenstoff eingeblasen werden, um die Ausbildung der Schaumschlacke und die gewünschte Schaumschlackentemperatur zu erzielen. In diesen Fällen kann sogar auf poröse Spülsteine 2 im Boden verzichtet werden. As indicated by dashed lines in FIG. 1, air / oxygen can optionally be added together in the foam slag via a blowing lance 20 be blown with carbon to achieve the formation of the foam slag and the desired foam slag temperature. In these cases it is even possible to dispense with porous sink stones 2 in the floor.

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Verfahren zum Zerkleinern und Granulieren von Schlacken, bei welchem die schmelzflüssige Schlacke mit einem Treibstrahl in einen Granulierraum ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die schmelzflüssige Schlacke Gase, insbesondere Luft oder Sauerstoff zur Ausbildung einer Schaumschlacke eingetragen werden, daß die Schaumschlackentemperatur durch in die Schaumschlacke eingebrachte Brennstoffe, wie z.B. Kohle auf Tempera- turen von über 1350° C, insbesondere 1420° bis 1680° C gebracht wird und daß die Schaumschlacke in einen Granulierraum ausgestoßen wird.1. A process for crushing and granulating slag, in which the molten slag is ejected with a propellant jet into a granulating room, characterized in that gases, in particular air or oxygen, are introduced into the molten slag to form a foam slag, that the foam slag temperature by the foam slag introduced fuels, such as Coal is brought to temperatures of over 1350 ° C, in particular 1420 ° to 1680 ° C and that the foam slag is discharged into a pelletizing room.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumschlacke mit Dampf ausgestoßen und mit Hochdruckwasser im2. The method according to claim 1, characterized in that the foam slag ejected with steam and with high pressure water in
Gegenstrom beaufschlagt wird.Countercurrent is applied.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , daß Dampf mit Temperaturen zwischen 200° und 1200° C und einem Druck zwischen 5 und 15 bar zum Ausstoßen der Schaumschlacke eingesetzt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that steam with temperatures between 200 ° and 1200 ° C and a pressure between 5 and 15 bar is used to eject the foam slag.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet , daß Hochdruckwasser mit einem Druck zwischen 50 und 300 bar gegen den Schaumschlacken-Dampfstrahl gerichtet wird.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that high pressure water is directed at a pressure between 50 and 300 bar against the foam slag steam jet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlackenbasizität durch Zugabe von CaO, AI2O3 und/oder Siθ2 auf einen Wert von 0,8 bis 1,3 in der Schaum- schlacke eingestellt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the slag basicity is adjusted to a value of 0.8 to 1.3 in the foam slag by adding CaO, Al2O3 and / or SiO2.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Raumgewicht der Schaumschlacke auf unter 0,35 kg/dm^, insbesondere etwa 0,28 kg/dπ , eingestellt wird. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the density of the foam slag is set to below 0.35 kg / dm ^, in particular about 0.28 kg / dπ.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumschlacke unter einem Druck zwischen 3 und 7 bar gehalten wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the foam slag is kept under a pressure between 3 and 7 bar.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsabgase der Schaumschlacke einer Gasturbine zugeführt werden.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the combustion exhaust gases of the foam slag are fed to a gas turbine.
. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 gekennzeichnet durch einen Tundish (1) , in welchem eine Gaslanze (20) mündet und/oder in dessen Boden Düsen (2) angeordnet sind, daß ein Schaumschlackenuberlauf (5) und eine Austrittsöffnung (6) für Schlacke vorgesehen ist, daß der Tundish (1) einen druckfesten Deckel (8) trägt, an welchem eine Schleuse (9) für den Eintrag von Feststoffen und Kohle oberhalb des Schlackenbades angeschlossen ist, und daß in die Schlackenaustrittsöffnung (6) eine Lanze (7) für den Eintrag eines Trägergases zum Ausstoßen der Schaumschlacke (4) mündet.. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 8, characterized by a tundish (1) in which a gas lance (20) opens and / or in the bottom of which nozzles (2) are arranged, that a foam slag overflow (5) and an outlet opening (6) for slag is provided that the tundish (1) carries a pressure-resistant cover (8) to which a lock (9) for the entry of solids and coal is connected above the slag bath, and that in the slag outlet opening (6) a lance (7) for the entry of a carrier gas for ejecting the foam slag (4) opens.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an die Schlackenaustrittsöffnung (6) eine Mahl- und Verdampfungskammer angeschlossen ist, daß an der dem Schlackenaustritt (6) gegenüberliegenden Seite der Kammer eine Druckwasserleitung (16) mündet und daß an die Mahl- und Verdampfungskammer ein Sichter (18) zum Austragen des zerkleinerten und granulierten Materials angeschlossen ist.10. The device according to claim 9, characterized in that a grinding and evaporation chamber is connected to the slag outlet opening (6), that on the side of the chamber opposite the slag outlet (6) a pressurized water line (16) opens and that to the grinding and Evaporation chamber is connected to a classifier (18) for discharging the crushed and granulated material.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Tundish (1) eine Abgasleitung (10) angeschlossen ist, welche über eine Gasturbine und/oder Wärmetauscher geführt ist. 11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that an exhaust pipe (10) is connected to the tundish (1), which is guided via a gas turbine and / or heat exchanger.
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