Formkörper für die Erzeugung einer zu zerfasernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern Shaped body for the production of a mineral melt to be fibrillated for the production of insulating materials from mineral fibers
Die Erfindung betrifft einen Formkörper für die Erzeugung einer zu zerfasernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern, insbesondere aus Steinwolle, bestehend aus einem Primär- oder Sekundärener¬ gieträger, wie beispielsweise Koks und/oder aus zu Mineralfasern zu schmelzen¬ den und zu zerfasernden Primär- und/oder Sekundärrohstoffen, wie Diabas oder Basalt sowie Kalkgestein und/oder Dolomit bzw. Schlacken, insbesondere Schla- cken aus der Eisenindustrie, beispielsweise Hochofenschlacken als Korrekturstof¬ fe und/oder Recyclingmaterial aus Mineralfaserdämmstoffen, insbesondere rück¬ gebaute Mineralfaserdämmstoffe und/oder produktionsbedingte Abfallstoffe in Form vom Mineralfaserdämmstoffen, die zerkleinert und zu einem Formstein ge¬ formt werden.The invention relates to a shaped body for the production of a mineral melt to be fibrillated for the production of insulating materials from mineral fibers, in particular rock wool, consisting of a primary or Sekundärener¬ gieträger, such as coke and / or mineral fibers to be melted and to be fibrillated Primary and / or secondary raw materials such as diabase or basalt and limestone and / or dolomite or slags, especially slags from the iron industry, for example blast furnace slags as Korrekturstof¬ fe and / or recycled material from Mineralfaserdämmstoffen, especially rück¬ built Mineralfaserdämmstoffe and / or production-related waste materials in the form of mineral fiber insulating materials, which are comminuted and formed into a shaped block.
Bei der Herstellung von Dämmstoffe aus Mineralfasern werden glasig erstarrte Mineralfasern mit geringen Mengen an zumeist organischen Bindemitteln zu elas¬ tisch-federnden Dämmstoffen in Form von Platten und/oder Bahnen verbunden, wobei die Platten in der Regel von einer endlosen Bahn aus Mineralfasern abge- trennt werden. Als Bindemittel werden beispielsweise bei thermisch beständigenIn the production of insulating materials from mineral fibers glassy solidified mineral fibers are combined with small amounts of mostly organic binders to elastically resilient insulating materials in the form of plates and / or sheets, the plates usually separated from an endless track of mineral fibers become. As a binder, for example, in thermally stable
Dämmstoffen organisch modifizierte Silane, Wasserglas oder auch Phosphatbin- dern eingesetzt.Insulating materials organically modified silanes, water glass or phosphate binders used.
Handelsüblich werden Dämmstoffe aus Glaswolle oder Steinwolle unterschieden. Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal zwischen diesen beiden Dämmstoff-Commercially available insulating materials made of glass wool or rock wool are distinguished. An essential distinguishing feature between these two insulating materials
Sorten ist deren unterschiedliche Temperaturbeständigkeit. Aufgrund ihrer che¬ mischen Zusammensetzung schmelzen Glaswolle-Dämmstoffe bereits bei Tem¬ peraturen < ca. 7000C, während sogenannte Steinwolle-Dämmstoffe einen Schmelzpunkt nach DIN 4102 Teil 17 von > 10000C aufweisen.Varieties is their different temperature resistance. <While so-called stone wool insulation 4102 Part 17 700 0 C melting point to DIN of> virtue of their che¬ mix composition melt glass wool insulation already in Tem¬ temperatures 1000 0C.
Dämmstoffe aus Steinwolle können ausschließlich aus Gesteinen wie Diabas oder Basalt hergestellt werden, wobei Kalkgestein und/oder Dolomit als korrigie¬ renden Zuschlägen hinzugefügt werden können. Diese Zuschläge können auch
vollständig oder teilweise durch Hochofenschlacken und/oder andere Schlacken aus der Eisenindustrie ersetzt werden.Rock wool insulation materials can be produced exclusively from rocks such as diabase or basalt, whereby limestone and / or dolomite can be added as corrective additives. These surcharges can also be completely or partially replaced by blast furnace slag and / or other slags from the iron industry.
Ein weiteres Ausgangsmaterial für die Herstellung von Dämmstoffen aus Mineral- fasern stellt sogenannte Schlackenwolle dar, die aus basischen Hochofenschla¬ cken mit silikatischen Korrektur-Zuschlägen erschmolzen werden. Auch diese Schlackenwollen erfüllen die Kriterien nach DIN 4102 Teil 17.Another starting material for the production of insulating materials from mineral fibers is so-called slag wool, which is melted from basic blast furnace hoses with silicate correction additives. These slag wools also meet the criteria according to DIN 4102 Part 17.
Rohstoffe für die Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern sind in den letz- ten Jahren knapper und insbesondere teurer geworden. Die Hersteller dieserRaw materials for the production of mineral fiber insulating materials have become scarcer and more expensive in recent years. The manufacturers of this
Dämmstoffe sind daher auch durch Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetze gefor¬ dert, alternative Rohstoffquellen aufzutun. In verschiedenen Industriezweigen an¬ fallende Abfallstoffe können als sogenannte Sekundärrohstoffe bei der Herstel¬ lung von Dämmstoffen aus Mineralfasern, insbesondere bei Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern eingesetzt werden.Insulating materials are therefore also required by circular economy and waste laws to find alternative sources of raw materials. In various branches of industry an¬ falling waste materials can be used as so-called secondary raw materials in the production of insulation materials made of mineral fibers, in particular in the production of insulating materials from mineral fibers.
Die Rohstoffe für die Herstellung der Dämmstoffe aus Mineralfasern werden mit vorzugsweise hochwertigem Gießereikoks als Primärenergieträger in Kupolöfen aufgeschmolzen. Kupolöfen sind an ihren Innenwandungen glatt ausgebildete Schachtöfen mit über ihre Höhe gleichbleibenden Innendurchmessern von ca.The raw materials for the production of insulating materials from mineral fibers are melted with preferably high-quality foundry coke as the primary energy source in cupolas. Cupolas are smoothly formed on their inner walls shaft furnaces with constant over its height inside diameters of approx.
0,9 m bis ca. 2,5 m und Höhen von ca. 4 m bis ca. 6 m. Als Aufgabegut werden die zu schmelzenden und zu zerfasernden Rohstoffe und ein Primärenergieträger in den Kupolofen eingefüllt, wobei üblicherweise Koks als Primärenergieträger mit einem Anteil von ca. 12 bis ca. 17 Masse-%. des Aufgabegutes verwendet wird. Die Rohstoffe weisen Durchmesser von ca. 80 mm bis ca. 200 mm auf. Hinsicht¬ lich der Größen und Korngrößenverteilung der Rohstoffe und des Kokses wird ein enges Komspektrum angestrebt, um den Strömungswiderstand der Schüttung niedrig zu halten.0.9 m to approx. 2.5 m and heights of approx. 4 m to approx. 6 m. As input material, the raw materials to be melted and fiberized and a primary energy source are introduced into the cupola furnace, wherein usually coke as a primary energy carrier with a proportion of about 12 to about 17% by mass. of the feed material is used. The raw materials have diameters of about 80 mm to about 200 mm. With regard to the sizes and particle size distribution of the raw materials and the coke, a narrow com spectrum is desired in order to keep the flow resistance of the bed low.
Das Aufgabegut aus Rohstoffen und Koks wird periodisch als Schüttung über ei¬ ne Gattierungsanlage in möglichst gleichmäßiger Verteilung in den Kupolofen ge¬ schüttet.
Sowohl die Rohstoffe wie auch der Koks sind bruchrauh und weisen deshalb kei¬ ne regulären Formen auf, so dass sich das Porenvolumen und die Porengrößen in der Schüttung laufend ändern. Um eine Vorstellung von den Anteilen der bei¬ den Hauptkomponenten in der Schüttung zu geben, wird von idealisierten kugel- förmigen Körpern mit Durchmessern von jeweils 120 mm ausgegangen. Bei ei¬ nem Masseanteil als Koks mit einer Rohdichte von 1.900 kg/m3 ausgebildeten Energieträger von 12 % und einem als Gestein mit einer Rohdichte von 3.000 kg/m3 ausgebildeten Rohstoff kommen somit fünf Gesteinskörper auf einen Ener¬ gieträger. Durch die beträchtlichen Unterschiede im spezifischen Gewicht des Energieträgers und des Rohstoffs werden die Kokspartikel bei der Gattierung leicht von den schwereren Gesteinspartikeln weggedrückt. Es kommt somit zu Separationen des Aufgabegutes, bei denen die Gesteinspartikel vom Rohstoff ge¬ trennt werden. Hierdurch wird der Schmelzvorgang negativ beeinträchtigt, soweit diese Separationen zu einer annähernd vollständigen Trennung des Aufgabegu- tes führen. Diese Separationen können in engen Grenzen durch eine Vergröße¬ rung der Korngröße des Primärenergieträgers kompensiert werden.The feedstock from raw materials and coke is poured periodically as a bed via ei¬ ne Gattierungsanlage in evenly distributed as possible in the cupola ge. Both the raw materials and the coke are very rough and therefore have no regular forms, so that the pore volume and the pore sizes in the bed are constantly changing. To give an idea of the proportions of the two main components in the bed, idealized spherical bodies with diameters of 120 mm each are assumed. With ei¬ nem mass fraction as coke with a gross density of 1,900 kg / m 3 trained energy carrier of 12% and formed as a rock with a density of 3,000 kg / m 3 raw material thus five rock bodies come on a Ener¬ gieträger. Due to the considerable differences in the specific gravity of the energy carrier and the raw material, the coke particles are easily pushed away from the heavier rock particles during the aggregation. Thus, separations of the feed material occur, in which the rock particles are separated from the raw material. As a result, the melting process is negatively affected, as far as these separations lead to an almost complete separation of the feed gate. These separations can be compensated within narrow limits by increasing the grain size of the primary energy source.
Für den Schmelzvorgang ist eine Zufuhr von Luft erforderlich, die über ca. 4 bis 20, gleichmäßig über den Umfang des Schachtofens verteilt angeordnete Wind- formen mit Drücken bis ca. 10 kPa im Gegenstrom in den Kupolofen eingeblasen wird. Der Kupolofen weist obere Ofenbereichen auf, in denen ein leichter Unter¬ druck erzeugt und aufrechterhalten wird.For the melting process, a supply of air is required, which is blown over approximately 4 to 20, evenly distributed over the circumference of the shaft furnace arranged wind forms with pressures up to about 10 kPa in countercurrent to the cupola. The cupola has upper furnace areas in which a slight negative pressure is generated and maintained.
Die Gattierungsanlage schließt den Kupolofen nach oben hin ab und ermöglicht eine kontrollierte Abführung der Abgase, die unter anderem CO-Gas enthalten.The Gattierungsanlage closes the cupola from the top down and allows a controlled discharge of the exhaust gases, which contain, inter alia, CO gas.
Die Abgase werden einer nachgeschalteten Reinigungs- und Nachverbrennungs¬ anlage zugeführt, so dass der Energiegehalt der Abgase in einer nachfolgenden Brennkammer genutzt und gleichzeitig schädliche Verbindungen, beispielsweise durch Oxidierung oder Zerstörung in weniger bis unschädliche Verbindungen um- gewandelt werden. Die für die nachträgliche Verbrennung erforderliche Energie wird beispielsweise in Form von Erdgas zugeführt. Der Energieinhalt der erhitzten Abgase wird jeweils über Wärmetauscher sowohl zur Vorwärmung der Abgase vor der Brennkammer, im wesentlichen aber zur Erhitzung der zuzuführenden Luft genutzt. Die Luft wird üblicherweise in Kombination mit Abgas-Reinigungs-
anlagen auf Temperaturen um ca. 6000C, durch zusätzliche Heiz-Vorrichtungen bis maximal ca. 800 0C aufgeheizt. Ein hieraus entstehender Heißwind kann zu¬ sätzlich mit Sauerstoff angereichert werden. Vielfach aber werden Sauerstoff- Düsen direkt in einer Verbrennungsebene auf dem Umfang des Kupolofens ver- teilt angeordnet. Diese Sauerstoff-Düsen können kontinuierlich wirken oder durch regelmäßiges Öffnen und Schließen impulsartig auf die Primärenergieträger ein¬ wirken. Die Sauerstoff-Düsen können auf verschiebbaren Lanzen angeordnet sein.The exhaust gases are fed to a downstream cleaning and Nachverbrennungs¬ system, so that the energy content of the exhaust gases used in a subsequent combustion chamber and at the same time harmful compounds, for example, by oxidation or destruction in less harmless compounds are converted. The energy required for the subsequent combustion is supplied for example in the form of natural gas. The energy content of the heated exhaust gases is used in each case via heat exchangers both for preheating the exhaust gases in front of the combustion chamber, but essentially for heating the supplied air. The air is usually used in combination with exhaust gas cleaning temperatures of about 600 0 C, heated by additional heating devices to a maximum of about 800 0 C. A hot blast resulting therefrom can additionally be enriched with oxygen. In many cases, however, oxygen nozzles are arranged directly distributed in a combustion plane on the circumference of the cupola furnace. These oxygen nozzles can act continuously or impulse-like act on the primary energy sources by regular opening and closing. The oxygen nozzles may be arranged on slidable lances.
Der Primärenergieträger verbrennt im Bereich des Bodens des Kupolofens. DieThe primary energy source burns in the area of the bottom of the cupola furnace. The
Verbrennung endet in einer Zone etwa 0,5 m oberhalb der Windformen. In dieser, Temperaturen von > 15000C aufweisenden Zone ist der Sauerstoff der Verbren¬ nungsluft aufgebraucht. Oberhalb dieser Zone schließt sich ein Bereich geringer Höhe, beispielsweise < 1 m an, in der eine Temperatur bis ca. 10000C erreicht wird. Es ist grundsätzlich vorteilhaft, den Bereich hoher und sehr hoher Tempera¬ turen oberhalb der Windformen auf eine geringe Höhe zu begrenzen, um soge¬ nanntes Oberfeuer zu vermeiden.Combustion ends in a zone about 0.5 m above the tuyeres. In this, temperatures of> 1500 0 C having zone of the oxygen of the combustion air is used up. Above this zone is followed by an area of low altitude, for example <1 m, in which a temperature of up to about 1000 ° C. is reached. It is fundamentally advantageous to limit the range of high and very high temperatures above the tuyeres to a low level in order to avoid so-called upper fires.
Durch die hohen Temperaturen schmelzen die in einer Höhe von bis zu 1 m ober- halb der Windformen angeordneten Gesteine an bzw. auf und geben ihren Ener- gieinhait in den Bereich oberhalb dieser Zone an das in diesem Bereich angeord¬ nete Aufgabegut ab, so dass die Bestandteile des nachrutschenden Aufgabegu¬ tes vorgewärmt werden.Due to the high temperatures, the rocks arranged at a height of up to 1 m above the tuyeres melt and / or release their energy into the area above this zone to the feed material arranged in this area, so that the components of the slipping task are preheated.
Die als stückige Rohstoffe verwendeten Gesteine und/oder Schlacken dürfen bei erhöhten Temperaturen ebenso wenig plastisch erweichen, wie der Energieträ¬ ger, da hierdurch der Strömungswiderstand der Schüttung erhöht und die Schmelzleistung drastischen reduziert würde. Als Folge könnte sich der Kupolo¬ fen zusetzen. Die Bestandteile der Schüttung müssen daher zumindest bis zu Temperaturen von ca. 10000C formbeständig sein.The rocks and / or slags used as lumpy raw materials must not soften plastically at elevated temperatures, as does the energy carrier, since this increases the flow resistance of the bed and drastically reduces the melting performance. As a consequence, the coupler could become clogged. The constituents of the bed must therefore be dimensionally stable at least up to temperatures of about 1000 ° C.
Die voranstehend beschriebene Temperaturverteilung im Kupolofen setzt daher träge reagierende Energieträger voraus, die erst nach Erreichen eines bestimm¬ ten Temperaturniveaus abbrennen. Brennstoffe wie Stein- und Braunkohlen, die
bei niedrigen Temperaturen viele flüchtige Bestandteile abgeben und somit Ober¬ feuer begünstigen, werden als hier prinzipiell nicht geeignet angesehen; dasselbe gilt im übrigen auch für Kokssorten, wie sie beispielsweise für den Hausbrand ver¬ wendet werden.The temperature distribution in the cupola described above is therefore preceded by slow-reacting energy carriers, which burn off only after reaching a certain temperature level. Fuels like hard coal and lignite, the At low temperatures release many volatile constituents and thus favor Ober¬ fire, are considered in principle not suitable here; The same applies, moreover, to coke varieties, such as those used, for example, for home-made cooking.
