DE3122807A1 - Vorrichtung zur herstellung einer schnellgekuehlten, erstarrten schlacke - Google Patents
Vorrichtung zur herstellung einer schnellgekuehlten, erstarrten schlackeInfo
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Description
Tokio, Japan D-SÖÖOMünehonί
; Tel.: Q8S/S820B5-87
ÄP-113
Vorrichtung zur Herstellung einer schnell·= gekühlten, erstarrten Schlacke
Die Erfindung betrifft eine zur Herstellung einer schnellgekühlten,
erstarrten bzw» verglasten Schlacke dienende Vorrichtung mit mindestens einer rotierenden Kühltroxnmel,
welche die gleichmäßige und kontinuierliche Herstellung einer solchen Schlacke ermöglicht.
Geschmolzene Schlacke bzw. Schmelzschlacke stammt z.B.
von einem Hochofen, einem Konverter oder einem Elektroofen, Eine glasartige oder verglaste (vitreous) Schlacke kann
bekanntlich dadurch gewonnen xtferden, daß etwa geschmolzene Hochofenschlacke mit hoher Kühlgeschwindigkeit abgekühlt
und dadurch zum Erstarren gebracht wird. Die so gewonnene glasartige Schlacke eignet sich beispielsweise als Zementausgangsmaterial
.
O I L L O U /
Fig. 1 veranschaulicht schematisch im Schnitt eine Vorrichtung zur Herstellung von schnellgekühlter, erstarrter Schlacke,
die im wesentlichen der Vorrichtung nach der US-PS 4 050 884 entspricht und die ein geschlossenes Gehäuse 1 aufweist,
das an seiner Oberseite mit einer öffnung 1a zum Einbringen von geschmolzener Schlacke und an seiner'Unterseite mit
einer Austragöffnung 1b für eine schnellgekühlte, erstarrte Schlacke nach dem Aufbrechen bzw. Zerkleinern derselben versehen
ist. Im Gehäuse 1 sind zwei Kühltrommeln oder -walzen jeweils gleichen Durchmessers und gleicher Länge so angeordnet,
daß ihre Achsen in waagerechter Richtung parallel zueinander verlaufen und ihre Mantelflächen in gegenseitiger
Berührung stehen. Die beiden Kühltrommeln 2 werden durch einen nicht dargestellten Antrieb mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit
gegenläufig zueinander (Pfeile a und a1 in Fig. 1) derart
angetrieben, daß sich ihre Mantelflächen im Berührungsabschnitt aufwärts bewegen. In bzw. unter den Mantelflächen
beider Kühltrommeln· 2 sind in Längs- bzw. Axialrichtung derselben
verlaufend jeweils mehrere nicht dargestellte, durchgehende Kühl-Bohrungen vorgesehen, die am einen Ende jeweils
mit dem Inneren eines nicht dargestellten Hohlraums am einen Ende der jeweiligen zentralen Achse bzw. Welle kommunizieren
und am anderen Ende mit dem Inneren eines Hohlraums (nicht dargestellt) am anderen Ende der jeweiligen zentralen Achse
bzw. Welle in Verbindung stehen. Der Hohlraum am einen Ende der Mittelachse jeder Kühltrommel 2 ist dabei auf nicht
dargestellte Weise flüssigkeitsdicht über ein Drehgelenk mit dem einen Ende einer Rohrleitung 3 verbunden, deren anderes
Ende an den Einlaß einer Dampftrommel 4 angeschlossen ist. Das eine Ende einer anderen, mit einer in sie eingeschalteten
Pumpe 5 versehenen Rohrleitung 6 ist mit dem Heißwasserauslaß der Dampftrommel 4 verbunden. Gemäß Fig. 1 ist
die Dampftrommel 4 mit einem Luftzufuhrventil 4a und einem Wasserzufuhrventil 4b versehen. Das andere Ende der Rohrleitung
6 ist auf nicht näher gezeigte Weise über ein anderes Drehgelenk
flüssigkeitsdicht mit dem Hohlraum am anderen Ende der Mittelachse der betreffenden Kühltrommel 2 verbunden.
