DE2723568B2 - Schlackenabstich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen verbesserten Schlackenabstich, das heißt eine Vorrichtung zum Abstechen eines schmelzflüssigen Fluids aus dem Herd eines Ofens. Der Abstich eignet sich insbesondere für Arbeitsvorgänge, bei denen die feuerfeste Auskleidung insbesondere an dem Ende des Kanals, von dem aus das schmelzflüssige Fluid ausgetragen wird, korrodierenden Bedingungen ausgesetzt ist und daher rasch auszufallen droht.

Der Strom aus schmelzflüssiger Schlacke, der aus Schlacke liefernden Abfallbeseitungsöfen ausgetragen wird, bewirkt an dem ihm ausgesetzen feuerfesten Auskleidungen besonders kritische Bedindungen, was auf die veränderlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften einer solchen Schlacke zurückzuführen ist Während vorliegend der schmelzflüssige Rückstand der Einfachheit halber als Schlacke bezeichnet ist, versteht es sich, daß es sich dabei auch um schmelzflüssiges Metall, Glas und jeden anderen nichtbrennbaren anorganischen Rückstand handeln kann. Vorrichtungen zum Abstechen von schmelzflüssigen Fluiden, die mit feuerfestem Material ausgekleidete Metalleitungen aufweisen, haben normalerweise eine kurze Lebensdauer, weil die feuerfeste Auskleidung aufgrund der ungünstigen Bedingungen, denen sie ausgesetzt ist, rasch verschleißt.

Beispiele von Anordnungen zum Beseitigen von festem Abfall (Müll), die zu besonders kritischen Umgebungsbedingungen für feuerfeste Auskleidungen fiihren, sind in den US-PSen 37 29 298, 38 01 082 und 38 06 335 beschrieben; dabei handelt es sich um Verfahren und/oder Vorrichtungen zum gleichzeitigenBeseitigen von Abfall und zum Erzeugen von nutzbaren Gasen und schmelzflüssigen Schlackerückständen. Bei den vorstehend erwähnten Abfallbeseitigungsverfahren wird Müll in den oberen Teil eines aufrechtstehenden Schachtofens eingegeben, während Sauerstoff in den unteren Teil des Schachtofens eingespeist wird, der Ofen ist im unteren Teil mit einer Verbrennungs- und Schmelzzone oder einem Herd ausgestattet, von wo aus schmelzflüssige Schlacke unter Verwendung einer zweckentsprechenden Abstichvorrichtung ständig abgestochen und dann in einem Waserbad abgeschreckt wird.

ίο Der Schlackeabstich ist wegen der starken Änderungen hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung und der Temperatur des abgestochenen schmelzflüssigen Stroms einem starken Verschleiß ausgesetzt. Im allgemeinen muß der Ofen in kurzen Intervallen außer Betrieb gesetzt werden, um den Abstich wieder aufzubauen. Es sind keine feuerfesten Werkstoffe bekannt, die keinem raschen Verschleiß durch das ständige Abstechen von Schlacke von wechselnder Zusammensetzung und Temperatur unterworfen sind.

Die Austrittslippe ist gegenüber solchen Angriffen besonders empfindlich; bekannte Abstichvorrichtungen erlauben es nicht, die Austrittsstelle räumlich festzuhalten.
Bei Verfahren, die mit einem kontinuierlichen Abstich arbeiten, muß jedoch das Austrittsende des Schlackenabstichs, von dem aus die Schmelze in einen Aufnahmebehälter, beispielsweise einen Abschrecktank, fällt, räumlich im wesentlichen festgehalten werden. Bleibt der Ort der Austrittsstelle nicht fest, fällt die heiße Schlacke nicht dorthin, wohin sie fallen soll.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Abstechen von schmelzflüssiger Schlacke aus einem Ofen zu schaffen, die Zerstörungen und Verschleiß besser wiederstehen kann, die durch das Durchströmen von heißer Schlacke mit veränderlicher Zusammensetzung verursacht werden. Es soll eine Vorrichtung zum Abstechen von schmelzflüssiger Schlacke von einem Ofen geschaffen werden, die an ihrem Austrittsende besonders verschleißfest ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Abstechen von schmelzflüssiger Schlacke mit veränderlicher Zusammensetzung, mit einem mit Kühlmitteln versehenen Metallkanal, der am einen Ende einen Einlaß und am anderen Ende einen Auslaß aufweist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der untere Teil der Stirnseite des Auslasses gegen ein Auslecken von schmelzflüssiger Schlacke durch ein daran anliegendes, wassergekühltes Metallwehr von hoher Wärmeleitfähigkeit abgedichtet ist, das eine schräg nach oben und von der Stirnseite des Auslasses weggerichtete Oberfläche aufweist, die in einer quer über die Stirnseite des Auslasses reichenden Kante endet, die den am weitesten vorneliegenden Teil der Vorrichtung bildet

