LU87657A1 - Vorrichtung zum entwaessern von schlackensand - Google Patents

Description

VORRICHTUNG ZUM ENTWÄSSERN VON SCHLACKENSAND

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ent¬wässern von Schlackensand, insbesondere von in einemAufnahmebehälter befindlichen Hochofenschlackensand.

Es ist Stand der Technik, die aus einem Schachtofen,beispielweise einem Hochofen, ausfliessende Schlackemittels aus Düsen austretenden Wasserstrahlen so abzu¬schrecken, dass die flüssige Schlacke sich in einenmehr oder weniger feinen Schlackensand verwandelt.Damit dieser Schlackensand nutzbringend weiterverwendetwerden kann, muss das durch das genannte Besprühenentstehende Gemenge aus Schlackensand und Wasser, derSchlackenbrei, möglichst weitgehend entwässert werden.

Diese Entwässerung geschieht nach dem Stand derTechnik durchwegs dadurch, dass Wandabschnitte einesAufnahmebehälters für den nassen Schlackensand alsfilternde, wasserdurchlässige Flächen ausgebildet sind.Hierzu können die vertikalen Seitenwände, zum Beispieleines zylinderischen Aufnahmebehälters, ganz oderteilweise als Filterflächen ausgebildet werden, oderauch nur der konische Auslaufbereich eines solchenBehälters.

Im ersten Fall können zwar die filternden. Flächenrelativ gross ausgelegt werden, jedoch bleibt der imunteren, zum Beispiel konischen Auslauf befindlicheSchlackensandanteil unentwässert, während im zweitenFall zwar eine Entwässerung dieses Anteils stattfindet,jedoch die filternde Fläche relativ klein bleibt. Inbeiden Fällen, besonders jedoch im letztgenannten, sind die Filterflächen einer hohen mechanischen Druckbe¬anspruchung vom Behälterinhalt her ausgesetzt, so dassdiese Filterwandabschnitte entsprechend widerstands¬fähig, das heisst teuer, ausgeführt werden müssen.

Ein besonders gravierender Nachteil beider Aus¬führungen (oder einer Kombination der beiden) bestehtdarin, dass die genannten Filterflächen nach relativkurzer Verwendung durch Schlackenschlamm verstopfen unddamit unwirksam werden. Zur Entschlammung der Filter¬flächen kennt der Stand der Technik ein Einsprühen,mittels Düsen beispielsweise, von Wasser durch dieFilterflächen hindurch von aussen nach dem Innern desBehälters zu.

Zur Vermeidung dieser Nachteile des Standes derTechnik ist es deshalb Aufgabe der Erfindung, eineVorrichtung zum Entwässern von Schlackensand dereingangs genannten Gattung vorzuschlagen, welche ohnejegliche Filterflächen auskommt bei einemgleichbleibend maximalen Entwässerungseffekt.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der ein¬gangs genannten Gattung mit den im Hauptanspruch ange¬führten Merkmalen gelöst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in denZeichnungen dargestellt und werden im folgenden näherbeschrieben. Es zeigen:

Figur 1, einen schematischen Längsschnitt durch einerstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem imwesentlichen konischen Auslauftrichter;

Figur 2, einen schematischen Längsschnitt durch einzweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, ähnlichdemjenigen nach Figur 1, jedoch mit einem doppeltenAuslauftrichter in Tandemanordnung;

Figur 3, einen schematischen Längsschnitt durch eindrittes Ausführungsbeispiel, ähnlich demjenigen nachFigur 1 , jedoch zusätzlich mit einer schwenkbaren Ver¬schlussklappe für den Behälterauslauf;

Figur 4, einen schematischen Längsschnitt durch einviertes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einemzylindrisch-konischen Verlauf des Auslauftrichters;

Figur 5, einen schematischen Längsschnitt durch einfünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, ähnlichdemjenigen nach Figur 4, jedoch mit einer konischenErweiterung des Aufnahmebehälterauslaufs;

Figur 6, einen schematischen Längsschnitt durch einsechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, im wesent¬lichen bestehend aus einer Kombination der Aus¬führungsbeispiele nach den Figuren 1 und 5;

Figur 7, einen schematischen Längsschnitt durch einsechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einemhöhenverstellbaren Auslauftrichter.