Als Folge der Boudouard-Reaktion C(S) + CO2(g) → CO(g) werden rund 30 % der in den Gesteinen enthaltenen Eisenoxide zu metallischem Eisen reduziert und als Roheisenschmelze auf dem Boden des Kupolofens gesammelt, so dass diese zumeist zwei- bis dreimal pro Tag durch eine verschließbare Öffnung in einer Bo- denklappe bzw. einer hier vorhandenen feuerfesten Ausmauerung abgelassen wird.As a result of the Boudouard reaction C (S ) + CO 2 (g) → CO (g) , about 30% of the iron oxides contained in the rocks are reduced to metallic iron and collected as molten pig iron on the bottom of the cupola, so that they mostly two - is discharged three times a day through a closable opening in a bottom flap or refractory lining present here.
Die voranstehend beschriebenen Kupolöfen werden zudem wegen der notwendi¬ gen Reinigungen der nachgeschalteten Produktionsaniagen zumeist im Wochen- rhythmus herunter gefahren, wobei der verbliebene Inhalt des Kupolofens, beste¬ hend aus der Schmelze und mehr oder weniger angeschmolzenen oder verbrann¬ ten Bestandteilen des Aufgabegutes durch die dazu geöffnete Bodenklappe ent¬ fernt werden kann.The above-described cupola furnaces are also usually driven down on a weekly basis because of the necessary cleaning of the downstream production units, the remaining contents of the cupola consisting of the melt and more or less melted or combusted constituents of the feed material being replaced by the cupola opened bottom flap can be removed ent.
Auf der Roheisenschmelze schwimmt die spezifisch leichtere, siükatisch ausge¬ bildete Schmelze, in die unter anderem auch Aschebestandteile des Primärener¬ gieträgers eingeschmolzen sind. Durch einen zwischen den Windformen und dem Boden des Kupolofens befindlichen, als Siphon ausgebildeten Auslauf wird die Höhe der bis auf ca. 155O0C aufgeheizten silikatischen Schmelze konstant gehal- ten und in einem weitgehend gleichmäßigen Massenstrom auf eine dem Kupolo¬ fen nachgeschaltete Zerfaserungsvorrichtung geleitet.On the pig iron melt floats the specific lighter, siükatisch ausge¬ formed melt into which, among other things, ash components of Primärener¬ gieträgers are melted. By a between the tuyeres and the bottom of the cupola, disposed designed as a siphon outlet is th the amount of up to about 155o 0 C heated silicate melt kept constant and in a substantially uniform mass flow to the Kupolo¬ downstream fiberizing fen passed.
Als Zerfaserungsvorrichtung können beispielsweise Kaskaden-Zerfaserungs- maschinen verwendet werden. Es ist aber auch ein Düsen-Blas-Verfahren be- kannt, bei dem die Schmelze über Düsen ausgeblasen und zerfasert wird. Sowohl beim Düsen-Blas-Verfahren, als auch bei der Verwendung von Kaskaden-Zer- faserungsmaschinen werden neben den Mineralfasern auch erhebliche Anteile nichtfaseriger Partikel erzeugt, die in Übereinstimmung mit den Mineralfasern nach dem Abkühlen in Glasform vorliegen. Die gröberen dieser häufig kugeligen
und steπgeligen Partikel können von der Masse der Mineralfasern abgetrennt werden. Dennoch enthalten derart hergestellte Dämmstoffe ca. 25 bis 30 Masse- % nichtfaserige Partikel < 125 μm.As a fiberizing apparatus, for example, cascade fiberizing machines may be used. However, there is also known a nozzle-blow process in which the melt is blown out through nozzles and defibered. Both in the nozzle-blow process and in the use of cascade fiberization machines, in addition to the mineral fibers, considerable proportions of non-fibrous particles are produced, which, in agreement with the mineral fibers, are in glass form after cooling. The coarser of these often spherical ones and steπgeligen particles can be separated from the mass of mineral fibers. Nevertheless, insulating materials produced in this way contain about 25 to 30% by mass of non-fibrous particles <125 μm.
Die Mineralfasern werden nach ihrem Austritt aus der Zerfaserungsvorrichtung auf eine Fördereinrichtung als endlose Dämmstoffbahn abgelegt. Diese Dämm¬ stoffbahn wird in nachfolgenden Bearbeitungsstationen bearbeitet, beispielsweise gefaltet und/oder komprimiert. Ferner werden die Ränder der Dämmstoffbahn in Längsrichtung besäumt.The mineral fibers are deposited after their exit from the Zerfaserungsvorrichtung on a conveyor as an endless insulation web. This Dämm¬ material web is processed in subsequent processing stations, for example, folded and / or compressed. Furthermore, the edges of the insulating material web are trimmed in the longitudinal direction.
Bei der Besäumung der endlosen Dämmstoffbahn und, durch die Produktion von Ausschuss sowie durch die Rücknahme beschädigter Dämmstoffe fallen größere Abfallmengen an. Die innerbetrieblich anfallenden Abfälle werden gebrochen und aufgemahlen und in dieser Form mit fein- bis mittelkörnigen Gesteinen, Abfallstof- fen, Recyclingstoffen oder sonstigen Zuschlägen sowie mit Bindemitteln ver¬ mischt und zu Formkörpern verpresst. Geeignete Abfall- oder Recyclingstoffe, die hier zu sogenannten Sekundärrohstoffen verarbeitet werden, sind beispielsweise Hochofen- oder Stahlwerksschlacken und/oder Schlacken aus den Steinkohle- Kraftwerken in Form sogenannten Schmelzkammergranulaten. Sonstige Zuschlä- ge können Aluminiumoxidträger, wie beispielsweise calcinierter Rohbauxit oder aufbereitete Schlacken, Krätzen und Stäube aus der Aluminiumindustrie sein.The trimming of the endless insulation web and the production of rejects as well as the return of damaged insulating materials cause larger amounts of waste. The internal wastes are broken and ground and mixed in this form with fine to medium-grained rocks, waste materials, recycling materials or other additives and with binders ver¬ and pressed into shaped bodies. Suitable waste or recycling materials, which are processed here to so-called secondary raw materials, for example, blast furnace or steelworks slags and / or slags from coal-fired power plants in the form of so-called melted granules. Other additives may be alumina carriers, such as calcined raw bauxite, or processed slags, dross, and dusts from the aluminum industry.
Ais Bindemittel dienen zumeist hydraulisch erhärtende Bindemittel, wie beispiels¬ weise Portlandzemente, insbesondere feingemahlene frühhochfeste Typen der Portlandzemente, hochhydraulische Kalke und/oder latent hydraulische Stoffe, wie beispielsweise calcinierte Klärschlämme, Aschen aus der Tierkörperbeseiti¬ gung, Rückstände aus Entschwefelungsanlagen von Wanderrostkessel zur Pa¬ pierverbrennung mit entsprechenden Anregern, wie beispielsweise gebranntem Kalk.Ais binders are usually used as hydraulically hardening binders, such as Portland cements, in particular finely ground high-strength types of Portland cements, high-hydraulic limes and / or latently hydraulic substances, such as, for example, calcined sewage sludge, ashes from carcass disposal, residues from desulfurization plants of traveling grate boilers Pierverbrennung with appropriate exciters, such as quicklime.
Die Formkörper können bis ca. 45 Masse-% Dämmstoffabfälle aufweisen, die aber wegen ihrer wasserabweisenden Eigenschaften, insbesondere der mit Mine¬ ralölen imprägnierten Oberflächen der Mineralfasern keine feste Verbindungen mit den Bindemitteln der Formkörper eingehen, so dass der Anteil an Bindemitteln
erhöht werden muss, um lager- und transport-, insbesondere schüttfähige Form¬ körper zu erhalten.The moldings may have up to about 45% by mass of insulation waste, but because of their water-repellent properties, in particular the mineral fibers impregnated with mineral oils, they do not form any firm bonds with the binders of the moldings, so that the proportion of binders must be increased in order to obtain storage and transport, in particular pourable Form¬ body.
Weiterhin müssen relativ grobe, wenn auch absolut gesehen feinkörnige Ge- steins- oder Schlackekomponenten < 10 mm als Stützkorn eingesetzt werden.Furthermore, relatively coarse, if absolutely fine-grained rock or slag components <10 mm must be used as supporting grain.
Dadurch wird zum einen die erforderliche Menge an Bindemitteln mit ca. 10 bis ca. 20 Masse-% Portlandzement oder äquivalent wirkender Bindemittel auf ein wirtschaftliches Niveau begrenzt und zum anderen erhalten die Formkörper eine ausreichende Gesamt-, insbesondere eine genügende Kantenfestigkeit.As a result, on the one hand, the required amount of binders with about 10 to about 20% by mass of Portland cement or equivalent acting binder is limited to an economic level and on the other hand, the moldings obtain a sufficient total, in particular a sufficient edge strength.
Es wird eine Druckfestigkeit > 0,8 N/mm2, vorzugsweise jedoch > 1 N/mm2 der Formkörper angestrebt. Die Formkörper werden deshalb auf Rohdichten von ca. 1.200 bis ca. 2,000 kg/m3, bevorzugt auf Rohdichten von ca. 1.450 bis ca. 1.700 kg/m3 verdichtet.It is a compressive strength> 0.8 N / mm 2 , but preferably> 1 N / mm 2 of the molded body sought. The moldings are therefore densified to densities of about 1,200 to about 2,000 kg / m 3 , preferably to densities of about 1450 to about 1700 kg / m 3 .
Die Formkörper enthalten organische Bestandteile, insbesondere in Form von sehr fein verteilten organischen Bindemitteln, die bereits bei relativ niedrigen Temperaturen pyrolisiert werden, so dass ihr Energieinhalt für den eigentlichen Schmelzprozess im Kupolofen nicht direkt nutzbar ist, aber in den Rauchgasreini- gungsanlagen bzw. den damit gekoppelten Aufheizanlagen zur Erwärmung derThe moldings contain organic constituents, in particular in the form of very finely divided organic binders, which are pyrolyzed even at relatively low temperatures, so that their energy content is not directly usable for the actual melting process in the cupola furnace, but in the flue gas cleaning plants or the like coupled heating systems for heating the
Verbrennungsluft mit entsprechenden Wirkungsgraderhöhungen zumindest dem Gesamtsystem erhalten bleibt.Combustion air with corresponding increases in efficiency is maintained at least the entire system.
Die porösen, mit Mikrorissen durchsetzten Formkörper nehmen leicht Wasser auf, so dass sie gegen Niederschläge und damit auch vor der Einwirkung tiefer Tem¬ peraturen geschützt werden sollten. Die Trocknung der Formkörper erfolgt unter atmosphärischen Bedingungen, wenn auch vorzugsweise unter Schutzdächern. Die Erwärmung und Verdampfung des Anteils an freiem Wasser in Formkörpem unter normalen Lagerungsbedingungen in der Größenordnung von ca. 7 bis 15 Masse-% und das Austreiben von durch Hydratisierung von Zementminerale ge¬ bundenem Kristallwasser erfordert entsprechende Zusatzmengen an Koks oder anderen Energieträgern, Die Wasserdampfbildung kann zwar den Wärmeüber¬ gang in den oberen Bereichen des Kupolofens verbessern, hat aber auch uner-
wünschte Nebenwirkungen auf den Gashaushalt. Der Wasserdampf belastet nachgeschaltete thermische Abluftreinigungsanlagen.The porous moldings interspersed with microcracks easily absorb water, so that they should be protected against precipitation and thus also against exposure to low temperatures. The drying of the moldings takes place under atmospheric conditions, although preferably under protective roofs. The heating and evaporation of the proportion of free water in moldings under normal storage conditions in the order of about 7 to 15% by mass and expelling hydrolyzed by cement minerals ge bound crystal water requires appropriate additional amounts of coke or other energy sources, the formation of water vapor can Although it improves the heat transfer in the upper areas of the cupola furnace, it has also wanted side effects on the gas budget. The water vapor loads downstream thermal exhaust air purification systems.
In der praktischen Umsetzung werden zum Pressen der Formkörper aus relativ trockenen Massen die in der Baustoffindustrie weit verbreiteten Beton-In the practical implementation, the molding of relatively dry masses of the moldings are widely used in the building materials industry.
Pflasterstein-Pressen verwendet. Wegen der höheren Lagestabilität des Pflasters und aus optischen Gründen weisen Beton-Pflastersteine häufig einen hexagona- len Querschnitt auf. Der Abstand der parallelen Seitenflächen zueinander und die Höhe der Beton-Pflastersteine beträgt ca. 100 mm.Paving stone presses used. Because of the higher positional stability of the plaster and for optical reasons, concrete paving stones often have a hexagonal cross-section. The distance between the parallel side surfaces and the height of the concrete pavers is approx. 100 mm.
Form, Größe und Gewicht entsprechend ausgebildeter Formkörper sind zum ei¬ nen für die Behandlung in den bestehenden Förder- und Lagereinrichtungen ge¬ eignet und wirken sich zum anderen nicht ungünstig auf den Strömungswider¬ stand der Schüttung im Kupolofen aus. Die Einzelgewichte der Formkörper sind zudem ähnlich wie die Kokspartikel, so dass sich Separationen in der Schüttung vermeiden lassen.The shape, size and weight of appropriately formed moldings are suitable for cleaning in the existing conveying and storage facilities and, on the other hand, do not adversely affect the flow resistance of the bed in the cupola. The individual weights of the moldings are also similar to the coke particles, so that separations in the bed can be avoided.
Die Formkörper sollten sich hinsichtlich ihres Schmelzverhaltens nicht wesentlich von den grobstückigen homogenen natürlichen Gesteinen unterscheiden und so- mit bei erhöhten Temperaturen nicht plastisch erweichen oder bei niedrigen Tem¬ peraturen schmelzende Eutektika bilden. Beides kann aber als lokale Erschei¬ nung innerhalb der Formkörper erwünscht sein.With regard to their melting behavior, the shaped bodies should not differ significantly from the coarse-grained homogeneous natural rocks and thus do not plastically soften at elevated temperatures or form melting eutectics at low temperatures. Both, however, may be desirable as local appearance within the moldings.
Die Formkörper werden dem Kupolofen zumeist zusammen mit grobstückigen Anteilen der Schüttung und dem äquivalent dimensionierten PrimärenergieträgerThe moldings are the cupola furnace usually together with coarse fractions of the bed and the equivalent sized primary energy source
Koks aufgegeben. Die Formkörper können eine Würfelform mit Kantenlängen von beispielsweise 80 mm bis ca. 150 mm oder in entsprechenden Ziegelformaten, beispielsweise Normalformat oder Doppelformat nach DIN 105 ausgebildet sein. Größere Formkörper erfordern generell längere und damit unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten häufig zu lange Trocknungszeiten.Abandoned coke. The moldings may be a cube shape with edge lengths of, for example, 80 mm to about 150 mm or in corresponding brick formats, for example, normal format or double format according to DIN 105. Larger moldings generally require longer drying times and thus often too long from an economic point of view.
Außerdem besteht während der Ofenreise die Gefahr, dass der bei der Dehydra- tation der in der Zementmatrix enthaltenden Hydrosilikate, -aluminate und -ferro- aluminate freiwerdende Wasserdampf bei einem zu dichten und damit wenig
permeablen Haufwerk den Formkörper zu früh von innen her sprengen würde. Dabei würden insbesondere die feinkörnigen Bestandteile durch die Verbren¬ nungsluft bzw. die Rauchgase aus dem Ofen herausgeblasen werden.In addition, there is the risk during the furnace trip that the water vapor released in the course of dehydration of the hydrosilicates, aluminates and ferroalates contained in the cement matrix will become dense at one and thus less permeable debris would blow up the mold too soon from the inside. In particular, the fine-grained constituents would be blown out of the furnace by the combustion air or the flue gases.
Für die Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern können auch auf Wal¬ zenpressen hergestellte, aus mit Polysacchariden gebundenen Massen beste¬ hende Formkörper geeignet sein, wobei deren Anteil an der Ofencharge aber deutlich begrenzt ist, während zementgebundene Formkörper mit geeigneten Zu¬ sammensetzungen, natürliche Gesteine nahezu vollständig als Bestandteil einer Schüttung substituieren können.For the production of insulating materials from mineral fibers it is also possible to use moldings produced on roll presses and consisting of compositions bound with polysaccharides, the proportion of which in the furnace charge being however clearly limited, while cement-bonded moldings with suitable compositions almost correspond to natural rocks completely substituted as part of a bed.