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorstehend genannten Vorrichtung ist der Metallkanal hinter dem Wehr mit einem feuerfesten Material ausgegleitet und besteht das Wehr aus Kupfer. Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner eine Abtropfstelle vorgesehen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht des stirnseitigen Endes einer bevorzugten Ausführungsform des Schlakkenabstichs,

F i g. 2 einen Frontaufriß der Anordnung nach F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der F i g. 2

F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der F i g. 2.

Entsprchend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein mit einer feuerfesten Auskleidung versehener metallischer Kanal vorgesehen, der als Leitung dient, über die schmelzflüssige Schlacke von einem Stichloch, mit dem das Einlaßende des Kanals auf herkömmliche Weise verbunden ist, zu einer Gießstelle strömt Bei letzterer handelt es sich um eine räumlich feststehende Stelle oder Kante, von der aub die schmelzflüssige Schlacke aus dem Abstich herausfließt. Es ist wichtig, daß die Gießstelle festgehalten bleibt, damit die schmelzflüssige Schlacke ständig einer vorbestimmten Bahn folgt und ein unkontrolliertes Überlaufen verhindert wird, wodurch Anlageteile beschädigt oder Personen verletzt werden könnten. Um das Verschleißen der feuerfesten Auskleidung am Austrittsende des Kanals oder das Verschleißen des Metallkanals selbt zu verhindern. Ist ein wassergekühltes Kupferwehr von besonderer Ausgestaltung vorgesehen, daß sowohl Wärmeverluste des schmelzflüssigen Fluids als auch Verschleiß am Austrittsende des Kanals minimal hält. Wenn das im folgenden näher erläuterte Wehr mit feuerfestem Material abgedeckt wird, kann nur eine dünne Kante des gekühlten Metallwehrs mit der heißen fließenden Schlacke in Berührung kommen, bis diese die Gießstelle ereicht.

Die F i g. 1 bis 4 zeigen einen Schlackenabstich mit einem metallischen Kanal 1, der in lotrechter Richtung einen rechteckigen Querschnitt hat. Es versteht sich jedoch, daß auch mit kreisförmigen oder anderen Querschnittsformen gearbeitet werden kann. Der Kanal 1 wird auf herkömmliche (nicht gezeigte) Weise wassergekühlt; er ist mit einer zweckentsprechenden hoch temperaturfesten Auskleidung 2 versehen. Obwohl vorzugsweise mit einer feuerfesten Auskleidung gearbeitet wird, stellt dies kein Zwangsmerkmal dar, da auch bei einem blanken Metallabstich aufgrund der Kühlung ein Teil der schmelzflüssigen Schlacke auf dem Abstich erstarrt und eine Deckschicht aus harter Schlacke bildet. Diese Deckschicht wirkt als eine feuerfeste Auskleidung, deren Dicke zunimmt, bis sie zu einer ausreichenden Sperre gegenüber weiterem Wärmeübergang geworden ist. An dieser Stelle beginnt die Deckschicht zu verschleißen; dadurch wird die Deckschicht dünner; der Wärmeübergang und die Dicke der Deckschicht nehmen zu. Nach einer gewissen Zeitdauer bleibt eine stetige Deckschichtdicke aufrechterhalten. Das gleiche Phänomen tritt auch ein, wenn eine feuerfeste Auskleidung benutzt wird; die Deckschicht baut sich dann auf der feuerfesten Auskleidung auf.