Figur 1 zeigt den unteren Teil eines beispielsweisezylindrischen Aufnahmebehälters 8 für den zu ent¬wässernden Schlackensand, mit einem vorzugsweisekonischen unteren Auslauf 10 (die Schlackensandfüllungdes Behälters 8 ist in der Figur nicht weiterangedeutet). Die AuslaufÖffnung 12 des Auslaufes 10 istvon einem nachgeschalteten Auslauftrichter 14 von ebenfalls im wesentlichen konischer Form umgeben. DieDurchmesser von Auslauf 10 in seinem unteren Teil undvon Auslauftrichter 14 sind entsprechend gewählt, umzwischen beiden einen konischen Ringspalt 16 zuschaffen, wobei die Oberkante 18 des Auslauftrichters14 höher liegt als die Unterkante der Auslauföffnung12.

Das Funktionsprinzip der erfindungsgemäassen Vor¬richtung beruht auf dem Prinzip der kommunizierendenGefasse. Aufgrund dieses Prinzips steigt das imSchlackensand enthaltene Wasser im Ringkanal 16 hochund läuft in einem ersten Stadium der Entwässerung überdie Oberkante 18 des Auslauftrichters 14 ab. Wegenseiner Dichte und inneren Reibung nimmt der Schlacken¬sandanteil des Schlackenbreis nicht an diesem Hoch¬steigen des Wassers im Ringraum 16 teil, wodurch dieTrennung zwischen Sand und Wasser erfolgt, und dies,wie Versuche ergeben haben, mit einer erstaunlichenEffizienz. Der Schlackensand wirkt demgemäss selbst alsFiltermasse.

Im genannten ersten Stadium der Entwässerung wirddas Wasser über die Oberkante 18 abfHessen gelassen,da auf dem hierdurch gegebenen relativ grossen Wegzwischen Auslauf 12 und dieser Oberkante 18 eine guteTrennwirkung zwischen Wasser und eventuell mitgeführtenschlammigen Sandbestandteilen erfolgt, insbesondereauch deswegen, weil beim Hochsteigen des Wassers imsich erweiternden Ringspalt 16 eine wesentliche Ver¬langsamung der Wassergeschwindigkeit stattfindet.

Das über die Kante 18 überströmende Wasser wird ineinem umlaufenden Ringraum 20 aufgefangen und übereinen Abfluss 21 abgeführt.

Zwecks weiterer Verbesserung des Trenneffekteszwischen Wasser und eventuell mitgeführtemSchlackenschlamm kann im Ringraum 20 fakultativ eineTrenn- und Beruhigungswand 22 mit zusätzlicherAbscheiderwirkung vorgesehen sein, wobei anfallenderSchlamm sich im unteren Teil des Ringraums 20 absetzenkann und nach beendeter Entwässerung durch einenAbfluss 28 abgezogen werden kann.

Es hat sich bei den genannten Versuchen heraus¬gestellt, dass im weiteren Verlauf der Entwässerung dieSauberkeit des anfallenden Wassers wegen der zunehmen¬den Filterwirkung des im Behälter 8 abtrocknendenSchlackensandes zunimmt, die anfallenden Wassermengennaturgemäss abnehmen. Die Erfindung sieht deshalbfakultativ vor, bei zunehmender Wasserreinheit und ab¬nehmender Wassermenge das Wasser zunächst durch einVentil 24 und später durch ein noch tiefer gelegenesVentil 26 abfHessen zu lassen, wodurch der Ent¬wässerungsprozess abgekürzt wird. Während dem Entwäs¬serung svorgang wird der Schlackensandfluss durch denzylindrischen Ablaufstutzen 30 gesperrt, beispielsweisemit Hilfe eines nicht dargestellten, an sich bekanntenQuetschventils, welches unterhalb des Stutzens 30 indem sich anschliessenden, nicht dargestellten Abfluss¬rohr angebracht ist.

Die Erfindung sieht schliesslich fakultativWassereinspritzdüsen 32 in beliebiger Anzahl vor,welche am Oberteil des Ringraums 20 ringsherum ange¬ordnet sind und zum Reinigen des Auslauftrichters 14dienen, wenn der Behälter 8 zwischen zwei Entwäs¬serungsvorgängen einmal ganz entleert wird.