Der als Primärenergieträger zu verwendende feste Hochtemperaturkoks, insbe¬ sondere der beispielhaft genannte Gießereikoks ist allgemein und im besonderen in den benötigten Kornklassen knapp und deshalb verhältnismäßig teuer und dar- über hinaus starken Preisschwankungen des Weltmarkts ausgesetzt.The solid high-temperature coke to be used as the primary energy carrier, in particular the foundry coke known by way of example, is scarce and therefore relatively expensive and, moreover, exposed to severe price fluctuations on the world market, especially in the required grain classes.
Aus diesem Grund wird versucht, zumindest einen Teil dieses Kokses durch ge¬ eignete kohlenstoffhaltige Abfallstoffe aus anderen Industriezweigen, insbesonde¬ re durch beispielsweise ascharmen Petrolkoks zu ersetzen. Petrolkoks wird unter anderem für die kathodische Auskleidung sowie für die Anoden von Aluminium-For this reason, it is attempted to replace at least part of this coke by suitable carbonaceous waste materials from other industries, in particular by, for example, low-ash petroleum coke. Petroleum coke is used, inter alia, for the cathodic lining and for the anodes of aluminum
Schmelzöfen verwendet. Sinngemäß gilt das auch für andere grobstückige koh¬ lenstoffhaltige Rückstände aus der Kohledestiliation in Form von amorphem Koh¬ lenstoff bis hin zu kristallinem Graphit, die keine flüchtigen Bestandteile mehr ent¬ halten. Dabei können sogar Bestandteile mit einem Durchmesser zwischen 50 mm und 80 mm in Kauf genommen werden, wenn deren Anteile limitiert bleiben.Used melting furnaces. Analogously, this also applies to other coarse-carbonaceous residues from coal desiliation in the form of amorphous carbon up to crystalline graphite which no longer contains any volatile constituents. In this case, even components with a diameter between 50 mm and 80 mm can be accepted if their shares remain limited.
Nachfolgend werden weitere mögliche Ersatzstoffe beschrieben:Further possible substitutes are described below:
Koksabrieb oder andere feinkörnige kohlenstoffhaltige Rückstände mit mittleren Korndurchmessern von ca. 0,2 bis ca. 3 mm, die arm an flüchtigen Bestandteilen sind, können in untergeordneten Mengen zusammen mit anderen Abfallstoffen und Bindemitteln vermischt, zu den bereits erwähnten Formsteinen verpresst werden.
Schwelkoks aus Braunkohle oder Steinkohle, der bei rund 5000C verkokt wird, kann wegen der hohen Gehalte an flüchtigen Bestandteilen nicht direkt eingesetzt werden. Die Freisetzung von gasförmigen Bestandteilen einschließlich hoher Dampfmengen, das Aufblähen der Kohlen bei erhöhten Temperaturen und der dabei eintretende Festigkeitsabfall schließen auch die direkte Verwendung vonCoke or other fine-grained carbonaceous residues with average particle diameters of about 0.2 to about 3 mm, which are low in volatile constituents, can be mixed in minor amounts together with other waste materials and binders, pressed into the already mentioned shaped bricks. Coke from brown coal or hard coal, which is carbonized at about 500 0 C, because of the high content can not be used directly on volatile constituents. The release of gaseous constituents, including high levels of vapor, the swelling of the coals at elevated temperatures, and the resulting drop in strength also preclude the direct use of
Stein- oder Braunkohlen in brikettierter oder pellettisierter Form aus.Hard coal or lignite in briquetted or pelleted form.
Kohlenstoffsteine oder entsprechende Massen sind feuerfeste Baustoffe, die zu¬ nächst mit Teerpech gebunden werden. Bei hohen Temperaturen werden flüchti- gen Bestandteile ausgetrieben, so dass hieraus gebrochene Partikel der feuerfes¬ ten Baustoffe bzw. eines Ausbruchs weitgehend wie Koks- und Graphitpartikel behandelt werden können.Carbon stones or corresponding masses are refractory building materials, which are first bound with tar pitch. At high temperatures, volatiles are expelled so that broken particles of the refractory building materials or an outbreak, such as coke and graphite particles, can be treated to a great extent.
Mit Teer gebundener basischer Dolomit, Magnesia, bzw. gebundene Chrom- Magnesia-Steine und Stampfmassen enthalten nach einem Verschwelen der flüchtigen Bestandteile den gebildeten Graphit in Poren.Teer-bound basic dolomite, magnesia or bound chromium-magnesia stones and ramming masses contain the formed graphite in pores after the volatiles have fumed.
Industriepellets aus konditionierter naturbelassener Biomasse bestehen aus Holz und/oder Mischungen mit anderen nachwachsenden Rohstoffen, wie Schalen, pflanzlichen Rückständen. Diese Biomassen werden beispielsweise als Pellets mit Briketts oder sonstigen Formkörpem, mit Korngrößen bis ca. 30 mm ver- presst.Industrial pellets of conditioned natural biomass consist of wood and / or mixtures with other renewable raw materials, such as trays, vegetable residues. These biomasses are pressed, for example, as pellets with briquettes or other shaped bodies, with particle sizes of up to about 30 mm.
Schwarzschiefer sind Sedimentgesteine Bekannt ist beispielsweise Posidonien- schiefer, der nach der als Leitfossil betrachteten Muschel Posidonia Bronni be¬ nannt ist. Posidonienschiefer der Lias-Formation in Süd-Deutschland können ca. 10 Masse-%, in einigen Horizonten bis zu 20 Masse-% organisches Material ent¬ halten, das wiederum zu 80 - 90 % in Form sogenannter Kerogene vorliegt.Black slate are sedimentary rocks For example, Posidonia schist is known, which is named after the mussel Posidonia Bronni considered to be the leading fossil. Posidonia schists of the Lias formation in southern Germany can contain about 10% by weight, in some horizons up to 20% by weight of organic material, which in turn is 80-90% in the form of so-called kerogens.
Kerogene sind hochmolekulare, gleichzeitig hochpolymere Kohlenwasserstoff-Kerogens are high molecular weight, simultaneously high-polymer hydrocarbons
Verbindungen, aus denen beim Erhitzen niedermolekulare Stoffe mit erdölartigen Eigenschaften entstehen. Bei sehr hohen Drücken kann sich auch in katalyti- schen Reaktionen Erdgas bilden. Aufgrund der Genese sind jedoch auch relativ hohe Anteile an Schwefelkies (Pyrit) vorhanden. Organischen Bestandteile bren-
nen in Meilern aus gebrochenen Gesteinen in Form eines Schwelbrands ab, da¬ bei kann auslaufendes Öl gewonnen werden. Diese Form der Ölgewinnung kann auch in Schachtöfen erfolgen, in denen der Abbrand von oben nach unten durch eine gleichgerichtete Führung der Verbrennungsluft gesteuert wird. Diese fälschli- cherweise als Ölschiefer bezeichneten Kalkgesteine und Mergel werden derzeit für die Herstellung von Portlandölschieferzement verwendet. Das Gestein wird in Wirbelschichtöfen verbrannt. Der Heizwert des Schiefers wird bei einem durch¬ schnittlichen Gehalt an organischer Substanz von 11 ,2 Masse-% mit ca. 3900 kJ/m3 angegeben. Im Vergleich dazu betragen die Heizwerte von Steinkohle ca. 29.300 kJ/kg, von Braunkohle ca. 8.000 kJ/kg. Der feingemahlene Ausbrand ist latent-hydraulisch bis hydraulisch und ergibt nach dem gemeinsamen Aufmahlen mit Portlandzementklinker einen rotbraun gefärbten Zement, dessen Festigkeits¬ niveau allerdings geringer ist als das normaler Portlandzemente. Feingemahlener Schiefer wird zusammen mit Kalkgestein, Quarzsand und Ton im Drehrohrofen zu Zementklinker gebrannt, wobei naturgemäß hier die Sulfidgehalte in dem Schiefer für das Produkt nicht nachteilig sind. Die feingemahlenen ausgebrannten Gestei¬ ne wurden als verfestigende Zuschläge bei der Herstellung von Bauplatten oder Porenbeton verwendet.Compounds from which low-molecular substances with petroleum-like properties are formed on heating. At very high pressures, natural gas can also be formed in catalytic reactions. Due to the genesis, however, relatively high levels of pyrites are present. Organic ingredients burn In Meilern from broken rocks in the form of a smoldering fire, it can be obtained from leaking oil. This form of oil extraction can also be done in shaft furnaces in which the burnup is controlled from top to bottom by a rectified guidance of the combustion air. These falsely referred to as oil shale limestone and marl are currently used for the production of Portlandölschieferzement. The rock is burned in fluidized bed ovens. The calorific value of the slate is given with a average content of organic substance of 11.2 mass% with about 3900 kJ / m 3 . By comparison, the calorific values of hard coal are approx. 29,300 kJ / kg, of brown coal approx. 8,000 kJ / kg. The finely ground burnout is latently hydraulic to hydraulic and, after joint grinding with Portland cement clinker, produces a reddish-brown colored cement whose strength level is, however, lower than that of normal Portland cements. Finely milled slate is burnt together with limestone, quartz sand and clay in the rotary kiln to cement clinker, which naturally here the sulfide content in the slate for the product are not detrimental. The finely ground burnt out gestei¬ ne were used as strengthening additives in the production of structural panels or aerated concrete.
Feuerfeste Baustoffe werden mit Wassergläsern oder Phosphatbindern gebun¬ den. Kohlenstoffhaltige feuerfeste Baustoffe in Form von Formkörpern oder Stapfmassen werden mit Steinkohlenteer gebunden, wobei die flüchtigen Be¬ standteile entweder durch einen Erhitzungsprozess oder durch vorsichtiges Erhit¬ zen am Ort der Verwendung ausgetrieben werden.Refractory building materials are gebun¬ with water glasses or phosphate binders. Carbon-containing refractory building materials in the form of shaped bodies or staple masses are bound with coal tar, the volatile constituents being driven off either at a place of use by a heating process or by careful heating.
Aus der AT-PS 38 685 ist ein Verfahren zur Herstellung von Briketts bekannt, die sich als Zusatzbrennstoff von mineralischem Material bei der Herstellung von Schlackenwolle eignen und Koks- und/oder Kohlepartikel sowie ein hydraulisches Bindemittel enthalten, wobei die Briketts mindestens 8% des Trockengewichts Bindemittel enthalten und die in den Briketts enthaltenen feinen Koks- und/oderFrom AT-PS 38 685 a method for the production of briquettes is known, which are suitable as additional fuel of mineral material in the production of slag wool and coke and / or coal particles and a hydraulic binder, wherein the briquettes at least 8% of the dry weight Contain binder and contained in the briquettes fine coke and / or
Kohlepartikel eine Körngröße von mehr als 2 mm aufweisen und ferner als weite¬ ren Bestandteile feine oxidhaltige, mineralische Partikel mit einer Korngröße unter 2 mm aufweist. Als Bindemittel ist Portlandzement in einer Menge von 8 bis 35% des Trockengewichts des Briketts vorgesehen. Die oxidhaltigen mineralischen
Partikel sind aus den Stoffen Sand, Schlacke, Steinstaub, Flugasche, Kalk¬ steinstaub, Dolomitstaub, Siliziumdioxid, Schlackenwolle-Sägemehl oder beliebi¬ gen anderen, bei der Schlackenwolle anfallenden Abfallstoffen ausgewählt.Carbon particles have a particle size of more than 2 mm and further as further ren constituents fine oxide-containing, mineral particles having a particle size less than 2 mm. As binder, Portland cement is provided in an amount of 8 to 35% of the dry weight of the briquette. The oxide-containing mineral Particles are selected from the materials sand, slag, stone dust, fly ash, lime stone dust, dolomite dust, silicon dioxide, slag wool sawdust or any other waste materials obtained in the slag wool.
Weiterhin ist aus der DE 195 25 022 A1 ein verheizbarer, fester Formkörper und en Verfahren zu seiner Herstellung bekannt, dessen Hauptbestandteile Koksteil¬ chen und Zement sind. Die Koksteilchen sind durch Koksgrus gebildet.Furthermore, DE 195 25 022 A1 discloses a heatable, solid shaped article and method for its production, the main components of which are coke particles and cement. The coke particles are formed by coke breeze.
Die vorbekannten Formkörper sind aber nur bedingt zum Ersatz der Primärener- gieträger bzw. des Rohstoffs geeignet, da ihre Festigkeit aufgrund der verwende¬ ten Materialien bzw. der Massenanteile zu einem nicht ausreichend abriebfesten bzw. formstabilen Formkörper führen.However, the previously known shaped bodies are only conditionally suitable for replacing the primary energy carriers or the raw material, since their strength leads to an insufficiently abrasion-resistant or dimensionally stable shaped body due to the materials or mass fractions used.
Der Erfindung liegt daher die A u f g a b e zugrunde, einen gattungsgemäßen Formkörper zu schaffen, der die Nachteile der aus dem Stand der Technik be¬ kannten Formkörper nicht aufweist und eine insbesondere für den Schmelzvor¬ gang in einem Schmelzaggregat vorteilhafte Form aufweist, die in einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellbar ist.The invention is therefore based on the object of providing a generic molded article which does not have the disadvantages of the molded articles known from the prior art and which has a shape which is particularly advantageous for the melt process in a melting unit and which is simpler and more economical Way can be produced.
Gemäß einer ersten L ö s u n g ist bei einem gattungsgemäßen Formkörper vor¬ gesehen, dass der Formstein zumindest in einer großen Körperachse im Quer¬ schnitt kreisförmig, ellipsenförmig oder regelmäßig kreisbogenförmig ausgebildet ist.According to a first embodiment, in the case of a generic molded article it is provided that the shaped block is of circular, elliptical or regular circular arc shape in cross section, at least in a large body axis.
Nach einer zweiten alternativen L ö s u n g ist vorgesehen, dass der Formstein zumindest in einer großen Körperachse im Querschnitt polygonal ausgebildet ist, wobei der Formstein Flächen aufweist, die in stumpfen Winkeln aufeinander zu¬ laufen.According to a second alternative solution, it is provided that the shaped block is polygonal in cross section at least in a large body axis, wherein the shaped block has surfaces which converge towards one another at obtuse angles.
Schließlich ist bei einer dritten alternativen L ö s u n g vorgesehen, dass derFinally, in a third alternative solution, it is envisaged that the
Formstein als Würfel mit einer Kantenlänge von mehr als 200 mm, insbesondere bis zu 300 mm, vorzugsweise zwischen 200 und 250 mm ausgebildet ist.
Die voranstehend genannten alternativen Lösungen der Aufgabenstellung bilden Formkörper aus, die eine geordnete Anordnung in einem Schmelzaggregat, bei¬ spielsweise einem Kupolofen ermöglichen, wobei die Ausgestaltung der Formkör¬ per eine gute Gasdiffusion durch eine aus ihnen gebildetes Haufwerk ermögli- chen. Des weiteren sind die erfindungsgemäßen Formkörper in einem wirtschaft¬ lichen Herstellungsverfahren produzierbar, wobei insbesondere übliche Pressen einsetzbar sind. Schließlich haben die erfindungsgemäßen Formkörper den Vor¬ teil, dass sie in Abhängigkeit ihres Materials als Energieträger und/oder als Roh¬ stoffträger einsetzbar sind.Form stone is designed as a cube with an edge length of more than 200 mm, in particular up to 300 mm, preferably between 200 and 250 mm. The abovementioned alternative solutions to the problem form shaped bodies which permit an ordered arrangement in a melting unit, for example a cupola furnace, the design of the shaped bodies enabling good gas diffusion through a heap formed from them. Furthermore, the shaped bodies according to the invention can be produced in an economical production process, it being possible in particular to use conventional presses. Finally, the shaped bodies according to the invention have the advantage that they can be used as energy carriers and / or as raw material carriers, depending on their material.