Gemäß Fig. 1 ist die Dampftrommel 4 mit der einen Kühltrommel 2 verbunden, während die andere Kühltrommel 2 auf
ähnliche Weise mit einer anderen, nicht dargestellten Dampftrommel verbunden ist. Mittels der Pumpe. 5 wird hierbei
Kühlwasser für die Kühltrommel 2 über die in ihrer Mantelfläche vorgesehenen Kühlbohrungen und ihre Achse bzw.
Welle ihrer Mantelfläche zugeführt. Das die Kühlbohrungen durchströmende Kühlwasser wird unter teilweiser Dampferzeugung
durch die Wärme der auf noch zu beschreibende Weise auf die Mantelfläche der Kühltrommel 2 aufgebrachten Schmelzschlacke
7 erwärmt und über die Achse bzw. Welle der Kühltrommel 2 und die Rohrleitung 3 zur Dampftrommel 4 geleitet.
Der der Dampftrommel 4 zugeführte, unter Druck stehende ("gespannte") Dampf wird in ersterer in Dampf und Heißwasser
aufgetrennt, wobei letzteres wiederum als Kühlwasser durch die Pumpe 5 über die Rohrleitung 6 zu den Kühlbohrungen in der Mantelfläche der Kühltrommel 2 geleitet wird.
Das Kühlwasser wird somit durch die Kühltrommel 2 und die Dampftrommel 4 umgewälzt. Der in der Dampftrommel 4 abgetrennte
Dampf wird andererseits für den Antrieb z.B. einer nicht dargestellten Turbine benutzt.
An beiden Enden der beiden Kühltrommeln 2 sind an deren oberen
Hälften zwei mit ihnen in Berührung stehende Wehre bzw. Stauplatten 8 vorgesehen, von denen in Fig. 1 nur eine
Stauplatte 8 dargestellt ist. Die oberen Enden dieser Stauplatten 8 sind durch eine Abdeckung 81 miteinander verbunden,
die eine zentrale öffnung 8'a aufweist. Die beiden Stauplatten 8 und die Abdeckung 8' sind im Gehäuse 1 auf
nicht näher gezeigte Weise gehaltert. Durch die Zylinder (bodies) der beiden Kühltrommeln 2 und die beiden Stauplatten
wird ein Schlacken-Sumpf 9 gebildet. Die geschmolzene Schlacke bzw. Schmelzschlacke 7 wird dabei über eine Schlacken-Rinne
über die öffnung 1a im Gehäuse 1 und die öffnung 8'a der
Abdeckung 81 in den Schlacken-Sumpf 9 eingeleitet, so daß
sich in diesem eine Schlackenlache bildet. Bei der Drehung der Kühltronuneln 2 wird die Schmelzschlacke aus dem
Schlackensumpf 9 auf den Kühltrommel-Mantelflächen abgelagert und dabei schnell abgekühlt und praktisch vollständig
zum Erstarren gebracht. Das den Kühlbohrungen in den Mantelflächen der Kühltrommel bzw. den Kühltrommeln 2 zugeführte
Kühlwasser wird durch die von den Mantelflächen mitgenommene Schmelzschlacke erwärmt und in Heißwasser mit unter
Druck stehendem Dampf umgewandelt. Wenn die erstarrte Schlacke 7' bei der Drehung der Kühltrommeln 2 deren untere Hälften
erreicht, wird sie unter Zerkleinerung von ihren Mantelflächen
mittels eines Abstreifers (scraper) 11, der auf nicht dargestellte Weise (im Gehäuse 1) gehaltert ist, abgestreift
und in den Unterteil des Gehäuses 1 abgeworfen. In der Austragöffnung 1a im Unterteil des Gehäuses 1 ist eine geeignete,
nicht dargestellte Absperreinrichtung angeordnet. Die Mantelflächen der Kühltrommeln 2, von denen die erstarrte
Schlacke 71 abgestreift worden ist, kommen bei der Kühltrommeldrehung
wieder mit der Schmelzschlacke 7 im Schlacken-Sumpf 9 in Berührung, so daß die Herstellung oder Gewinnung
der schnellgekühlten, erstarrten (verglasten) Schlacke kontinuierlich erfolgt.
Figur 2 veranschaulicht schematisch im Schnitt eine andere Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.