Ein Wehr 3 ist am unteren Teil der Stirnseite des Auslasses 5 fest angebracht. Um ein Auslecken zu verhindern, liegen die Flächen 6 und 6a gegen entsprechende Flächen an der vorderen Stirnseite des metallischen Kanals 1 und der feuerfesten Auskleidung 2 dicht an. Die Fläche 6a des Wehrs 3 ist von der Stirnseite des Auslasses weg schräg nach oben gerichtet und läuft in einer Kante 7 aus, die quer über die Stirnseite des Auslasses 5 reicht Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform hat die Kante 7 die Form eines V-förmigen Troges mit flachem Boden; die Kante 7 kann jedoch beispielsweise auch halbkreisförmig, bogenförmig, V- oder U-förmig sein. In jedem Fall muß die Kante 7 jedoch so ausgebildet sein, daß sie den am weitesten vorne liegenden Teil des Wehrs und damit auch des Schlackenabstichs bildet. Das Wehr 3 ist mittels eines Wasserrohrs 4 gekühlt und kann mittels feuerfesten Materials 2a derart abgedeckt sein, daß nur die Kante 7 des gekühlten Metallwehrs mit der schmelzflüssigen Schlacke in Berührung kommt. Damit werden Wärmeverluste der Schlacke minimal gehalten; es wird verhindert, daß sich erstarrte Schlacke an der Spitze des Abstichs in unerwünschter Weise aufbaut Ein solcher Schlackeaufbau würde die Gießstelle verlagern. Weil das Austrittsende des Abstichs von dem gekühlten metallischen Wehr gebildet wird, ist ein Verschleißen der feuerfesten Auskleidung vermieden; wenn nämlich das feuerfeste Material verschleißt, bewirkt der erhöhte Wärmeübergang, daß sich eine dickere Deckschicht 8 aufbaut, über die die schmelzflüssige Schlacke 9 hinwegströmt.

F i g. 4 zeigt das Verhältnis zwischen den aneinander anliegenden Oberflächen von Wehr 3 und feuerfester Auskleidung 2. Der untere Teil der Stirnseite 10 des Wehrs 3 läuft in einer Kante 11 aus, die eine Abtropfsteüe bildet, da die Rückseite 12 des Wehrs bezüglich der waagerechten Ebene nach hinten abgeschrägt ist. Über die Gießstelle oder die Kante 7 übertretende Schlacke, die von der Stirnseite 10 des Wehrs nicht freikommt, tropft von der Abtropfstelle oder Kante 11 ab und haftet dort nicht an, weil die Rückseite 12 schräg nach oben und hinten verläuft, wodurch die Kontaktfläche für anhaftende Schlacke minimal gehalten wird. Auf diese Weise wird ein Aufbau von Schlacke am unteren Teil des Wehrs vermieden.

Die vorliegend beschriebene Vorrichtung kann mit Vorteil zum Abstechen eines schmelzflüssigen Fluids von jedem beliebigen Ofen verwendet werden, bei dem der Abstich einer Zerstörung oder einem Verschleiß durch das schmelzflüssige Fluid ausgesetzt ist. Die erläuterte Vorrichtung erwies sich jedoch als besonders günstig für das Abstechen von schmelzflüssigem Metall und Schlacke bei dem Verfahren und der Vorrichtung, die aus den US-PSen 37 29 298, 38 01 082 und 38 06 335 bekannt sind. Die Verwendung des Abstichs nach der Erfindung bei solchen Vorrichtungen und Verfahren führt zu einer wesentlichen Verminderung der Abstichprobleme, die bei bekannten Abstichen anzutreffen sind.

Diese verbesserte Verarbeitung der Schmelze setzt ihrerseits die Anzahl der unerwünschten Stillegungen des Ofens herab.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abstechen von schmelzflüssiger Schlacke mit veränderlicher Zusamensetzung, mit einem mit Kühlmitteln versehenen Metallkanal, der am einen Ende einen Einlaß und am anderen Ende einen Auslaß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil der Stirnseite des Auslasses (5) gegen ein Auslecken von schmelzflüssiger Schlacke durch ein daran anliegendes wassergekühltes Metallwehr (3) von hoher Wärmeleitfähigkeit abgedichtet ist, das eine schräg nach oben und von der Stirnseite des Auslasses weggerichtete Oberfläche (6a) aufweist, die in einer quer über die Stirnseite des Auslasses reichenden Kante (7) endet, die den am weitesten vorne liegenden Teil der Vorrichtung bildet

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkanal (1) hinter dein Wehr (3) mit einem feuerfesten Material (2) ausgekleidet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil des Wehrs (3) in einer Kante (11) ausläuft, indem die Rückseite (12) des Wehrs bezüglich der Waagerechten nach hinten abgeschrägt ist, und daß diese Kante (11) eine Abtropfstelle für die schmelzflüssige Schlacke bildet

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wehr (3) aus Kupfer gefertigt ist.