Erfindungsgemäß kann der Formkörper einen Formstein aufweisen, der mit einer Schicht aus einem Bindemittel, insbesondere einer dünnen Schicht eines Zement¬ leims überzogen ist. Diese Schicht verhält sich beim Aufprall des Formkörpers im wesentlichen zähelastisch und neigt nur im unmittelbaren Deformationsbereich zum Abplatzen. Beim Aufheizen der Formkörper können sowohl der Wasser¬ dampf wie auch die verschwelenden organischen Bestandteile entweichen, ohne Sprengwirkungen zu entfalten. Die Schicht Zementleim auf dem Formstein be- oder verhindert auch die Oxidation des Primärenergieträgers durch das bei der Reduktion der Eisenoxide gebildete Kohlendioxid CO2. Die dünne Schicht Ze- mentleim kann durch Zusätze an gemahlenen [Mineralfasern mitsamt den zerklei¬ nerten nichtfaserigen Partikeln, die gegebenenfalls darin enthalten sind, verstärkt werden. Deren Anteil wird in Bezug auf die Bindemittel auf maximal 20 Masse-%, vorzugsweise jedoch < 8 Masse-% begrenzt.According to the invention, the shaped body can have a shaped block which is coated with a layer of a binder, in particular a thin layer of a cement paste. This layer behaves on the impact of the molding substantially tough elastic and tends only in the immediate deformation area to flake off. During the heating of the shaped bodies, both the steam and the coagulating organic constituents can escape without unfolding explosive effects. The layer of cement paste on the shaped brick also prevents or prevents the oxidation of the primary energy source by the carbon dioxide CO 2 formed during the reduction of the iron oxides. The thin layer of cement paste can be reinforced by additions of ground [mineral fibers together with the comminuted non-fibrous particles, which are optionally contained therein. Their proportion is limited with respect to the binder to a maximum of 20% by mass, but preferably <8% by mass.
Mit Hilfe einer verstärkten Schicht auf dem Formstein, kann vor allem die Reakti¬ onsfähigkeit des Primärenergieträgers verzög.ert werden, so dass der Abbrand in tieferen Bereichen des Kupolofens erfolgt und das Entstehen von Oberfeuer zu¬ mindest abgemindert wird. Dazu kann der Formstein nachträglich in eine geeigne¬ te bindemittelhaltige Schlämme getaucht oder diese Schlämme aufgesprüht wer- den.With the aid of a reinforced layer on the shaped brick, above all the reactivity of the primary energy carrier can be delayed, so that the burning takes place in deeper areas of the cupola furnace and the formation of topfire is at least reduced. For this purpose, the shaped brick can subsequently be immersed in a suitable binder-containing slurry or sprayed onto this slurry.
Das Bindemittel ist vorzugsweise in einer dünnen Schicht voll- oder teilflächig auf dem Formstein angeordnet.
Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Bindemittel aus Wasserglas-, Phosphatbinder, Phosphatzement als Mischung aus Metalloxiden mit Phosphor¬ säure und/oder organisch modifizierten Silanen besteht. Insbesondere ist das Bindemittel als Überzug bei einer kohlenstoffhaltigen Fraktion aus Hochtempera- turkoks, Petrolkoks, Pechkoks und/oder Graphit vorgesehen.The binder is preferably arranged in a thin layer fully or partially on the molded block. According to a development, it is provided that the binder consists of waterglass, phosphate binder, phosphate cement as a mixture of metal oxides with phosphoric acid and / or organically modified silanes. In particular, the binder is provided as a coating in a carbon-containing fraction of high-temperature coke, petroleum coke, pitch coke and / or graphite.
Es besteht alternativ die Möglichkeit, dass der umhüllte Formstein in die Umman- telung eingesetzt ist, um die Festigkeit des Formkörpers weiter zu verbessern. Diese Alternative hat sich insbesondere dann als vorteilhaft erwiesen, wenn der Formstein ein Volumen hat, dass kleiner ist, als das Volumen der Umhüllung, so dass Relativbewegungen des Formsteins zur Ummantelung zu einem Abrieb des Formsteins führen würden.Alternatively, there is the possibility that the coated molded block is inserted into the sheathing in order to further improve the strength of the shaped body. This alternative has proven to be particularly advantageous if the molded block has a volume that is smaller than the volume of the envelope, so that relative movements of the molded block to the jacket would lead to abrasion of the molded block.
Beispielsweise kann der Formstein eine kohlenstoffhaltige Fraktion mit zumindest zwei Körngrößenklassen aufweisen, von denen eine Korngrößenklasse zumin¬ dest 50 Masse-% ausmacht, die eine Korngröße < 25 mm aufweist und somit Zwischenräume ausfüllt, die zwischen den Partikeln der Korngrößenklasse ≥ 25 mm angeordnet sind. Hierbei ist die Packungsdichte von > 1.250 kg/m3 von Be¬ deutung, da diese Packungsdichte durch einen Pressvorgang erzielt wird, bei dem sich in Verbindung mit der Korngrößenverteilung sich ein Formkörper her¬ stellen lässt, der durch seine Abrieb- und Formfestigkeit für den genannten Einsatzzweck in besonderem Maße geeignet ist. Dieser Formstein ist mit einer Umhüllung beschichtet oder in eine Ummantelung eingesetzt, wie es nachfolgen¬ der detailliert beschrieben wird.For example, the shaped block may have a carbon-containing fraction having at least two particle size classes, of which a particle size class at least 50% by mass, which has a particle size <25 mm and thus fills interspaces, which are arranged between the particles of grain size class ≥ 25 mm. Here, the packing density of> 1,250 kg / m 3 of Be¬ interpretation, since this packing density is achieved by a pressing process in which, in conjunction with the particle size distribution can produce a molded body, the by its abrasion and shape stability for the mentioned purpose is particularly suitable. This molded block is coated with a sheath or inserted into a sheath, as will be described in detail hereinafter.
Beim Brechen von frisch hergestelltem Koks entstehen ca. 50 Masse-% feinkör¬ nige Anteile an, die aber als feinkörnige Bestandteile für den Betrieb eines Kupol¬ ofens nicht nutzbar sind. Durch die Merkmalskombination der feinkörnigen Frakti¬ on des Kokses oder eines anderen festen kohlenstoffhaltigen Primärenergieträ- gers, beispielsweise feuerfester Ausbruchsstoffe oder anodische Auskleidungen von Schmelzöfen oder Elektrodenmaterial mit gröberen kohlenstoffhaltigen Parti¬ keln, die ein Stützgerüst zur Aufnahme der feinkörnigen Fraktion bilden, ist es möglich, einen schüttfähigen und abriebarmen Formkörper zu schaffen, der ins-
besondere als Primärenergieträger für die Herstellung von Mineralwolle- Schmelzen einsatzfähig ist.When breaking up freshly produced coke, about 50% by weight of fine-grained fractions are formed, but these can not be used as fine-grained constituents for the operation of a cupola furnace. By the feature combination of the fine-grained fraction of the coke or another solid carbon-containing primary energy carrier, for example refractory outbreak substances or anodic linings of smelting furnaces or electrode material with coarser carbonaceous particles, which form a scaffold for receiving the fine-grained fraction, it is possible to to create a free-flowing and abrasion-resistant molded body, which in particular special as a primary energy source for the production of mineral wool melts is operational.
Da der Primärenergieträger im Feuer lange standfest sein muss, ist ein thermisch stabiles Bindemittel vorzusehen. Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dassSince the primary energy source in the fire must be stable for a long time, a thermally stable binder is provided. Surprisingly, it has been shown that
Portlandzemente einschließlich Portlandölschieferzemente, Tonerdeschmelzze¬ mente sowie latenthydraulische Stoffe mit entsprechenden Anregern als Binde¬ mittel für Hochtemperaturkoks- oder Graphitfraktionen verwendet werden können. Die Auswahl der Bindemittel hängt auch von der gewünschten Festigkeitsentwick- lung der Formkörper ab, wobei die Tonerdeschmelzzemente sehr schnell ausrei¬ chend hohe Festigkeiten entwickeln, was unter Umständen ihren wesentlich hö¬ heren Preis rechtfertigen kann.Portland cements including Portlandölschieferzemente, Tonerdeschmelzze¬ elements and latent hydraulic substances with appropriate exciters as Binde¬ medium for Hochtemperaturkoks- or graphite fractions can be used. The selection of the binders also depends on the desired development of strength of the shaped bodies, with the alumina cements developing very quickly sufficiently high strengths, which under certain circumstances may justify their substantially higher price.
Koks- und Graphitpartikel mit Korngrößen < 50 mm, vorzugsweise < 25 mm wer- den dazu intensiv mit den hydraulischen Bindemitteln vermischt. Die Korngrößen¬ verteilung der kohlenstoffhaltigen Fraktion wird so gewählt, dass die gröberen Be¬ standteile ein Stützgerüst bilden, während die feineren Partikel nur soweit die Zwischenräume auffüllen, dass sich eine ausreichende Packungsdichte und damit ein tragfähiger Formkörper ergibt, der aber gleichzeitig eine gewisse Permeabilität aufweist. Es ist hierbei vorteilhaft, eine kohlenstoffhaltige Fraktion mit einem brei¬ ten Korngrößenspektrum unterschiedliche Korngrößenklassen zu verwenden und diese in entsprechenden Abstufungen und unterschiedlichen Anteilen zu mischen, um daraus die entsprechenden Formkörper zu pressen.Coke and graphite particles with grain sizes <50 mm, preferably <25 mm are intensively mixed with the hydraulic binders. The particle size distribution of the carbon-containing fraction is selected such that the coarser constituents form a scaffold, while the finer particles only fill the intermediate spaces to such an extent that a sufficient packing density and thus a load-bearing molded body result, but at the same time has a certain permeability , It is advantageous in this case to use a carbon-containing fraction having a broad particle size range different grain size classes and to mix these in corresponding gradations and different proportions in order to press the corresponding shaped bodies from them.
Der Mischvorgang kann zweistufig erfolgen, indem erst die kohlenstoffhaltigenThe mixing process can be carried out in two stages, first by the carbonaceous
Partikel mit Portlandzement, gegebenenfalls unter Zusatz redispergierbarer Netz¬ mittel und/oder haftvermittelnder und festigkeitserhöhender redispergierbarer Kunststoffe vermischt werden, bevor anschließend Anmachwasser in der nächs¬ ten Mischstufe hinzugefügt wird. Der Zementanteil beträgt ca. 12 bis ca. 30 Mas- se-%, vorzugsweise < 25 Masse-%.Particles with Portland cement, optionally with the addition of redispersible Netz¬ medium and / or adhesion-promoting and strength-increasing redispersible plastics are mixed before then mixing water is added in the next mixing stage. The cement content is about 12 to about 30 mass%, preferably <25 mass%.
Die kohlenstoffhaltige Fraktion wird anschließend zu Formsteinen verpresst. Die Rohdichten dieser Formsteine betragen mehr als ca. 1250 kg/m3. Durch eine Er¬ höhung des Zementanteils kann die Rohdichte gesteigert werden.
Die kohlenstoffhaltige Fraktion kann feinkörnig ausgebildet sein und aus Koks, Graphit und/oder kohlenstoffhaltigen Verbindungen, insbesondere feuerfesten Ausbruchstoffen oder anodischen Auskleidungen von Schmelzöfen und/oder vor- zugsweise verbrauchtem Elektrodenmaterial bestehen.The carbonaceous fraction is then pressed into shaped bricks. The gross densities of these conglomerates are more than about 1250 kg / m 3 . By raising the cement content, the bulk density can be increased. The carbonaceous fraction may be fine-grained and consist of coke, graphite and / or carbonaceous compounds, in particular refractory outbreaks or anodic linings of smelting furnaces and / or preferably consumed electrode material.
Das Bindemittel ist thermisch stabil ausgebildet und besteht vorzugsweise aus Portlandzement, Portlandölschieferzement, Tonerdeschmelzzement und/oder la¬ tenthydraulischen Stoffen mit Anregem, insbesondere freien Kalk enthaltende Stoffe, beispielsweise Kalkhydrat oder Zement.The binder is thermally stable and preferably consists of Portland cement, Portlandölschieferzement, Tonerdeschmelzzement and / or la¬ tenthydraulischen substances with stimulators, especially free lime-containing substances, such as hydrated lime or cement.
Gemäß den voranstehenden Erläuterungen ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft, dass die kohlenstoffhaltige Fraktion und/oder das Bin¬ demittel redispergierbare Netzmittel, beispielsweise oberflächenaktive Substan- zen und/oder haftvermittelnde und/oder festigkeitserhöhende redispergierbareAccording to the above explanations, it is advantageous according to a further feature of the invention that the carbon-containing fraction and / or the binder are redispersible wetting agents, for example surface-active substances and / or adhesion-promoting and / or strength-increasing redispersible agents
Kunststoffe, wie beispielsweise Acrylat, Styrolacrylat und/oder Copolymerisate aufweist.Plastics, such as acrylate, styrene acrylate and / or copolymers.
Die kohlenstoffhaltige Fraktion ist vorzugsweise mit 12 bis 30 Masse-%, insbe- sondere mit 15 bis 25 Masse-% Bindemittel gebunden, so dass die hervorragendThe carbon-containing fraction is preferably bonded with 12 to 30% by mass, in particular with 15 to 25% by mass of binder, so that the outstanding
Schmelzeigenschaften im Bereich eines Kupolofens bei diesem Formkörper er¬ halten bleiben.Maintain melting properties in the range of a cupola furnace in this shaped body.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass neben der koh- lenstoffhaltigen Fraktion und dem Bindemittel ein Stützkom mit einer Korngröße von weniger als 25 mm, insbesondere von weniger als 10 mm in einem Anteil von weniger als 30 Masse-% enthalten ist. Gemäß einer Weiterbildung dieses Merk¬ mals ist vorgesehen, dass das Stützkom aus für die Erzeugung einer zu zerfa¬ sernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineral- fasern, insbesondere aus Steinwolle, geeignetem Gestein und/oder aus Sekun¬ därrohstoffen besteht. Diese Ausgestaltung stellt eine möglichst rückstandsfreie Aufschmelzung sicher, wobei Bestandteile des Primärenergieträgers in die Schmelze übergehen und zur Bildung der Mineralfasern beitragen.
Für die Herstellung erfindungsgemäßer Formkörper ist Schwelkoks insofern ge¬ eignet, dass sein Anteil auf < 30 Masse-% des Gießereikokses oder des Graphits bzw. eines Gemenges aus beiden, begrenzt bleiben kann und das Stützgerüst aus festem dichten Hochtemperaturkoks oder Graphit, gegebenenfalls ergänzt durch Stützkorn aus Gesteinen oder vergleichbaren Sekundärstoffen, besteht.According to a further feature of the invention, it is provided that in addition to the carbon-containing fraction and the binder a Stützkom having a particle size of less than 25 mm, in particular less than 10 mm in a proportion of less than 30% by mass is included. According to a development of this feature, it is provided that the support com consists of a mineral melt to be shredded for the production of insulating materials from mineral fibers, in particular rock wool, suitable rock and / or secondary raw materials. This embodiment ensures as far as possible residue-free melting, wherein constituents of the primary energy carrier pass into the melt and contribute to the formation of the mineral fibers. For the production of moldings according to the invention, carbon coke is suitable insofar as its content can be limited to <30% by weight of the foundry coke or graphite or a mixture of both, and the support structure made of solid dense high-temperature coke or graphite, optionally supplemented by supporting grain from rocks or comparable secondary substances.
Wegen der anzustrebenden Homogenität der Formkörper und der Verteilung der Bindemittel kann der beispielsweise würfelförmige Formkörper Kantenlängen bis ca, 300 mm aufweisen. Als vorteilhaft haben sich Kantenlängen von ca. 200 bis 250 mm erwiesen, da die Formkörper bei derartigen Kantenlängen noch ausrei¬ chend formstabil sind und auch unter Temperatureinwirkung nicht im Kupolofen zerfallen.Because of the desired homogeneity of the moldings and the distribution of the binder, the cube-shaped moldings, for example, can have edge lengths of up to approximately 300 mm. Edge lengths of approximately 200 to 250 mm have proven to be advantageous, since the shaped bodies are still dimensionally stable with such edge lengths and do not disintegrate in the cupola furnace even under the influence of temperature.
Um einen Formkörper mit hoher Festigkeit und gutem Verbrennungsverhalten zu schaffen ist vorgesehen, dass die kohlenstoffhaltige Fraktion mit dem Bindemittel und dem gegebenenfalls vorhandenen Stützkorn und/oder der gegebenenfalls vorhandenen Umhüllung als Füllung in einer tragfähigen und/oder temperaturbe¬ ständigen Ummantelung angeordnet ist.In order to provide a molded body with high strength and good combustion behavior, it is provided that the carbon-containing fraction with the binder and the optionally present supporting grain and / or the optionally present envelope is arranged as a filling in a load-bearing and / or temperaturbe¬ permanent sheath.