In Figur 2 ist eine Ausführungsvariante der Erfin¬dung dargestellt, bei welcher zwei in Tandemanordnunghintereinander geschaltete Auslauftrichter 34, 36 vor¬gesehen sind. Hierdurch wird nicht nur erreicht, dassder angestrebte, erfindungsgemässe Trenneffekt zwischenSchlackensand und Wasser noch weiter verbessert wird,sondern auch, dass die sonst am Separationsvorgangnicht teilnehmenden Schlackensandanteile (das sind zumBeispiel in Figur 1 die sich unterhalb der Auslauf¬öffnung 12 befindlichen Schlackensandmengen) auf einMinimum reduziert werden. Zu diesem Zweck wird deruntere Trichter 36 durch Offnen seines Wasserauslaufs37 eingesetzt wenn der obere Trichter 34 seine Funktionerfüllt hat.

Figur 3 zeigt ein Ausgestaltungsbeispiel mit einerschwenkbaren Verschlussklappe 38 am Auslauf 40 desAufnahmebehälter 8. Durch diese Verschlussklappe 18wird das nicht gezeigte Quetschventil vom Gewicht derBehälterfüllung entlastet. Die Verschlussklappe trägtaber auch dazu bei, dass die bereits mit der Anordnunggemäss Figur 2, verringerte nicht entwässerte untereSchlackensandmenge, auf ein Minimum reduziert wird.

Figur 4 zeigt eine Ausgestaltung, bei welcher einerfindungsgemässer Auslauftrichter 42 nach oben nichtdurchgehend konisch verlaufend (wie zum Beispiel inFigur 1) ausgelegt ist, sondern dessen oberer Teil 44im wesentlichen zylindrische Formen hat; um dies zuermöglichen, weist der Auslauf des Behälters 8 einenentsprechenden zylindrischen Stutzen 46 auf. Mit dieserKonfiguration wird erreicht, dass geringe Schlacken¬sandmengen nicht eventuell entlang einer durchgehendschräg verlaufenden Trichterwandung (siehe 14 in Figur1 ) nach oben abgeschwemmt werden können, sondern auf¬grund ihrer Dichte im unteren Teil des Trichters 42zurückgehalten werden.

In Figur 5 ist, in einer weitergeführten Ausge¬staltung nach Figur 4, ein Auslaufstutzen 48 des Be¬hälters 8 unten mit einer konischen, sich nach untenerweiternden Schürze 50 versehen. Durch diese Konfigu¬ration wird zwischen der Schürze 50 und dem Auslauf¬trichter 52 ein relativ enger Ringspalt 52 geschaffenmit dem Effekt, dass nicht nur ein Hochschwemmen vonSchlackensand rein mechanisch gebremst wird, sondernauch zusätzlich ein weiterer Separationseffekt entstehtdurch das Wassergeschwindigkeitstsgefälle im Spalt 54und dem darüber liegenden Ringraum 56.

Die Ausgestaltung nach Figur 6 konkretisiert eineWeiterführung der Idee des Separationseffektes mittelseines Wassergeschwindigkeitsgefälles in dem sich nachoben erweiternden Ringspalt 58 zwischen der Auslauf¬schürze 62 des Behälters 8 und der wieder konisch aus- gelegten Trichterwand 66. Durch die beträchtlicheQuerschnittsvergrösserung dieses Ringspaltes 58 unddamit einhergehender Wassergeschwindigkeitsverzögerungwird der genannte Separationseffekt durch Dekantierenwesentlich begünstigt.

Figur 7 zeigt eine Weiterführung der in Figur 6dargestellten Erfindungsalternative indem der er-findungsgemässe Auslauftrichter 68 mit Zubehör höhen¬verstellbar ausgelegt ist. Ein umlaufender Faltbalg 70ermöglicht eine entsprechende vertikale Bewegung desSystems, wobei diese vertikale Verlagerung mit Hilfenicht dargestellter, an sich bekannte Mittel herbei¬geführt wird.