Gemäß Fig. 2 ist in einem Gehäuse 1 eine Kühltrommel 2 mit waagerecht liegender Achse angeordnet. Die Kühltrommel 2
wird durch einen nicht dargestellten Antrieb in Richtung des Pfeils a gemäß Fig. 2 angetrieben. In bzw. unter der
Mantelfläche der Kühltrommel 2 sind zahlreiche in Axialrichtung verlaufende, durchgehende Kühlbohrungen (nicht
dargestellt) vorgesehen, die auf nicht näher gezeigte Weise am einen Ende mit einem hohlen Abschnitt bzw. Hohlraum am
einen Ende der Kühltrommel-Mittelachse (Welle) und am
anderen Ende mit einem entsprechenden Hohlraum am anderen Ende dieser Mittelachse in Verbindung stehen. Der eine Hohlraum ist dabei über ein nicht dargestelltes Drehgelenk flüssigkeitsdicht
mit dem einen Ende einer Rohrleitung 3 verbunden, die am anderen Ende an den Einlaß einer Dampftrommel
4 angeschlossen ist. Das eine Ende einer·anderen Rohrleitung
6 mit in diese eingeschalteter Pumpe 5 ist an den Heißwasserauslaß
der Dampftrommel 4 angeschlossen, die gemäß Fig. 2 mit einem Luftzufuhrventil 4a und einem Wasserzufuhrventil 4b
versehen ist. Das andere Ende der Rohrleitung 6 ist auf nicht dargestellte Weise über ein weiteres Drehgelenk flüssigkeitsdicht
mit dem Hohlraum am anderen Ende der Mittelachse der Kühltrommel 2 verbunden. Mittels der Pumpe 5 wird hierbei
über die Rohrleitung 6 Kühlwasser für die Kühltrommel 2 durch deren (hohle) Achse zu den durchgehenden Kühlbohrungen
in der Kühltrommel-Mantelfläche geleitet. Das Kühlwasser
wird dabei unter der Wärme der auf noch zu beschreibende Weise auf die Kühltrommel-Mantelfläche aufgebrachten Schmelzschlacke.
7 unter teilweiser Dampfbildung erwärmt und über die (hohle) Kühltrommelachse (Welle) und die Rohrleitung 3 der
Dampftrommel 4 zugeführt. Mittfels der Pumpe 5 wird das Kühlwasser durch die Kühltrommel 2 und die Dampftrommel 4 umgewälzt.
Gemäß Fig. 2 ist im wesentlichen in der oberen Hälfte der
Kühltrommel 2 ein Schlacken-Sumpf 9 durch einen der Kühltrommel 2 benachbarten Schlacken-Behälter 12 und den sich
aufwärts bewegenden Bereich der Kühltrommel-Mantelfläche festgelegt. Der Behälter 12 umfaßt eine lotrechte Platte 12a,
eine Bodenplatte 12b sowie zwei (Seiten-)Platten 12c. Die
Platte 12a verläuft parallel zur Mittelachse der Kühltrommel 2 über eine praktisch letzterer entsprechende Länge. Die
Bodenplatte 12b verläuft ebenfalls parallel zur Achsrichtung der Kühltrommel 2. Die eine Längskante der Platte 12b ist
O IZZÖU/
mit dem unteren Ende (untere Längskante) der Platte 12a verbunden, während ihre andere Längskante an der Mantelfläche
der Kühltrommel 2 anliegt. Die waagerecht liegende Platte 12 besitzt im wesentlichen dieselbe Länge wie die
Kühltrommel 2. Die beiden Platten 12c sind an den beiden Längsenden der Platten 12a und 12b befestigt, wobei sie an
den beiden Enden der Kühltrommel 2 anliegen. An den Oberseiten der Platte 12a und der beiden (Seiten-)Platten 12c
ist eine Abdeckung 12' mit einer öffnung 12'a befestigt.