Die auf diese Weise mit hydraulischen Bindemitteln gebundene kohlenstoffhalti¬ gen Fraktion kann auf diese Weise mit rohstoffhaltigen, d.h. die gewünschte Schmelze bildenden Massen zusammen einen Formkörper bilden. Hierbei kön¬ nen sich spezielle Formgebungen der Formkörper aus dem Primärenergieträger und dem Rohstoff vorteilhaft auf den Schmelzvorgang auswirken. Derartige Formgebungen werden nachfolgend noch beschrieben. Die Formkörper können auch aus natürlichen Gesteinen und/oder sonstigen Sekundärrohstoffen, gegebe¬ nenfalls mit Anteilen von Primärenergieträgern und geeigneten Bindemitteln be¬ stehen.The carbonaceous fraction bound in this way with hydraulic binders can thus be treated with raw material-containing, i. the desired melt-forming masses together form a shaped body. Here, special shapes of the molded articles from the primary energy source and the raw material can advantageously affect the melting process. Such shapes will be described below. The shaped bodies can also be made of natural rocks and / or other secondary raw materials, if appropriate with fractions of primary energy sources and suitable binders.
Es ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass die Umman¬ telung einen Hohlraum mit einem Volumen aufweist, das größer ist, als das Vo¬ lumen der Füllung, welche die kohlenstoffhaltige Fraktion umfasst, wobei das Vo¬ lumenverhältnis von einem Anteil von in der kohlenstoffhaltigen Fraktion enthalte¬ nen, bei Erwärmung flüchtigen Bestandteilen abhängig ist. Durch diese Ausge-
staltung wird eine Beschädigung oder Zerstörung der Ummantelung durch eine Ausdehnung der Füllung und/oder durch Gasdruck vermieden.It is provided according to a further feature of the invention that the Umman¬ tion has a cavity having a volume which is greater than the volume of the filling volume, which comprises the carbon-containing fraction, wherein the Vo¬ lumenverhältnis of a proportion of in contains the carbon-containing fraction, is dependent on heating volatile components. Due to this staltung damage or destruction of the shell by an expansion of the filling and / or by gas pressure is avoided.
Vorzugsweise ist die Füllung in brikettierter Form oder als Schüttung in der Um- mantelung angeordnet ist.Preferably, the filling is arranged in briquetted form or as a bed in the sheathing.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ummante¬ lung zumindest in Teilbereichen eine Luftdurchlässigkeit für die kontrollierte Ent¬ gasung der Füllung aufweist, um einen zu hohen Druck in der Ummantelung zu vermeiden. Ein derartiger Druck könnte zu einer Beschädigung oder Zerstörung des Ummantelung führen, so dass eine kontrollierte Energieabgabe bzw. ein kon¬ trolliertes Schmelzen des Rohstoffs nicht möglich ist.According to a further feature of the invention, it is provided that the Ummante¬ ment at least in some areas an air permeability for the controlled Ent¬ gassing of the filling, in order to avoid too high a pressure in the sheath. Such a pressure could lead to damage or destruction of the casing, so that a controlled release of energy or a controlled melting of the raw material is not possible.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Ummantelung aus einer Ge- steinsfraktion, insbesondere aus für die Erzeugung einer zu zerfasernden minera¬ lischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern, vorzugs¬ weise aus Steinwolle, geeignetem Gestein und/oder Sekundärrohstoffen besteht, die mit hydraulischen Bindemitteln gebunden sind. Diese Ausgestaltung stellt ei¬ nen Formkörper bereit, der sowohl als Primärenergieträger, als auch als Rohstoff- träger dient.A further development of the invention provides that the casing consists of a rock fraction, in particular of minerals for the production of a mineral melt for the production of insulating materials from mineral fibers, preferably rock wool, suitable rock and / or secondary raw materials, which are bound with hydraulic binders. This embodiment provides a shaped body which serves both as a primary energy carrier and as a raw material carrier.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die Ummantelung eine Außenmantelfläche auf¬ weist, auf der eine, insbesondere feinkörnige Gesteine und/oder Mineralfasern aufweisende Überzugsschicht aus hydraulischen Bindemitteln angeordnet ist.It is further provided that the sheath auf¬ an outer circumferential surface, on which a, in particular fine-grained rocks and / or mineral fibers having coating layer of hydraulic binders is arranged.
Die Ummantelung weist gemäß einem weiteren Merkmal eine Öffnung auf, die mit einem Deckel verschließbar ist. Bei dieser Ausgestaltung ist eine getrennte Ferti¬ gung von Ummantelung und Füllung möglich, die anschließend miteinander ver¬ bunden werden. Es können somit unterschiedliche Füllungen in die Ummantelun- gen eingebracht werden, um unterschiedliche Anforderungen des Schmelzpro¬ zesses zu berücksichtigen.The casing has according to a further feature an opening which can be closed with a lid. In this embodiment, a separate production of sheathing and filling is possible, which are subsequently connected to one another. Different fillings can thus be introduced into the sheaths in order to take into account different requirements of the melting process.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ummante¬ lung aus haufwerkporigem Mörtel und/oder Beton mit Zuschlägen aus Gesteinen,
Schlacken und/oder Mineralfasern besteht, wobei die Zuschläge mit hydraulisch erhärtenden Bindemitteln, insbesondere mit Portlandzement gebunden sind. Eine derart ausgebildete Ummantelung weist eine hohe Abriebfestigkeit auf und ist für die schüttende Beaufschlagung eines Kupolofens in besonderem Maße geeignet.According to a further feature of the invention, it is provided that the Ummante¬ ment of haufwerkporigem mortar and / or concrete with aggregates of rocks, Slags and / or mineral fibers, wherein the aggregates are bound with hydraulically hardening binders, especially with Portland cement. Such a trained sheath has a high abrasion resistance and is particularly suitable for the pouring of a cupola furnace.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die hydraulisch erhärtenden Bindemittel teilweise durch hydraulisch abbindende oder latent hydraulische Sekundärrohstof¬ fe bzw, durch latent hydraulische Puzzolane, Tuffen mit Anregern, insbesondere freien Kalk enthaltende Stoffe, beispielsweise Kallkhydrat oder Zement, substitu- iert sind.Alternatively, it can be provided that the hydraulically hardening binders are partially substituted by hydraulically setting or latently hydraulic secondary raw materials or by latently hydraulic pozzolans, tufts with stimulators, in particular free lime-containing substances, for example carbohydrate or cement.
Als vorteilhaft hat sich eine Geometrie der Ummantelung erwiesen, bei der die Ummantelung eine Länge und/oder einen Durchmesser aufweist, deren Verhält¬ nis zueinander 1 : 1 , vorzugsweise 1 ,2 : 1 bis 2,5 : 1 beträgt.A geometry of the casing has proved to be advantageous in which the casing has a length and / or a diameter whose ratio to one another is 1: 1, preferably 1.2: 1 to 2.5: 1.
Um eine vorteilhafte Ausrichtung der zu schüttenden Formkörper im Kupolofen zu erzielen, bei der die Formkörper in vorgesehener Weise im Kupolofen angeordnet sind, ist vorgesehen, dass die Ummantelung und/oder der Formstein einen Schwerpunkt aufweist, der außermittig auf der Längsachse des Formkörpers angeordnet ist.In order to achieve an advantageous orientation of the molded body to be poured in the cupola, in which the moldings are arranged in the intended manner in the cupola, it is provided that the casing and / or the molded block has a center of gravity which is arranged eccentrically on the longitudinal axis of the shaped body.
Der vollständige und feste Einschluss der Füllung in der Ummantelung wird da¬ durch erzielt, dass der vorzugsweise aus einem mit dem Material der Ummante¬ lung übereinstimmenden Material ausgebildete Deckel nach dem Einfüllen der Füllung mit derselben verpresst ist.The complete and firm enclosure of the filling in the casing is achieved by the fact that the lid, which is preferably formed from a material which corresponds to the material of the casing, is pressed into the casing after it has been filled with the filling.
Eine Weiterbildung dieser Ausgestaltung sieht vor, dass die Ummantelung eine Ausnehmung aufweist, die der Aufnahme des Deckels dient.A development of this embodiment provides that the casing has a recess which serves to receive the lid.
Zur Steuerung des Schmelzprozesses ist es in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass der Deckel zumindest eine Sollbruchstelle aufweist, an der der Deckel bei einem bestimmten Druck zerbricht.
Weiterhin zur gezielten Steuerung des Schmelzprozesses dient das vorteilhafte Merkmal, dass die Ummantelung zumindest zwei Kammern zur Aufnahme unter¬ schiedlicher Füllungen aufweist.To control the melting process, it is advantageously provided that the lid has at least one predetermined breaking point at which the lid breaks at a certain pressure. Furthermore, for targeted control of the melting process is the advantageous feature that the sheath has at least two chambers for receiving unter¬ different fillings.
Bei dieser Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Kammern durch eineIn this embodiment, it can be provided that the chambers by a
Wandung aus gemahlenen Mineralfasern und/oder aus mit dem Material der Ummantelung übereinstimmenden zementgebundenen Pressmassen getrennt sind.Wall of ground mineral fibers and / or from the material of the shell matching cement-bonded molding compounds are separated.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Kammern quer zur Längsachse der Um¬ mantelung unterteilt sind. Ferner kann die Erfindung dadurch weitergebildet wer¬ den, dass die Ummantelung durch parallel zur Längsachse verlaufende Stege in einzelne Kammern unterteilt ist.It is preferably provided that the chambers are subdivided transversely to the longitudinal axis of the sheathing. Furthermore, the invention can be further developed wer¬ that the sheath is divided by extending parallel to the longitudinal axis webs into individual chambers.
Zur Regulierung des Gasdruckes in der Ummantelung kann gemäß einem weite¬ ren Merkmal der Erfindung vorgesehen sein, dass die Ummantelung im Bereich einer Wandung eine Lochscheibe oder zumindest eine Öffnung aufweist, über die flüchtige Bestandteile austreten können.In order to regulate the gas pressure in the casing, it can be provided according to a further feature of the invention that the casing has in the region of a wall a perforated disk or at least one opening through which volatile constituents can escape.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Füllung und/oder die Ummantelung rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die Füllung und/oder die Ummante¬ lung einen zylindrischen oder prismenförmigen Querschnitt sowie vorzugsweise eine gewölbte bis halbkugelförmige Stirnfläche und eine der Stirnfläche gegenü- berliegend angeordnete Aufstandfläche haben. Sowohl die Lagerung, als auch die Ausrichtung der Formkörper im Kupolofen sind hierdurch in besonders vorteil¬ hafter Weise beeinflussbar.According to a further feature of the invention it is provided that the filling and / or the casing are rotationally symmetrical. In this case, it has proved to be particularly advantageous that the filling and / or the Ummante¬ ment have a cylindrical or prism-shaped cross section and preferably a curved to hemispherical end face and a face opposite the end face arranged contact patch. Both the storage and the orientation of the moldings in the cupola furnace can thereby be influenced in a particularly advantageous manner.
Schließlich ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass die Füllung und/oder die Ummantelung die Form eines rhombischen Disphenoiden aufweisen.Finally, it is provided according to a further feature of the invention that the filling and / or the sheathing have the shape of a rhombic disphenoid.
Für die Herstellung des Formkörpers und insbesondere der Ummantelung und des Formsteins können anstelle von hydraulisch abbindenden Stoffen auch Was-
serglas-, Phosphatbinder, Phosphatzemente als Mischungen aus Metalloxiden mit Phosphorsäure sowie organisch modifizierte Silane als Bindemittel vorzugs¬ weise in Verbindung mit Hochtemperaturkoks; Petrolkoks; Pechkoks oder Graphit eingesetzt werden, die feste Oberflächen aufweisen.For the production of the shaped body and in particular of the sheathing and the shaped block, instead of hydraulically setting substances, also silicate glasses, phosphate binders, phosphate cements as mixtures of metal oxides with phosphoric acid and organically modified silanes as binders preferably in conjunction with high-temperature coke; petroleum coke; Pitch coke or graphite are used, which have solid surfaces.
Die verstärkte Oberflächenschicht der beschriebenen, als Füllung verwendbaren Formsteine bildet den Übergang zu der tragfähigen und temperaturbeständigen Ummantelung, wobei die Ummantelung und die Füllung im Sinne von Klein- Reaktoren zu verstehen sind. Diese Klein-Reaktoren können neben bei hohen Temperaturen vorbehandelten Kohlen insbesondere Primärenergieträger enthal¬ ten, die bei der Erwärmung flüchtige Stoffe frei setzen und sich dabei aufblähen. Derartige Reaktionen sind bei der Gestaltung der Ummantelungskörper und dem jeweiligen Füllgrad zu berücksichtigen.The reinforced surface layer of the described, usable as filling shaped blocks forms the transition to the load-bearing and temperature-resistant sheath, the sheathing and the filling are to be understood in the sense of small reactors. In addition to coals pretreated at high temperatures, these small reactors may contain, in particular, primary energy carriers which, on heating, release volatile substances and thereby inflate. Such reactions are to be considered in the design of the sheathing body and the respective degree of filling.
Die frei werdenden flüchtigen Bestandteile können wegen der Intensivierung derThe released volatiles may be due to the intensification of
Energieübertragung auf die Rohstoffpartikel den Schmelzvorgang wesentlich in¬ tensivieren oder einen Teil der Primärenergieträger in der Ofenschüttung erset¬ zen. Die energiehaltigen flüchtigen Bestandteilen werden im oberen Teil des Ku¬ polofens abgezogen und in einer nachgeschalteten Brennkammer verbrannt. Der Energieinhalt dient letztlich der Vorwärmung der Verbrennungsluft.Energy transfer to the raw material particles substantially intensify the melting process or replace part of the primary energy carriers in the furnace bed. The energy-containing volatiles are withdrawn in the upper part of the Ku¬ polofen and burned in a downstream combustor. The energy content ultimately serves to preheat the combustion air.
In diese Ummantelung können verschiedene Primärenergieträger als Formsteine, in gebundener, beispielsweise in brikettierter Form, oder als feinkörnige Schüt¬ tung eingebracht werden. Für die Bindung von Formsteinen, die in den Ummante- lungen verwendet werden sollen, kommen neben den bereits erwähnten anorga¬ nischen und organischen Bindemitteln naturgemäß Feinkohle bei der Brikettie¬ rung oder Steinkohlenteerpech in Frage. Weiterhin können Polysaccharide, Me¬ lasse oder dergleichen verwendet werden.Various primary energy carriers can be introduced into this casing as shaped blocks, in bonded, for example in briquetted form, or as a fine-grained packing. For binding of shaped bricks to be used in the sheathing, in addition to the previously mentioned inorganic and organic binders, naturally fine coal is suitable for briquetting or coal tar pitch. Furthermore, polysaccharides, Me¬ can be used or the like.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen¬ den Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungs¬ formen der Erfindung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine erste Ausführungsforrn eines Formkörpers in geschnitten dargestellter Seitenansicht;Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of the accompanying drawings in which preferred embodiments of the invention are shown. In the drawing show: Figure 1 shows a first Ausführungsforrn a shaped body in a sectional side view shown;
Figur 2 eine zweite Ausführungsform eines Formkörpers in geschnitten dargestellter Seitenansicht;Figure 2 shows a second embodiment of a shaped body in a sectional side view shown;
Figur 3 eine dritte Ausführungsform eines Formkörpers in geschnitten dargestellter Seitenansicht;Figure 3 shows a third embodiment of a shaped body in a sectional side view shown;
Figur 4 eine vierte Ausführungsform eines Formkörpers in geschnitten dargestellter Draufsicht;Figure 4 shows a fourth embodiment of a shaped body in a sectional plan view shown;
Figur 5 eine fünfte Ausführungsform eines Formkörpers in Seitenansicht;Figure 5 shows a fifth embodiment of a shaped body in side view;
Figur 6 den Formkörper gemäß Figur 5 in Draufsicht;FIG. 6 shows the shaped body according to FIG. 5 in plan view;
Figur 7 eine sechste Ausführungsform eines Formkörpers in Seitenan¬ sicht;FIG. 7 shows a sixth embodiment of a shaped body in a side view;
Figur 8 den Formkörper gemäß Figur 7 in Draufsicht;FIG. 8 shows the shaped body according to FIG. 7 in plan view;
Figur 9 eine siebte Ausführungsform eines Formkörpers in geschnitten dargestellter Seitenansicht;Figure 9 shows a seventh embodiment of a shaped body in a sectional side view;
Figur 10 eine achte Ausführungsform eines Formkörpers in geschnitten dargestellter Seitenansicht;Figure 10 shows an eighth embodiment of a shaped body in a sectional side view;
Figur 11 eine neunte Ausführungsform eines Formkörpers in geschnitten dargestellter Seitenansicht;Figure 11 shows a ninth embodiment of a shaped body in a sectional side view;
Figur 12 den Formkörper gemäß Figur 11 in Draufsicht;FIG. 12 shows the shaped body according to FIG. 11 in plan view;
Figur 13 eine zehnte Ausführungsform eines Formkörpers in geschnitten dargestellter Seitenansicht;
Figur 14 den Formkörper gemäß Figur 13 in Draufsicht;13 shows a tenth embodiment of a shaped body in a sectional side view; FIG. 14 shows the shaped body according to FIG. 13 in plan view;
Figur 15 eine elfte Ausführungsform eines Formkörpers in Draufsicht;Figure 15 shows an eleventh embodiment of a shaped body in plan view;
Figur 16 eine zwölfte Ausführungsform eines Formkörpers in Draufsicht;Figure 16 shows a twelfth embodiment of a shaped body in plan view;
Figur 17 den Formkörper gemäß Figur 16 in geschnitten dargestellter Sei¬ tenansicht entlang der Schnittlinie VXII - XVII in Figur 16;17 shows the shaped body according to FIG. 16 in a sectional view, shown in section, along the section line VXII - XVII in FIG. 16;
Figur 18 den Formkörper gemäß Figur 16 in geschnitten dargestellter Sei¬ tenansicht entlang der Schnittlinie VXIII - XVIII in Figur 16;FIG. 18 shows the shaped body according to FIG. 16 in a sectional view cut along the section line VXIII-XVIII in FIG. 16;
Figur 19 eine dreizehnte Ausführungsform eines Formkörpers in Drauf- sieht;FIG. 19 shows a thirteenth embodiment of a shaped body in a top view;
Figur 20 den Formkörper gemäß Figur 19 in geschnitten dargestellter Sei¬ tenansicht entlang der Schnittlinie XX - XX in Figur 19 undFIG. 20 shows the shaped body according to FIG. 19 in a sectional view cut along the section line XX-XX in FIG. 19 and FIG
Figur 21 eine vierzehnte Ausführungsform eines Formkörpers in geschnit¬ ten dargestellter Seitenansicht.Figure 21 is a fourteenth embodiment of a shaped body in geschnit¬ th illustrated side view.