Wird der Trichter 68 nach oben verlagert, so verengtsich der Spalt 72 bei gleichzeitiger Vergrösserung dessich darüber befindlichen Wasservolumens und Höher¬legung der Abschlusskante 74, was, wie aus den vor¬stehenden Ausführungen hervorgeht, optimale Rei¬nigungseffekte ergibt. Diese Höhenverstellungermöglicht es die Vorrichtung verschiedenenSandgualitäten optimal anzupassen.

Zwecks weiterer Optimierung des Reinigungseffektessieht die Erfindung fakultativ ein kreisringförmiges,umlaufendes Filterelement 78 zwischen dem Auslauf¬stutzen 76 des Behälters 8 mit dem Auslauftrichter 68vor. Dieses Filterelement 78 das vorzugsweise alsRückhaltegitter wirkt ist im Gegensatz zu den eingangserwähnten Filterelementen nach dem Stand der Technikkeiner nennenswerten mechanischen Beanspruchung mit entsprechender Abnutzung ausgesetzt und hat vor allemnicht das Gewicht des Behälterinhaltes zu tragen.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Entwässern von Schlackensand, insbesondere von in einem Aufnahmebehälter (8) befind¬lichen Hochofenschlackensand, dadurch gekennzeichnet,dass die untere Auslauföffnung (12, 40, 62) des Auf¬ nahmebehälters (8) in einen letzterem nachgeschaltetenAuslauftrichter (14, 34, 42, 52, 66, 68) mündet, dessenDurchmesser im Bereich der genannten unteren Aus¬lauföffnung (12, 40, 62,) grösser als der Durchmesser dieser Auslauföffnung des Aufnahmebehälters (8) ist unddessen Oberkante (18, 64) solcherart oberhalb derunteren Auslaufkante des Aufnahmebehälters (8) ver¬läuft, dass zwischen der genannten AuslaufÖffnung (12,40, 62) und der genannten Oberkante (18, 64) einfreier, ringförmiger Durchtritt (16, 56) für hoch¬steigendes und über die genannte Oberkante (18, 64) abfliessendes Entwässerungswasser gebildet wird.

2. Vorrichtung nach Anpsruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Seitenwand des Auslauf¬trichters (14, 36, 42, 52, 66) in verschiedenen Höhen oberhalb der AuslaufÖffnung (12, 62) Entwässserungs- ablassventile (24, 26) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein umlaufender Ringraum (20)vorgesehen ist zum Auffangen des über die genannteOberkante (22, 64, 74) und/oder die genannten Ventile (24, 36) abfliessenden Entwässerungswassers.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im genannten Ringraum (20) eine im wesentlichen senkrechte Abscheiderwand (22) vorgesehenist.

5. Vorrichtung nach den Anpsrüchen 3 oder 4, dadurchgekennzeichnet, dass an den Begrenzungsflächen des ge¬nannten Ringraums (20) eine oder mehrere Ent¬wässerungswasserabflussöffnungen (22, 28) vorgesehensind.

6. Vorrichtung nach einem der beliebigen Ansprüche 1bis 5, gekennzeichnet durch Wasserstrahldüsen (32) zumReinigen des Auslauftrichters (14, 36, 42, 52, 66).

7. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass einem ersten Aus¬lauftrichter (34) ein zweiter Auslauftrichter (36) mitanaloger Arbeitsweise tandemartig (8) nachgeschaltetist.

8. Vorrichtung nach einem der beliebigen Ansprüche 1bis 6, gekennzeichnet durch eine schwenkbareVerschlussklappe (38) zum Öffnen und Schliessen desAuslaufes (40) des Entwässerungsbehälters (8).

9. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslauf desBehälters (8) als zylindrischer Rohrstutzen (46) aus¬gelegt ist und das Oberteil (44) des Auslauftrichters(42) ebenfalls zylindrisch ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurchgekennzeichnet, dass der zylindrische Rohrstutzen (48)durch eine sich konisch nach unten erweiternde Schürze(50) verlängert ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslauftrichter (66) bis zuseiner Oberkante (64) konisch verläuft.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch 5 gekennzeichnet, dass der Auslauftrichter (68) höhen¬verstellbar ausgeführt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnetdurch ein kreisringförmiges Filterelement (74) zwischendem Auslauftrichter (68) und dem Auslaufstutzen (78) > des Behälters (8).