Schlacken-Behälter 12 und Abdeckung 12' sind auf nicht dargestellte
Weise am Gehäuse 1 befestigt. Die über eine Schlakken-Rinne 10 zugeführte Schmelzschlacke 7 wird unter Bildung
einer Schlackenlache (slag pool) über die öffnung 1a des Gehäuses 1 und die öffnung 12'a der Abdeckung 12" in den
Sumpf 9 eingefüllt, um bei der Drehung der Kühltrommel 2 von deren Mantelfläche mitgenommen und schnell abgekühlt
und zum Erstarren gebracht zu werden. Das die Kühlbohrungen in der Mantelfläche der Kühltrommel 2 durchströmende Kühlwasser
wird durch die auf diese Mantelfläche aufgebrachte Schmelzschlacke 7 unter Bildung von Heißwasser mit einem
Anteil an unter Druck stehendem ("gespanntem") Dampf erwärmt. Wenn-die schnell abgekühlte, erstarrte Schlacke 7
bei der Drehung der Kühltrommel 2 deren untere Hälfte erreicht, wird sie unter Zerkleinerung durch einen am Gehäuse
1 gehalterten Abstreifer 11 von der Kühltrommel-Mantelflache
abgestreift und in den Unterteil des Gehäuses 1 abgeworfen. In der Austragöffnung 1b im Unterteil des Gehäuses 1
ist eine geeignete Absperreinrichtung (nicht dargestellt) angeordnet. Nach dem Abstreifen der erstarrten Schlacke 7'
kommt die Kühltrommel 2 mit ihrer Mantelfläche bei der Drehung wieder mit der Schmelzschlacke 7 im Sumpf 9 in Berührung,
so daß die Herstellung oder Gewinnung der schnellgekühlten, erstarrten Schlacke kontinuierlich erfolgt.
Mit,den vorstehend beschriebenen (bisherigen) Vorrichtungen
mit zwei Kühltrommeln 2 bzw. einer Kühltrommel 2 kann somit schnellgekühlte, erstarrte (verglaste) Schlacke kontinuierlich
hergestellt werden. Diese beiden Vorrichtungen sind dabei jedoch mit folgenden Mangeln behaftet: Insbesondere
erweist es sich dabei als schwierig, die Schmelzschlacke
7 gleichmäßig auf die Kühltrommel-Mantelflache aufzubringen
und die mittels schneller Abkühlung zum Erstarren gebrachte Schlacke 7V sicher von dieser Mantelfläche abzustreifen.
Beispielsweise hat eine mangelhafte Haftung der Schmelzschlacke 7 an der Kühltrommel 2 einen verringerten Kühlwirkungsgrad
der Schmelzschlacke 7 auf der Kühltrommel-Mantelfläche zur Folge. Hieraus ergibt sich z.B. ein herabgesetzter
Verglasungsgrad (ratio of vitrification) der durch schnelle Abkühlung einer geschmolzenen Hochofenschlacke auf der
Kühltrommel 2 erhaltenen erstarrten Schlacke. Wenn die Schmelzschlacke
7 auf der Kühltrommel 2 schlecht haftet, wird die Schmelzschlacke 7 bei der Trommeldrehung nicht einwandfrei
auf der Kühltrommel-Mantelfläche abgelagert, so daß die Herstellung
der erstarrten Schlacke beeinträchtigt wird. Wenn andererseits die Schmelzschlacke 7 (zu) fest an dieser Mantelfläche
haftet, wird das Abstreifen der schnellgekühlten, erstarrten Schlacke von dieser Mantelfläche erschwert, so
daß sich starker Verschleiß an Kühltrommel-Mantelfläche und Abstreifer 11 ergibt. Insbesondere im Fall der Vorrichtung
mit zwei Kühltrommeln 2 haftet dabei erstarrte Schlacke noch im Berührungsbereich der beiden Kühltrommeln 2 fest an
diesen, was zu einem noch stärkeren Verschleiß an den Kühltrommel-Mantelflächen und am Abstreifer 11 führt.
Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer Vorrichtung zur Herstellung von schnellgekühlter, erstarrter
bzw. verglaster Schlacke, wobei diese Vorrichtung die stabile bzw. gleichmäßige und kontinuierliche Herstellung
einer solchen Schlacke gewährleisten und mindestens eine drehbare Kühltrommel aufweisen soll.