Figur 1 zeigt einen Formkörper 1 , der als Primärenergieträger für die Erzeugung einer zu zerfasernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineralfasern, insbesondere aus Steinwolle verwendbar ist. Der FormkörperFIG. 1 shows a shaped body 1 which can be used as a primary energy source for the production of a mineral melt to be fiberized for the production of insulation materials from mineral fibers, in particular from rock wool. The molded body
1 besteht aus einem Formstein V aus einer mit einem Bindemittel gebundenen feinkörnigen und kohlenstoffhaltigen Fraktion. Die kohlenstoffhaltige Fraktion hat eine maximale Korngröße von 50 mm, wobei zumindest die Hälfte der kohlen¬ stoffhaltigen Fraktion eine Korngröße < 25 mm aufweist. Bei dem Formstein 1 ' ist vorgesehen, dass die gröberen Bestandteile der kohlenstoffhaltigen Fraktion ein nicht näher dargestelltes Stützgerüst bilden, während die feineren Bestandteile mit einer Korngröße ≤ 25 mm die Zwischenräume im Stützgerüst ausfüllen. Die kohlenstoffhaltige Fraktion und das Bindemittel weisen eine Packungsdichte von 1.250 kg/m3 auf.
Der Formkörper 1 ist im Querschnitt rund ausgebildet und hat an seinem einen Ende 2 einen konischen Abschnitt 3.1 consists of a molded block V of a bound with a binder fine-grained and carbon-containing fraction. The carbon-containing fraction has a maximum particle size of 50 mm, wherein at least half of the carbon-containing fraction has a particle size <25 mm. In the case of the shaped block 1 ', it is provided that the coarser constituents of the carbon-containing fraction form a supporting framework (not shown), while the finer constituents having a particle size of ≦ 25 mm fill the intermediate spaces in the supporting framework. The carbonaceous fraction and the binder have a packing density of 1,250 kg / m 3 . The molded body 1 is round in cross-section and has at its one end 2 a conical section 3rd
Figur 1 zeigt weiterhin eine Ummantelung 4, die einen Aufnahmeraum 5 aufweist, in den der Formstein vollständig eingesetzt ist, so dass Innenwandungsflächen 6 des Aufnahmeraums 5 möglichst vollflächig an der Außenwandung 7 des Form¬ steins V anliegen.FIG. 1 further shows a casing 4, which has a receiving space 5 into which the molded block is completely inserted, so that inner wall surfaces 6 of the receiving space 5 abut on the outer wall 7 of the molded piece V as completely as possible.
Die Ummantelung 4 ist zylindrisch ausgebildet und weist eine umlaufende WandThe casing 4 is cylindrical and has a peripheral wall
8 und einen sich quer zur Längsrichtung der Wand 8 erstreckenden Boden 9 auf. Der Boden 9 hat eine gegenüber der Wand 8 vergrößerte Materialstärke und weist darüber hinaus eine konische Vertiefung 10 auf, die entsprechend dem ko¬ nischen Abschnitt 3 des Formsteins ausgebildet ist. Zwischen den freien Enden der Wand 8 ist ein Deckel 11 angeordnet, der den Aufnahmeraum 5 oberhalb des8 and a transverse to the longitudinal direction of the wall 8 extending bottom 9. The bottom 9 has an increased thickness relative to the wall 8 and moreover has a conical depression 10, which is formed corresponding to the ko¬ nischen section 3 of the molded block. Between the free ends of the wall 8, a lid 11 is arranged, which the receiving space 5 above the
Formsteins 1' verschließt. Der Formstein 1' stellt somit eine Füllung 12 dar.Formstones 1 'closes. The molded block 1 'thus represents a filling 12.
Die Ummanteiung 4 besteht aus Gesteinsfraktionen und/oder Sekundärrohstof¬ fen, die bei der Herstellung von Mineralfaserdämmstoffen im Zuge des Herstel- lungsprozesses als beispielsweise Abschnitte, fehlerhafte Produkte oder derglei¬ chen anfallen. Des Weiteren können derartige Sekundärrohstoffe auch im Zuge des Recyclings rückgebauter Mineralfaserdämmstoffe zur Verfügung stehen.The Ummanteiung 4 consists of rock fractions and / or Sekundärrohstof¬ fen, which in the production of mineral fiber insulation in the course of the manufacturing process as, for example, sections, faulty products or derglei¬ chen incurred. Furthermore, such secondary raw materials may also be available in the course of recycling demolished mineral fiber insulating materials.
Die Ummantelung 4 weist eine hohe mechanische und thermische Stabilität bei gleichzeitig hoher Luftdurchlässigkeit auf. Die Gesteinsfraktionen und/oder Se¬ kundärrohstoffe sind durch hydraulische Bindemittel miteinander gebunden.The casing 4 has a high mechanical and thermal stability at the same time high air permeability. The rock fractions and / or secondary raw materials are bound together by hydraulic binders.
Die Luftdurchlässigkeit der Ummantelung 4 ermöglicht eine kontrollierte Entga¬ sung des sich innerhalb des Aufnahmeraums 5 befindenden, die Füllung 12 dar- stellenden Formsteins 1', der als Energieträger in einem Schmelzprozess in ei¬ nem nicht näher dargestellten Kupolofen dient.The air permeability of the sheath 4 enables a controlled release of the molded block 1 ', which is located within the receiving space 5 and represents the filling 12, which serves as an energy source in a melting process in a cupola (not shown).
Die kontrollierte Entgasung des Formsteins 1 ' erfolgt über die Wand 8, den De¬ ckel 11 und den Boden 9. Hierdurch wird verhindert, dass der sich gegebenenfalls
unter Temperatureinwirkung ausdehnende Formstein 1' die Ummantelung 4 mit erhöhtem Gasdruck beaufschlagt, so dass es zu einer Beschädigung der Ummantelung 4 kommt. Ein regulierter Gasdruck innerhalb der Ummantelung 4, beispielsweise der Expansionsdruck von Kohle, Niedertemperaturkoks oder anderen Energieträgern dient demgegenüber zur Abstützung der Ummantelung 4.The controlled degassing of the molded block 1 'takes place via the wall 8, the cover 11 and the bottom 9 under the influence of temperature expanding molded block 1 'the shell 4 is subjected to increased gas pressure, so that it comes to a damage of the casing 4. A regulated gas pressure within the casing 4, for example the expansion pressure of coal, low-temperature coke or other energy sources, on the other hand, serves to support the casing 4.
Die Festigkeit der Ummantelung 4 kann demzufolge verringert werden, um die Ummantelung 4 derart luftdurchlässig auszubilden, dass eine verzögerte Energieabgabe des Formsteins 1' möglich ist.The strength of the casing 4 can therefore be reduced to form the casing 4 so permeable to air, that a delayed energy release of the molded block 1 'is possible.
Ergänzend kann die Ummantelung 4 auf der Wand 8, dem Boden 9 und/oder demIn addition, the sheath 4 on the wall 8, the bottom 9 and / or the
Deckel 11 eine dünne Schicht eines nicht näher dargestellten hydraulischen Bin¬ demittels aufweisen. Dieses hydraulische Bindemittel kann durch feinkörnige Ge¬ steinsfraktionen oder Sekundärrohstoffe, nämlich insbesondere Abfallfasem ver¬ stärkt sein. Eine derartige Schicht kann durch Tauchen oder Sprühen der Um- mantelung 4 aufgebracht werden.Cover 11 have a thin layer of a hydraulic not shown Bin¬ demittels. This hydraulic binder can be reinforced by fine-grained rock fractions or secondary raw materials, namely in particular waste fibers. Such a layer can be applied by dipping or spraying the sheathing 4.
Die Ummantelung 4 wird als einseitig offener Körper gepresst. Anschließend wird der Formstein V in den Körper der Ummantelung 4 eingesetzt und die Ummante¬ lung 4 durch den Deckel 11 verschlossen.The casing 4 is pressed as a body open on one side. Subsequently, the molded block V is inserted into the body of the casing 4 and the Ummante¬ ment 4 closed by the lid 11.
Der Deckel 11 weist umlaufend einen Vorsprung 13 auf, der in eine korrespondie¬ rend ausgebildete Ausnehmung 14 in der Innenwandungsfläche 6 der Ummante¬ lung 4 eingreift. Die Ausnehmung 14 kann beispielsweise als Hinterschneidung ausgebildet sein, die im Bereich eines oberen Randes der Ummantelung 4 mit ei- ner Friktions-Spindelpresse eingebracht ist.The cover 11 has circumferentially a projection 13 which engages in a korrespondie¬ ing recess 14 formed in the inner wall surface 6 of Ummante¬ ment 4. The recess 14 may be formed, for example, as an undercut, which is introduced in the region of an upper edge of the casing 4 with a friction screw press.
Neben den voranstehend angegebenen Materialien kann die Ummantelung 4 auch aus haufwerkporigem Mörtel bzw. Beton bestehen, wobei Zuschläge aus Gesteinen, Schlacken und Mineralfaserabfällen sowie hydraulisch erhärtende Bindemittel, beispielsweise Portlandzemente vorgesehen sein können. Die hyd¬ raulisch erhärtenden Bindemittel können durch hydraulisch abbindende oder la¬ tent-hydraulische Sekundärrohstoffe, respektive latent-hydraulische Puzzolane oder Tuffe mit entsprechenden Anregern zumindest teilweise substituiert werden, wenn eine ausreichend lange Lagerzeit zur Erhärtung gewährt wird.
Wie voranstehend ausgeführt, ist die Wand 8 mit einer geringeren Wandstärke ausgebildet, als der Boden 9, Die Materialstärke des Deckels 11 entspricht der Materialstärke der Wand 8. Grundsätzlich ist die Wandstärke auf die erforderliche Festigkeit des Formsteins 1 ' und der Ummantelung 4 abgestimmt, wobei insbe¬ sondere der Transport und die Lagerung der Kombination aus Formstein 1 ' und Ummantelung 4 sowie auf die Beanspruchungen während der Ofenreise Rück¬ sicht zu nehmen ist. Die Ausgestaltung des Bodens 9 mit der konischen Vertie¬ fung 10 in Kombination mit dem konischen Abschnitt 3 des Formsteins 1 ' sowie der hohen Packungsdichte führt dazu, dass sich die Kombination aus Ummante¬ lung 4 und Formstein V insbesondere bei der Schüttung in den nicht näher dar¬ gestellten Kupolofen in gewünschter Weise ausrichtet, so dass die Kombination aus Formstein V und Ummantelung 4 im Wesentlichen in der in Figur 1 darge¬ stellten Ausrichtung in der Schüttung angeordnet wird.In addition to the above-mentioned materials, the casing 4 may also consist of haufwerkporigem mortar or concrete, with aggregates of rocks, slags and mineral fiber waste and hydraulically hardening binder, such as Portland cements can be provided. The hydraulically hardening binders can be at least partially substituted by hydraulically setting or latent-hydraulic secondary raw materials, respectively latent-hydraulic pozzolans or tufts with corresponding exciters, if a sufficiently long storage time for hardening is granted. As stated above, the wall thickness 8 of the lid 11 corresponds to the material thickness of the wall 8. Basically, the wall thickness is adapted to the required strength of the shaped block 1 'and the casing 4, wherein In particular, the transport and storage of the combination of molded block 1 'and sheathing 4 and on the stresses during the furnace journey Rück¬ view is to take. The design of the bottom 9 with the conical recess 10 in combination with the conical section 3 of the molded block 1 'and the high packing density means that the combination of coating 4 and shaped block V is not closer, particularly in the bed The cupola arranged in the desired manner aligns the cupola so that the combination of shaped brick V and casing 4 is arranged substantially in the orientation shown in FIG. 1 in the bed.
Die in Figur 1 dargestellte Kombination aus Formstein 1 ' und Ummantelung 4 hat ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 1 :1 . Durch eine Veränderung die¬ ses Verhältnisses bis hin zu 2,5 : 1 können die voranstehend beschriebenen Ef¬ fekte hinsichtlich der Ausrichtung im Kupolofen weiter verbessert werden.The combination of molded block 1 'and sheath 4 shown in FIG. 1 has a ratio of length to diameter of 1: 1. By changing this ratio up to 2.5: 1, the above-described effects with respect to alignment in the cupola furnace can be further improved.
Der voranstehend beschriebene und dargestellte Formstein 1 ', der aus einem Primärenergieträger, beispielsweise Koks oder einer sonstigen kohlenstoffhalti¬ gen Fraktion bestehen kann, ist vorgeformt und gepresst. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Primärenergieträger oder eine andere kohlenstoffhaltige Fraktion in mehreren Stufen als lose Schüttung bis zu einer bestimmten Höhe in die Ummantelung 4 einzufüllen und dort zu verpressen. Selbstverständlich ist es alternativ auch möglich, den Primärenergieträger bzw. die kohlenstoffhaltige Frak¬ tion vollständig in die Ummantelung 4 zu schütten und anschließend zu verpres¬ sen, bevor in beiden Fällen der Deckel 11 dadurch gebildet wird, dass eine Mör- tel/Beton-Mischung einer mit der Ummantelung 4 übereinstimmenden Zusam¬ mensetzung abschließend eingefüllt und mit dem Primärenergieträger bzw. der kohlenstoffhaltigen Fraktion und der Ummantelung 4 verpresst wird. Der Deckel 11 kann alternativ eine von der Ummantelung 4 abweichende Zusammensetzung aufweisen. Durch die voranstehend dargestellte Vorgehensweise werden sämtli-
che Komponenten auf die durch die Art der Stoffe und ihre Korngrößenverteilung mögliche und angestrebte Rohdichte verdichtet.The above-described molded block 1 ', which may consist of a primary energy source, for example coke or another carbon-containing fraction, is preformed and pressed. But it is also possible to fill the primary energy source or another carbon-containing fraction in several stages as a loose bed up to a certain height in the casing 4 and to press there. Of course, it is alternatively also possible to pour the primary energy carrier or the carbon-containing fraction completely into the casing 4 and then to compress it before the lid 11 is formed in both cases by a mortar / concrete mixture a composition corresponding to the casing 4 is finally filled in and pressed with the primary energy carrier or the carbon-containing fraction and the casing 4. The lid 11 may alternatively have a deviating from the casing 4 composition. Due to the procedure described above, all components are compressed to the density which is possible and desired by the type of substances and their particle size distribution.