Bei dieser Vorrichtung soll die Schmelzschlacke einwandfrei
an der Kühltrommel-ManteIflache haften, und die erstarrte
Schlacke soll sich ohne weiteres von dieser Mantelfläche abstreifen lassen.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Herstellung einer schnellgekühlten, erstarrten Schlacke mit mindestens
einer drehbaren Kühltrommel, die eine waagerechte Mittelachse (Welle) besitzt und durch ein Kühlmedium kühlbar ist,
einer Antriebseinrichtung zum Drehen der Kühltrommel um ihre Mittelachse, einem an einem hochlaufenden Teil der
Mantelfläche der Kühltrommel angeordneten Schlacken-Sumpf zum Aufbringen einer geschmolzenen Schlacke bzw. Schmelzschlacke
auf diese Mantelfläche, wobei ein Teil des Sumpfes durch einen Teil der Kühltrommel-Mantelfläche gebildet
wird, einem mit der unteren Hälfte der Mantelfläche der Kühltrommel in Berührung stehenden Abstreifer sowie einer
über der Kühltrommel angeordneten Schlackenzufuhreinrichtung zum Einfüllen von Schmelzschlacke in den Sumpf, wobei
die in den Sumpf eingefüllte Schmelzschlacke auf der Mantelfläche
der Kühltrommel ablagerbar, bei der Drehung der Kühltrommel durch Wärmeaustausch mit dem Kühlmedium schnell zu
einer erstarrten bzw. verglasten Schlacke abkühlbar unddurch den Abstreifer von der Kühltrommel-Mantelfläche
abstreifbar ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Mantelfläche der Kühltrommel über die Gesamtoberfläche hinweg mit einer Vielzahl von Oberflächenunregelmäßigkeiten
versehen ist.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung
zur Herstellung von schnellgekühlter, erstarrter Schlacke.mit zwei Kühltrommeln,
Fig» 2 eine schematische Schnittansicht einer anderen Ausführungsform
einer Vorrichtung mit einer Kühltrommel ,
Fig. 3(a) bis 3(c) in vergrößertem Maßstab gehaltene perspektivische
Darstellungen verschiedener Ausführungsformen eines Teils der Mantelfläche einer Kühltrommel
als Bauteil einer Vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,
Fig. 4(a) bis 4{c) in vergrößertem Maßstab gehaltene perspektivische
Darstellungen eines Teils der Mantelfläche einer Kühltrommel gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung und
Fig. 5(a) bis 5Cc). den Fig. -4(.a) bis 4(c) ähnelnde Darstellungen noch itfeiterer Ausführungsformen der Erfindung»
Mit dem Ziel der Lösung der eingangs geschilderten Probleme
bei den mindestens eine Kühltrommel aufweisenden Vorrichtungen zur Herstellung von schnellgekühlter,, erstarrter
Schlacke wurden erfindungsgemäß ausgedehnte Untersuchungen angestellt. Insbesondere wurden zunächst die Abhängigkeiten
der Haftung einer Schmelzschlacke auf der Mantelfläche einer Kühltrommel sowie der Abstreiffähigkeit der erstarrten Schlacke
von dieser Mantelfläche von chemischer Zusammensetzung und Temperatur der Schmelzschlacke, Material, Oberflächentemperatur
und Oberflächeneigenschaften der Kühltrommel sowie Berührungsseit zwischen Schmelzschlacke und Kühltrommel-Mantelfläche
untersucht= Als Ergebnis dieser Untersuchungen stellte sich heraus, daß eine allen Anforderungen genügende Vorrichtung
dieser Art dadurch realisiert werden kann, daß über die gesam-
Ϊ L· Δ.Ό KJ I
te Kühltrommel-Mantelfläche hinweg zahlreiche Oberflächenunregelmäßigkeiten
(jogs) vorgesehen werden.
Die Erfindung wurde nun auf der Grundlage dieser Untersuchungsergebnisse
entwickelt.
Die Ümfangsfläche der erfindungsgemäßen Kühltrommel kennzeichnet
sich durch folgende Merkmale:
1. Sie besitzt über ihre Gesamtfläche hinweg eine Oberflächenrauhigkeit
mit einer "maximalen Höhe" im Bereich von 12 bis 500 iim.
Die genannte "maximale Höhe" (der Oberflächenrauhigkeit)
wird nach der Japanischen Industrienorm JIS B 0601 (Fassung 1976) ermittelt und wie folgt berechnet: Zugrundelegung
eines Abschnitts entsprechend der Bezugslänge von der das Profil einer zu messenden Fläche darstellenden
Schnittkurve; Festlegung einer Mittelwert- oder Durchschnittslinie auf dieser Kurve in diesem zugrundegelegten Abschnitt
(Durchschnittslinie: eine gerade Linie oder Kurve mit der Sollform (denominated shape) der zu messenden Fläche, die
so festgelegt ist, daß das Gesamt-Quadrat der Abweichung der genannten Durchschnittslinie von der Schnittkurve (Profil)
möglichst klein ist); Auswahl unter den parallel zur Durchschnittslinie verlaufenden Geraden der durch den Scheitelpunkt
dieser Kurve innerhalb des genannten Abschnitts verlaufenden Geraden sowie der innerhalb dieses Abschnitts
durch den tiefsten Punkt der Kurve verlaufenden Geraden; Messung des Abstands zwischen diesen beiden Geraden in
Richtung der Längsverlängerung (longitudinal magnification) dieser Kurve; und Ausdrücken des Meßergebnisses in umEinheiten.
Die durch diese "maximale Höhe" ausgedrückte Oberflächenrauhigkeit
ist aus den folgenden Gründen auf den Bereich von 12 - 500 μΐη begrenzt: Es ist schwierig, die Mantelfläche
einer Kühltrommel so zu behandeln, daß die Oberflächenrauhigkeit,
ausgedrückt als die genannte "maximale Höhe", über die Gesamtoberfläche hinweg mehr als 500 μΐη
beträgt, denn in diesem Fall würde die Schmelzschlacke so fest an der Mantelfläche haften, daß die erstarrte
Schlacke schwierig abzustreifen wäre. Im Fall einer Kühltrommel mit einer Oberflächenrauhigkeit, ausgedrückt
als die genannte "maximale Höhe", von weniger als 12 μπι ist andererseits ihre Mantelfläche zu glatt, so daß die
Schmelzschlacke schlecht an der Mantelfläche haftet. Die genannte Oberflächenrauhigkeit sollte daher im Bereich
von 12 - 500 μπι liegen.
2. Die gesamte Mantelfläche der Kühltrommel ist zumindest mit einer Vielzahl von Nuten oder Rillen, einer Vielzahl
von VorSprüngen und/oder einer Vielzahl von Vertiefungen
versehen.
Beispiele für solche Nuten bzw. Rillen sind in den Fig. 3(a) bis 3(c) dargestellt, die Rillen 2a mit rechteckigem
Querschnitt, Rillen 2b mit dreieckigem Querschnitt bzw. Rillen 2c mit trapezförmigem Querschnitt zeigen.
Beispiele für'Vorsprünge sind in den Fig. 4(a) bis 4(c)
veranschaulicht, welche Vorsprünge 2d in Form von rechteckigen Säulen, Vorsprünge 2e in Form rechtwinkeliger
Pyramiden bzw. VorSprünge 2f in Form von zylindrischen
Säulen zeigen.
Beispiele? ftii Vertiefungen finden sich in den Fig. 5(a)
bis 5(c), welche zylindrische Vertiefungen 2g, konische Vertiefungen 2h bzw. zylindrische'Vertiefungen 2i mit
konischem Boden zeigen.
3. Die gesamte Mantelfläche der Kühltrommel weist zumindest eine Vielzahl von Rillen, eine Vielzahl von Vorsprüngen
und/oder eine Vielzahl von Vertiefungen auf, und die Oberflächenbereiche der Mantelfläche, abgesehen von den
Rillen, Vorsprüngen und/oder Vertiefungen, besitzen eine Oberflächenrauhigkeit, ausgedrückt als "maximale
Höhe", im Bereich von 12 - 500 um.
Bei einer Vorrichtung zur Herstellung von schnellgekühlter, erstarrter bzw. verglaster Schlacke der in Fig. 1 dargestellten
Art wurden mehrere Kühltrommelpaare 2 aus Kupfer bzw. aus Stahl mit einem Durchmesser von 400 mm vorgesehen. Die Mantelflächen
der beiden Kühltrommeln wurden jeweils so behandelt,
daß sie den unten angegebenen Bedingungen genügten; hierbei wurden zum einen Kühltrommeln gemäß der Erfindung
und zum anderen Vergleichskühltrommeln vorgesehen. Die Mantelflächen jedes Kühltrommelpaares besaßen jeweils den gleichen
Oberflächenzustand.