Die Ausnehmung 14 am oberen Rand der Ummanteiung 4 ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Deckel 11 aus einer im Vergleich zur Wand 8 bzw. Boden 9 geringer permeablen Pressmasse oder einer gießfähigen und abschließend stark schwindenden Masse ausgebildet ist. Durch die formschlüssige Verbindung zwi¬ schen dem Deckel 11 und der Ummanteiung 4 wird verhindert, dass der Deckel 11 bei den unterschiedlichen Beanspruchungen während der Lagerung, dem Transport und der Beschickung des Kupolofens von der Ummanteiung 4 getrennt wird, Der Deckel 11 kann darüber hinaus derart dimensioniert sein, dass er unter thermischen Belastungen, nämlich bei zu großem Innendruck aufreißt, aber nicht aus seiner Verankerung in der Ummanteiung 4 herausfällt. Diesbezüglich kann der Deckel 11 eine nicht näher dargestellte Sollbruchstelle haben. Der Deckel 11 verhindert derart das Herausfallen des Formsteins 1 ' oder einer damit vergleich¬ baren Schüttung aus der Ummanteiung 4.The recess 14 at the upper edge of the Ummanteiung 4 is particularly advantageous if the lid 11 is formed of a lower compared to the wall 8 and bottom 9 permeable molding compound or a pourable and finally strongly dwindling mass. The positive connection zwi¬ tween the lid 11 and the Ummanteiung 4 prevents the lid 11 is separated at the different stresses during storage, transport and loading of the cupola of the Ummanteiung 4, the lid 11 can also in such a way be dimensioned that it tears under thermal loads, namely at too high an internal pressure, but does not fall out of its anchorage in the Ummanteiung 4. In this regard, the lid 11 may have a predetermined breaking point, not shown. The cover 11 thus prevents the falling out of the molded block 1 'or a comparable bed of material from the Ummanteiung. 4
Die Kombination aus dem Formstein 1' und der Ummanteiung 4 stellt einen soge¬ nannten Klein-Reaktor dar, dessen Energieabgabe auf die Temperaturvertei- lungskurve über die Höhe des Kupolofens abgestimmt ist. Die flüchtigen Bestand¬ teile des Formsteins 1' werden erst nach ausreichender Durchwärmung der Um¬ manteiung 4 und bevorzugt über den Boden 9 und die Wand 8 abgegeben. Hier¬ durch werden diese erst in einem Bereich des Kupolofens verbrannt, in dem ein Überschuss an Sauerstoff vorliegt, so dass eine vollständigere Verbrennung er- folgen kann. Von Vorteil ist hierbei eine Reduzierung des freien Wassers imThe combination of the shaped brick 1 'and the Ummanteiung 4 represents a so-called small-sized reactor whose energy output is tuned to the temperature distribution curve over the height of the cupola. The volatile constituents of the shaped block 1 'are released only after sufficient heating of the Um¬ manteiung 4 and preferably on the bottom 9 and the wall 8. As a result, they are first burned in a region of the cupola furnace in which an excess of oxygen is present, so that a more complete combustion can take place. The advantage here is a reduction of the free water in the
Formstein 1 ' sowie in der Ummanteiung 4.Form stone 1 'and in Ummanteiung 4.
Neben den bereits voranstehend erwähnten Energieträgern Kohle, Koks, Graphit, Aktivkohle oder Russ können auch Holzabfälle, Rinde, Altholz, Späne und Stäube aus der Holz- und Papierverarbeitung, Spanplattenspäne und -schnipsel, Papier¬ schnipsel, Erdnussschalen, Baumwollstängel in brikettierter Form als Formstein 1 ' oder Füllung 12 eingesetzt werden.
In Figur 2 ist eine zweite Ausführungsform eines Formkörpers 1 mit einem Form¬ stein V dargestellt, der zweiteilig ausgebildet ist und Abschnitte aufweist, wobei zwischen den Abschnitten des Formsteins 11 eine Trennschicht 15 angeordnet ist, die sich quer zur Längsachse der Ummantelung 4 erstreckt und an die Innenwan- dungsfläche 6 der Ummantelung 4 anschließt. Die beiden Abschnitte des Form¬ steins 1', welche durch die Trennschicht 15 voneinander getrennt sind, können identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein. Dies gilt insbesondere hinsichtlich der Zusammensetzung des Primärenergieträgers oder einer alternativen kohlen¬ stoffhaltigen Fraktion.In addition to the above-mentioned energy sources coal, coke, graphite, activated carbon or soot can also wood waste, bark, waste wood, chips and dusts from wood and paper processing, chipboard chips and shreds, Papier¬ snippets, peanut shells, cotton stalks in briquetted form as a molded block 1 'or filling 12 are used. In figure 2 a second embodiment of a shaped body 1 is shown with a form-stone V, which is formed in two parts and has portions, wherein a release layer 15 is disposed between the sections of the shaped block 1 1 which extends transversely to the longitudinal axis of the sheath 4 and adjoins the inner wall surface 6 of the casing 4. The two sections of the Form¬ stone 1 ', which are separated by the separation layer 15 from each other, may be identical or different. This applies in particular with regard to the composition of the primary energy carrier or of an alternative fraction containing carbonyl.
Weiterhin ist in Figur 2 im Unterschied zur Figur 1 ein abweichend ausgebildeter Deckel 11 zu erkennen, der im Querschnitt im Wesentlichen T-förmig ausgebildet ist, so dass der Deckel auf einer Stirnfläche 16 der Wand 8 der Ummantelung 4 aufliegt, während ein mit dem Innendurchmesser der Ummantelung 4 überein- stimmender Abschnitt 17 dichtend in den Aufnahmeraum 5 der Ummantelung 4 eingreift.In contrast to FIG. 1, a deviating lid 11 can be seen, which is essentially T-shaped in cross section, so that the lid rests on an end face 16 of the wall 8 of the casing 4, while one with the inside diameter the sheathing 4 matching section 17 sealingly engages in the receiving space 5 of the casing 4.
Ergänzend zu einer reibschlüssigen Verbindung des Deckels 11 mit der Wand 8 der Ummantelung 4 kann auch eine formschlüssige Verbindung gemäß Figur 1 vorgesehen sein, wobei dann ein entsprechender Vorsprung 13 und eine ent¬ sprechende Ausnehmung 14 in die Innenwandungsfläche 6 bzw. den Deckel 11 integriert sind.In addition to a frictional connection of the lid 11 with the wall 8 of the casing 4, a positive connection according to FIG. 1 can also be provided, in which case a corresponding projection 13 and a corresponding recess 14 are integrated into the inner wall surface 6 and the lid 11, respectively ,
Der Formstein 1' kann aus einem pelletisierten, brikettierten oder in anderer Form verpressten Energieträger bestehen und durch gebrochene Kerogene enthalten¬ den Schiefer und/oder gemahlene Dämmstoff-Abfälle gestreckt und somit in sei¬ ner Reaktionsfähigkeit gebremst sein. Ein ähnlicher Effekt ist durch die Trenn¬ schicht 15 erzielt, welche den Formstein V in zwei Abschnitte unterteilt. Die Trennschicht 15 führt somit zu einer Kombination aus einem Formstein 1 ' und ei- ner Ummantelung 4, bei der die Ummantelung 4 einen Mehrkammeraufbau auf¬ weist.The shaped block 1 'can consist of a pelletized, briquetted or otherwise compressed energy carrier and can be stretched by broken kerogens containing the slate and / or ground insulation waste and thus be braked in its reactivity. A similar effect is achieved by the Trenn¬ layer 15, which divides the molded block V into two sections. The separating layer 15 thus leads to a combination of a shaped block 1 'and a sheath 4, in which the sheath 4 has a multi-chamber structure.
Neben der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform besteht die Möglichkeit, den Aufnahmeraum 5 der Ummantelung 4 auch in weitere Kammern zu unterteilen.
Es wird diesbezüglich auf die Figur 4 verwiesen, die eine im Querschnitt polygo¬ nal ausgebildete Ummantelung 4 aufweist, deren Aufnahmeraum 5 durch recht¬ winklig zueinander ausgerichtete Trennwände 18 in vier Kammern unterteilt ist, die jeweils einen Teil eines Formsteins Y aufnehmen. Die einzelnen Teile des Formsteins 1 ' können wiederum identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein, wobei insbesondere unterschiedliche Zusammensetzungen der einzelnen Teile des Formsteins 1 ' vorgesehen sein können.In addition to the embodiment shown in Figure 2, it is possible to divide the receiving space 5 of the casing 4 into further chambers. Reference is made in this regard to FIG. 4, which has a polygonal cross-section casing 4 whose receiving space 5 is subdivided into four chambers by right-angled partition walls 18, each receiving part of a shaped block Y. The individual parts of the molded block 1 'can again be formed identically or differently, in particular, different compositions of the individual parts of the molded block 1' can be provided.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines in einer Ummantelung 4 ange- ordneten Formsteins 1', wobei zu erkennen ist, dass im Unterschied zur Ausfüh¬ rungsform gemäß Figur 1 der Boden 9 als Lochplatte mit Entgasungsöffnungen 19 ausgebildet und formschlüssig in eine Öffnung der Ummantelung 4 eingesetzt ist. Zu diesem Zweck weist der Boden 9 im Bereich seines Randes einen umlau¬ fenden Vorsprung 20 auf, der in eine korrespondierende Ausnehmung 21 der Wand 8 eingreift. Der Vorsprung 20 und die Ausnehmung 21 sind im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet, um das Einsetzen des Bodens 9 in die Ummantelung 4 zu erleichtern.FIG. 3 shows a further embodiment of a molded block 1 'arranged in a casing 4, wherein it can be seen that, in contrast to the embodiment according to FIG. 1, the bottom 9 is designed as a perforated plate with degassing openings 19 and a form fit into an opening of the casing 4 is used. For this purpose, the bottom 9 in the region of its edge on a umlau¬ fenden projection 20 which engages in a corresponding recess 21 of the wall 8. The projection 20 and the recess 21 are formed in a semi-circular cross-section to facilitate the insertion of the bottom 9 in the casing 4.
Neben den Entgasungsöffnungen 19 im Boden ist eine weitere Entgasungsöff- nung 19 im Deckel 11 angeordnet, dessen Ausgestaltung im Übrigen mit demIn addition to the degassing openings 19 in the bottom, a further degassing opening 19 is arranged in the lid 11, the design of which is otherwise associated with the
Deckel 11 gemäß Figur 2 übereinstimmt. Die Entgasungsöffnung 19 im Deckel 11 ist zentrisch angeordnet. Es ist zu erkennen, dass die im Deckel 11 und im Boden 9 zentrisch angeordneten Entgasungsöffnungen 19 konisch ausgebildet sind und sich zum Formstein V hin verengen. Demgegenüber sind die im Boden 9 außer- mittig angeordneten Entgasungsöffnungen zylindrisch ausgebildet. Über die Ent¬ gasungsöffnungen 19 ist ein definiertes Entgasen des Formsteins 1 ' möglich, um den Gasdruck innerhalb der Ummantelung 4 zu regulieren. Der voranstehend be¬ reits beschriebene und in der Ummantelung 4 angeordnete Formstein 1' wird nachfolgend näher erläutert, soweit dieser Formstein 1 ' selbstverständlich auch ohne Ummantelung 4 als Primärenergieträger für die Erzeugung einer zu zerfa¬ sernden mineralischen Schmelze zur Herstellung von Dämmstoffen aus Mineral¬ fasern, insbesondere aus Steinwolle verwendbar ist.
Die bisher beschriebenen und genannten Rohstoffe, wie auch der Koks weisen aufgrund ihrer jeweiligen inneren Struktur und des angewendeten Aufbereitungs¬ verfahrens irreguläre Formen auf. Die Schmelze bildenden Roh- und Sekundär¬ rohstoffe sowie die Primärenergieträger können vollständig oder in wesentlichen Teilen in Form von Formkörpern 1 in den Kupolofen eingebracht werden. DieCover 11 according to FIG 2 coincides. The degassing opening 19 in the lid 11 is arranged centrally. It can be seen that the degassing openings 19, which are arranged centrally in the cover 11 and in the bottom 9, are conical and constrict towards the shaped block V. In contrast, the degassing openings arranged eccentrically in the bottom 9 are cylindrical. A defined degassing of the molded block 1 'is possible via the degassing openings 19 in order to regulate the gas pressure within the casing 4. The above described be¬ already described and arranged in the casing 4 shaped stone 1 'will be explained in more detail below, as far as this shaped stone 1' of course without sheath 4 as a primary energy source for the production of a zerfa¬ sernden mineral melt for the production of insulating materials from Mineral¬ fibers , in particular of rock wool is usable. The previously described and mentioned raw materials, as well as the coke have due to their respective internal structure and the applied Aufbereitungs¬ process on irregular forms. The raw and secondary raw materials which form the melt and the primary energy sources can be introduced into the cupola furnace completely or substantially in the form of shaped bodies 1. The
Formgestaltung dieser individuellen schmelzstoffhaltigen Formkörper 1 und die der energietragenden Formsteine 1' können in Form, Größe, Gewicht und Festig¬ keit unterschiedlich sein, wobei eine Abstimmung aufeinander möglich ist. Hierbei spielt die Form des Kupolofens, die Verteilung der Formkörper 1 im Ofen, der Transport der Formkörper 1 zum Ofen und die Beschickungsart eine wesentlicheShape design of these individual melt-containing moldings 1 and the energy-carrying shaped stones 1 'may be different in shape, size, weight and Festig¬ speed, with a vote on each other is possible. Here, the shape of the cupola, the distribution of the moldings 1 in the oven, the transport of the moldings 1 to the oven and the feed plays an essential
Rolle. Die Formkörper 1 werden hierbei mechanisch belastet und sollen insbe¬ sondere abrieb- und bruchfest ausgebildet sein.Role. The moldings 1 are mechanically loaded in this case and should in particular be made resistant to abrasion and breakage.
In den Figuren 5 und 6 ist ein Formstein 1 ' in einer Seitenansicht (Figur 5) und in einer Draufsicht (Figur 6) dargestellt. Der Formstein 1 ' ist doppel-pyramiden- stumpfförmig ausgebildet und besteht aus einem Primärenergieträger. Der Form¬ stein 1 ' weist einen quaderförmigen Mittelbereich 22 mit quadratischer Grundflä¬ che auf. Beiderseits des Mittelbereichs 22 sind pyramidenstumpfförmige Elemen¬ te 23 angeordnet, wobei ein pyramidenstumpfförmiges Element 23 aus einem Primärenergieträger und das weitere pyramidenstumpfförmige Element 23 aus einem Schmelze bildenden Stoff bestehen können.FIGS. 5 and 6 show a shaped block 1 'in a side view (FIG. 5) and in a plan view (FIG. 6). The molded block 1 'is designed in the shape of a double-pyramidal truncated shape and consists of a primary energy source. The shaped block 1 'has a cuboid central region 22 with a square base surface. Truncated pyramid-shaped elements 23 are arranged on both sides of the middle region 22, wherein a truncated pyramid-shaped element 23 can consist of a primary energy carrier and the further truncated pyramidal element 23 of a melt-forming substance.
Die pyramidenstumpfförmigen Elemente 23 haben quadratische Stirnflächen 24.The truncated pyramidal elements 23 have square end surfaces 24th
Abweichend von der dargestellten Ausgestaltung kann der Formstein 1 ' auch ei¬ nen Mittelbereich in Form einer Kreisscheibe aufweisen, wobei die Elemente 23 dann kegelstumpfförmig ausgebildet sein können.Notwithstanding the illustrated embodiment, the molded block 1 'can also ei¬ NEN middle region in the form of a circular disk, wherein the elements 23 can then be frusto-conical.
Der Formstein 1 ' gemäß den Figuren 5 und 6 stellt eine einfache geometrische Form dar, mit der sich Hybridformen realisieren lassen, indem gebundene Ener¬ gieträger mit Schmelze bildenden Stoffen verbunden sind.The molded block 1 'according to FIGS. 5 and 6 represents a simple geometric shape with which hybrid forms can be realized by bonding bonded energy carriers with melt-forming substances.