1. Erfindungsgemäße Kühltrommeln 1 - 5, 12 und 13 und Vergleichskühltrommeln 1 und 2: Gesamte Mantelfläche zur
Gewährleistung der Oberflächenrauhigkeit gemäß der folgenden Tabelle behandelt.
2. Erfindungsgemäße Kühltrommeln 6, 7, 11 und 14 - 16: Eine
Vielzahl von axial und umfangmäßig verlaufenden Rillen 2a der Querschnittsform gemäß Fig. 3(a) sowie mit einer
Breite von 1,0 mm und einer Tiefe von 0,5 mm sind mit einem Mittenabstand von 10 mm in der Mantelfläche ausgebildet;
die restlichen Mantelflächenbereiche, von den Rillen 2a
abgesehen, besitzen die Oberflächenrauhigkeit gemäß der folgenden Tabelle.
3. Kühltrommel 8 gemäß der Erfindung* Mit einer Vielzahl
von umfangsmäßig mit Mittenabständen von 10 mm verlaufenden
Rillen der Querschnittsform gemäß Fig. 3(b) (Breite; 1,0 mm?.Tiefes 0,5 ram), restliche Oberflächenbereiche der Mantelfläche, von den Rillen 2b abgesehen,
mit der in der Tabelle angegebenen Oberflächenrauhigkeit.
4. Kühltrommel 9 gemäß der Erfindung? Mehrere axial und
umfangsmäßig verlaufende Reihen von Vorsprüngen 2f der Form gemäß Fig. 4(c) (Durchmessers 1,0 mm; Höhe
1,0 mm; Mittenabstands 10 mm) auf der Mantelfläche;
restliche Mantelflächenbereiche, außer den Vorsprüngen
2f, mit der in der Tabelle angegebenen Oberflächenrauhigkeit
ausgebildet.
5. Kühltrommel 10 gemäß der Erfindung? Mehrere axial und
umfangsmäßig verlaufende Reihen von Vertiefungen 2i der Form gemäß Fig. 5(c) (Durchmesser and Tiefe des: zylindrischen
Teils: 2,0 mm bzitf. 1,0 mm? Mittenabstand; 5 mm)
auf der Mantelfläche; restliche Mantelflächenbereiche,
außer den Vertiefungen 2i, mit der in der Tabelle angegebenen Oberflächenrauhigkeit.
Als Kühltrommelpaar 2 bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1
wurden die erfindungsgemäßen Kühltrommeln 2 bis 16 sowie
die Vergleichskühltrommeln 1 und 2 verwendet und mit den in der Tabelle angegebenen Drehzahlen in Drehung versetzt.
Bei sich drehenden Kühltrommeln 2 .-wurde geschmolzene Hochofenschlacke
mit einer Temperatur von 1350 - 15000C
in den Schlacken-Sumpf 9 eingefüllt. Die Haftungseigenschaften
der geschmolzenen Hochofenschlacke sowie die Abstreifeigenschaften
der erhaltenen schnellgekühlten, erstarrten Schlacke an bzw. von den Kühltrommel-Mantelflachen wurden
untersucht; die Ergebnisse finden sich in der folgenden Tabelle. In der Spalte "Haftungseigenschaften" bedeuten die
Symbole;
J I Ζ Z ö U /
χ = nicht haftend ο = haftend (q) = ausgezeichnet haftend.
In der Spalte "Abstreifeigenschaften" bedeuten die Symbole:
ο = Schlacke wird durch den Abstreifer 11 gleichmäßig
abgestreift
(o) - Schlacke fällt unter ihrem Eigengewicht spontan vom
unteren Teil der Kühltrommeln 2 herab.