In den Figuren 7 und 8 sind weitere Ausführungsformen eines rotationssymmetri¬ schen Formsteins 1 ' dargestellt. Im Vergleich zur Ausführungsform gemäß den
Figuren 5 und 6 sind die Elemente 23 mit konkaven Flächen ausgebildet. Insbe¬ sondere in Figur 8 ist zu erkennen, dass die Elemente 23 einen runden oder po¬ lygonalen Querschnitt aufweisen, sich jeweils aber bis zu einer Stirnfläche 24 erstrecken. Durch diese Ausgestaltung werden die Randbereiche des Formsteins 1' mit erhöhter Kantenfestigkeit ausgebildet. Der Formstein Y kann ergänzend ei¬ ne parallel zur Längsachse verlaufende Öffnung 25 aufweisen, die der Entgasung des Formsteins Y bzw. Durchströmung des Formsteins 1 ' dient.FIGS. 7 and 8 show further embodiments of a rotationally symmetrical shaped block 1 '. Compared to the embodiment according to the Figures 5 and 6, the elements 23 are formed with concave surfaces. In particular, it can be seen in FIG. 8 that the elements 23 have a round or polygonal cross-section, but extend in each case as far as an end face 24. With this embodiment, the edge regions of the molded block 1 'are formed with increased edge strength. The shaped block Y can additionally have an opening 25 running parallel to the longitudinal axis, which serves to degas the shaped block Y or flow through the shaped block 1 '.
Darüber hinaus dienen auch die konkav ausgebildeten Flächen der Elemente 23 der Verbesserung der Entgasung und Durchströmung einer in einem nicht näher dargestellten Kupolofen angeordneten Schüttung aus Formkörpern 1 , da durch die konkav ausgebildeten Flächen ein dichtes Anliegen benachbarter Formsteine Y nicht möglich ist.In addition, the concave surfaces of the elements 23 serve to improve the degassing and flow through a arranged in a cupola not shown bed of moldings 1, as by the concave surfaces dense concerns neighboring mold blocks Y is not possible.
In Figur 9 ist ein Formstein 1 ' zylindrischer Ausgestaltung dargestellt, der einenIn Figure 9, a molded block 1 'cylindrical configuration is shown, the one
Mittelabschnitt 26 hat, der als einschaliger Rotationshyperboloid ausgebildet ist. Beiderseits des Mittelabschnitts 26 ist ein kreisrunder Scheibenabschnitt 27 an¬ geordnet, wobei die Materialstärke der Scheibenabschnitte 27 identisch oder un¬ terschiedlich ausgebildet sein kann, um beispielsweise eine Orientierung des Formsteins 1' bei der Einbringung des Formsteins Y als Schüttung in den Kupol¬ ofen herbeiführen zu können.Central portion 26 has, which is designed as einschaliger Rotationshyperboloid. On both sides of the central portion 26 a circular disc portion 27 is arranged an¬, wherein the material thickness of the disc portions 27 may be identical or un¬ different formed, for example, an orientation of the molded block 1 'in the introduction of the molded block Y as a bed in the Kupol¬ cause to be able to.
Eine einfache Ausgestaltung eines Formsteins Y ist in Figur 10 dargestellt. Hier¬ bei handelt es sich um einen Formstein Y mit rundem oder polygonalem Quer- schnitt, wobei der Formstein 1 ' insbesondere aus gebundenen Hochtemperatur¬ koks und/oder Graphit ausgebildet ist. Zur besseren Durchströmung einer aus derartigen Formsteinen 1 ' aufgebauten Schüttung in einem Kupolofen ist vorge¬ sehen, dass der Formstein Y eine in seiner Längsrichtung verlaufende Öffnung 25 aufweist. Ein derartiger Formstein 1' kann selbstverständlich auch aus ande- ren Energieträgern und insbesondere auch aus Schmelze bildenden Materialien aufgebaut, insbesondere gepresst werden. Figur 11 zeigt eine weitere Ausfüh¬ rungsform eines Formsteins 1 ', der einen runden oder polygonalen Querschnitt haben kann. Der Formstein Y gemäß Figur 11 hat zwei Scheibenabschnitte 27 und einen Mittelabschnitt 26, wobei der Durchmesser bzw. die Breite des Mit-
telabschnϊtts 26 geringer ist, als der Durchmesser bzw. die Breite der Scheiben¬ abschnitte 27. Die Scheibenabschnitte 27 haben an ihrem dem Mittelabschnitt 26 zugewandten Ende eine Schrägfläche 28, wobei der Mittelabschnitt 26 zentrisch zu den Scheibenabschnitten 27 ausgerichtet ist.A simple embodiment of a molded block Y is shown in FIG. This is a shaped block Y with a round or polygonal cross-section, wherein the shaped brick 1 'is formed, in particular, from bonded high-temperature coke and / or graphite. For better flow through a bed constructed of such shaped blocks 1 'in a cupola, it is provided that the shaped block Y has an opening 25 extending in its longitudinal direction. Of course, such a shaped block 1 'can also be constructed from other energy carriers and in particular also from melt-forming materials, in particular pressed. FIG. 11 shows a further embodiment of a molded block 1 ', which may have a round or polygonal cross-section. The molded block Y according to FIG. 11 has two disk sections 27 and a middle section 26, wherein the diameter or the width of the central part 26 telabschnϊtts 26 is smaller than the diameter or the width of Scheiben¬ sections 27. The disc sections 27 have at its the central portion 26 facing the end of an inclined surface 28, wherein the central portion 26 is aligned centrally with the disc portions 27.
Quer zur Längsachse des Mittelabschnitts 26 ist eine Öffnung 25 vorgesehen, die wiederum der Verbesserung der Durchströmbarkeit einer aus derartigen Form¬ steinen 1' gebildete Schüttung in einem Kupolofen dient.An opening 25 is provided transversely to the longitudinal axis of the middle section 26 which in turn serves to improve the flowability of a bed formed from such shaped stones 1 'in a cupola furnace.
Figur 12 zeigt einen Formstein 1' mit polygonalem oder kreisrundem Querschnitt, der aus mehreren Scheiben 29, 30 und 31 besteht, wobei die Scheiben 29, 30 und 31 konzentrisch zueinander angeordnet sind und unterschiedliche Durch¬ messer bzw. Breiten aufweisen, so dass sich ein treppenförmiger Aufbau des Formsteins Y ergibt. Die Scheiben 29 bis 31 weisen einen umlaufenden Rand- wulst auf, der die Kantenfestigkeit der Scheiben 29 bis 31 erhöht. Durch diesenFIG. 12 shows a shaped block 1 'with a polygonal or circular cross section, which consists of a plurality of discs 29, 30 and 31, wherein the discs 29, 30 and 31 are arranged concentrically with one another and have different diameters or widths, so that a staircase structure of the molded block Y results. The disks 29 to 31 have a circumferential edge bead, which increases the edge strength of the disks 29 to 31. Through this
Randwulst wird ferner auch die Lage eines derartigen Formsteins Y innerhalb ei¬ ner Ofenschüttung stabilisiert. Zentrisch kann der Formstein 1' wiederum eine Öffnung 25 zur Verbesserung der Durchströmbarkeit des Formsteins 1' bzw. eine aus mehreren Formsteinen 1 ' gebildeten Schüttung in einem Kupolofen aufwei- sen. Derartige Öffnungen 25 dienen auch der Verbesserung der Wärmeübertra¬ gung, da der Formstein 1' durch die Öffnungen auch von innen erwärmt wird. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, mehr als eine Öffnung 25 in ei¬ nem entsprechenden Formstein 1 ' vorzusehen. Über die Öffnung 25 kann weiter¬ hin Feuchtigkeit aus dem Formstein 1 ' entweichen.Edge bead is also the position of such a shaped block Y stabilized within ei¬ ner furnace bed. Centrally, the shaped brick 1 'can in turn have an opening 25 for improving the flowability of the shaped block 1' or a bed formed from a plurality of shaped blocks 1 'in a cupola furnace. Such openings 25 also serve to improve the heat transfer, since the shaped brick 1 'is also heated from the inside through the openings. Of course, it is also possible to provide more than one opening 25 in a corresponding molded block 1 '. Furthermore, moisture can escape from the shaped brick 1 'via the opening 25.
In den Figuren 13 und 14 ist eine weitere Ausführungsform eines Formsteins Y dargestellt, wobei die Figur 14 eine Draufsicht und die Figur 13 eine geschnitten dargestellte Seitenansicht des Formsteins 1' gemäß Figur 14 zeigt. Der Formstein 1' gemäß den Figuren 13 und 14 ist im Querschnitt im Wesentlichen elliptisch ausgebildet und besteht aus einem hinsichtlich seiner Dichte homogenen Körper oder aus einem Körper mit partiell unterschiedlicher Masse.FIGS. 13 and 14 show a further embodiment of a molded block Y, wherein FIG. 14 shows a top view and FIG. 13 shows a side view of the molded block 1 'according to FIG. The molded block 1 'according to FIGS. 13 and 14 has a substantially elliptical cross section and consists of a body which is homogeneous in terms of its density or of a body with a partially different mass.
In seinem Mittelbereich weist der Formstein 1' eine Öffnung 25 zu den voranste¬ hend bereits dargestellten Zwecken auf. Neben der dargestellten elliptischen
Ausgestaltung des Formsteins 11 sind auch weitere Formgebungen bis hin zu Ro¬ tationsellipsoiden möglich. Der Vorteil derartiger Formsteine 1 ' mit elliptischem Querschnitt besteht darin, dass derartige Formsteine V in einer stabilen Flachla¬ gerung im Kupolofen angeordnet werden können. Daher sind die Öffnungen 25 bei derartigen Formsteine 1 ' auch rechtwinklig zur Längserstreckung der Form¬ steine 1 ' ausgerichtet.In its central area, the shaped brick 1 'has an opening 25 for the purposes already described above. In addition to the elliptical Embodiment of the molded block 1 1 are also other shapes to Ro¬ tion ellipsoids possible. The advantage of such shaped blocks 1 'with an elliptical cross-section is that such shaped blocks V can be arranged in a stable flat position in the cupola furnace. Therefore, the openings 25 in such shaped blocks 1 'are also aligned at right angles to the longitudinal extent of the shaped stones 1'.
Figur 15 zeigt eine weitere einfache Ausführungsform eines Formsteins 1 ', der sich in besonderer Weise für die hier in Rede stehende Verwendung eignet. Der Formstein Y gemäß Figur 15 hat die an sich bekannte Form eines Hausbrandbri¬ ketts und ist daher gut Stapel- und transportfähig. Durch seine Formgebung bilden mehrere Formsteine 1 ' eine hochdurchlässige Schüttung in einem Kupolofen. Ei¬ ne weitere Ausführungsform eines Formsteins 1 ' ist in den Figuren 16 bis 18 dar¬ gestellt. Dieser Formstein Y eignet sich insbesondere für das Einsetzen in den Kupolofen und kann sowohl als Hybridformkörper, wie auch als monolithischerFIG. 15 shows another simple embodiment of a molded block 1 ', which is particularly suitable for the use in question here. The molded block Y according to FIG. 15 has the known form of a domestic fire brigade and is therefore easy to stack and transport. As a result of its shape, a number of shaped blocks 1 'form a highly permeable bed in a cupola furnace. A further embodiment of a shaped block 1 'is shown in FIGS. 16 to 18. This molded block Y is particularly suitable for insertion into the cupola and can be used both as hybrid moldings, as well as monolithic
Formstein 1', d.h. primär Schmelze bildend oder als Energieträger ausgebildet sein. Der Formstein 1' weist sechs Flächen 32 auf, in denen Gasführungskanäle 33 ausgebildet sind. Die Gasführungskanäle 33 sind zur Flächen 32 hin geöffnet und verbinden jeweils gegenüberliegend angeordnete und parallel zueinander ausgerichtete Flächen 32.Shaped brick 1 ', i. primary melt forming or be designed as an energy source. The molded block 1 'has six surfaces 32, in which gas guide channels 33 are formed. The gas guide channels 33 are open to the surfaces 32 and connect in each case oppositely disposed and parallel aligned surfaces 32nd
Die großen Oberflächen 32 weisen jeweils vier Gasführungskanäle 33 auf, von denen jeweils zwei parallel verlaufend ausgerichtet sind. In den als Schmalseiten ausgebildeten Flächen 32 sind jeweils zwei Gasführungskanäle 33 ausgebildet.The large surfaces 32 each have four gas guide channels 33, of which two are aligned in parallel. In the formed as narrow sides surfaces 32 each have two gas guide channels 33 are formed.
Im Bereich von Kreuzungspunkten der rechtwinklig zueinander ausgerichteten Gasführungskanäle 33 der als große Oberflächen ausgebildeten Flächen 32 sind darüber hinaus Bohrungen 34 angeordnet, die beispielsweise einen ovalen, run¬ den oder kleeblattförmigen Querschnitt aufweisen. Die Bohrungen 34 verbinden gegenüberliegende Flächen 32 miteinander.In the region of intersection points of the gas guide channels 33, which are aligned at right angles to one another, of the surfaces 32 formed as large surfaces, furthermore bores 34 are arranged which, for example, have an oval, round or cloverleaf-shaped cross section. The holes 34 connect opposing surfaces 32 to each other.
Der Formstein 1 ' gemäß den Figuren 16 bis 18 kann eine Höhe zwischen 50 und 500 mm und Seitenlängen zwischen 150 und 500 mm aufweisen. Vorzugsweise weist der Formstein 1 ' gemäß den Figuren 16 bis 18 eine quadratische Grundflä-
che auf, wobei in Figur 16 die Umhüllung ergänzend als eine an den Flächen 32 anhaftende Beschichtung 35 aus beispielsweise einem Bindemittel, wie insbe¬ sondere ein Zementleim dargestellt ist. Das Bindemittel kann ergänzend gemah¬ lene Dämmstofffasern aufweisen, um die Abriebfestigkeit des Formkörpers 1 zu erhöhen. Gemäß Figur 16 ist diese Beschichtung 35 lediglich im Bereich einerThe molded block 1 'according to FIGS. 16 to 18 can have a height between 50 and 500 mm and side lengths between 150 and 500 mm. The shaped block 1 'according to FIGS. 16 to 18 preferably has a square base surface. In FIG. 16, the covering is additionally illustrated as a coating 35, which adheres to the surfaces 32, for example, of a binder, such as in particular a cement paste. In addition, the binder may have mahamed insulation fibers to increase the abrasion resistance of the molded body 1. According to FIG. 16, this coating 35 is only in the region of one
Hälfte auf den als Schmalseiten ausgebildeten Flächen 32 des Formsteins 1 ' an¬ geordnet. Die Beschichtung 35 dient somit ebenfalls zu einer Verlagerung des Schwerpunktes des Formkörpers 1 , so dass der Formkörper 1 bei der Beauf¬ schlagung eines Kupolofens in bestimmter Anordnung ausgerichtet wird.Half arranged on the narrow sides trained as surfaces 32 of the molded block 1 'an¬. The coating 35 thus likewise serves to displace the center of gravity of the shaped body 1, so that the shaped body 1 is aligned in a specific arrangement during the impact of a cupola furnace.
In den Figuren 19 und 20 ist eine weitere Ausführungsform eines Formsteins 1 ' dargestellt, der im Bereich seiner beiden großen Oberflächen 36 im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig ausgebildete Nuten 37 aufweist. Diese Nuten 37 die¬ nen wiederum der Führung von Luft und Gas während dem Schmelzprozess in- nerhalb des Kupolofens. !m Übrigen ist der Formstein Y gemäß den Figuren 19 und 20 quaderförmig ausgebildet.FIGS. 19 and 20 show a further embodiment of a molded block 1 'which, in the region of its two large surfaces 36, has grooves 37 that are substantially U-shaped in cross-section. These grooves 37 in turn serve to guide air and gas during the melting process within the cupola. Incidentally, the molded block Y is cuboid in FIGS. 19 and 20.
Schließlich zeigt Figur 21 ein Element 39, welches einen Formkörper 1 in einer Ummantelung 4 aufweist, wobei die Ummantelung 4 mit dem darin angeordneten Formstein 1 ' ein Zentralelement 38 bildet, an welches kleinere Elemente 40 überFinally, FIG. 21 shows an element 39 which has a shaped body 1 in a casing 4, wherein the casing 4 forms a central element 38 with the molded brick 1 'arranged therein, to which smaller elements 40 pass
Stege 41 angeschlossen sind.Webs 41 are connected.
Die kleineren Elemente 40 entsprechen in ihrem Aufbau dem Zentralelement 38 und haben demzufolge ebenfalls einen Formstein Y in einer Ummantelung 4. Die Ummantelung 4 besteht jeweils aus einer Schmelze bildenden Masse, während der Formstein Y einen Energieträger darstellt. Mit einer Vielzahl von Elementen 39 gemäß Figur 21 lässt sich eine sehr permeable Ofenfüllung herstellen.
The smaller elements 40 correspond in their construction to the central element 38 and therefore also have a shaped block Y in a casing 4. The casing 4 is in each case composed of a melt-forming mass, while the shaped brick Y represents an energy carrier. With a plurality of elements 39 according to FIG. 21, a very permeable furnace filling can be produced.