Vergleichsbrommel
Erfindungsgemäße
Kühltroiranel
Kühltroiranel
Vergleichstrommel
Erfind.-gemäße
Kühltrommel
Kühltrommel
Nr,
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11
12
13 14 15 16
Oberflachenrauhigkeit (μΐη)
8 -
| 12 - | 16 |
| 18 - | 24 |
| 42 - | 56 |
| 125 - | 168 |
| 415 - | 500 |
| 8 - | 10 |
| 42 - | 56 |
| 42 - | 56 |
| 42 - | 56 |
| 42 - | 56 |
| 415 - | 500 |
8-10
| 290 - | 392 |
| 415 - | 500 |
| 8 - | 10 |
| 42 - | 56 |
| 125 - | 168 |
Haftungseigenschaften
ο & (S) ο & (§) ο & ©
ο & (S) ο
ο
ο
ο
ο
Abstreifeigen- schaften
Drehzahl (U/min)
ο & (S) ο
© ο
ο & (o)
ο (o)
15 15 10 10 5
15 5 5 5 5 1o
10 5 5
5 15
Trommel-
werk-
stoff
Kupfer
Stahl
',,,.' CO KJ
Bei einer Vorrichtung zur Herstellung einer schnellgekühlten, erstarrten Schlacke unter Verwendung einer der Kühltronuneln
1-16 gemäß der Erfindung sind somit, wie aus der obigen
Tabelle hervorgeht, sowohl die Haftung der geschmolzenen Hochofenschlacke als auch die Abstreiffähigkeit der
schnellgekühlten, erstarrten Schlacke an der bzw. von der Kühltrommel-Mantelflache ausgezeichnet. Es erwies sich dabei
als möglich, gleichmäßig (stably) eine schnellgekühlte, erstarrte Schlacke mit hohem Verglasungsgrad herzustellen.
Ähnliche Versuche wurden mit Kühltrommeln eines Durchmessers von 2000 mm durchgeführt, welche den erfindungsgemäßen Anforderungen
genügten; hierbei wurden im wesentlichen dieselben Ergebnisse erzielt wie beim vorstehend beschriebenen Beispiel.
Mit der beim vorstehenden Beispiel verwendeten Vorrichtung konnte eine schnellgekühlte, erstarrte Schlacke aus
geschmolzener Konverterschlacke gleichmäßig hergestellt werden.
Mit der Erfindung wird somit eine Vorrichtung zur Herstellung
einer schnellgekühlten, erstarrten Schlacke geschaffen, die mindestens eine drehbare Kühltrommel mit ausgezeichneter
Haftung für geschmolzene Schlacke auf ihrer Mantelfläche sowie
ausgezeichneter Abstrexffähigkeit der gewonnenen erstarrten Schlacke von dieser Mantelfäche aufweist und welche
die gleichmäßige bzw. störungsfreie Herstellung einer solchen, mittels schneller Abkühlung zum Erstarren gebrachten
Schlacke gewährleistet und damit einen großen industriellen Nutzeffekt bietet.
Leers ©it©
Claims (4)
1.! Vorrichtung zur Herstellung einer schnellgekühlten,
erstarrten Schlacke mit mindestens einer drehbaren Kühltrommel (2) , die eine waagerechte Mittelachse
(Welle) besitzt und durch ein Kühlmedium kühlbar ist, einer Antriebseinrichtung zum Drehen der Kühltrommel
(2) um ihre Mittelachse, einem an einem hochlaufenden
Teil der Mantelfläche der Kühltrommel (2) angeordneten Schlacken-Sumpf (9) zum Aufbringen einer geschmolzenen
Schlacke bzw. Schmelzschlacke (7) auf diese Mantelfläche, wobei ein Teil des Sumpfes (9) durch einen
Teil der Kühltrommel-Mantelfläche gebildet wird, einem mit der unteren Hälfte der Mantelfläche der Kühltrommel
(2) in Berührung stehenden Abstreifer (11), sowie einer über der Kühltrommel (2) angeordneten Schlacken-
ο \
zuführeinrichtung (10) zum Einfüllen von Schmelzschlacke
(7) in den Sumpf (9), wobei die in den Sumpf (9) eingefüllte Schmelzschlacke (7) auf der Mantelfläche
der Kühltrommel (2) ablagerbar, bei der Drehung der Kühltrommel (2) durch Wärmeaustausch mit dem Kühlmedium
schnell zu einer erstarrten bzw. verglasten Schlacke (71) abkühlbar und durch den Abstreifer (11)
von der Kühltrommel-Mantelflache abstreifbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der Kühltrommel (2) über die Gesamtoberfläche hinweg mit
einer Vielzahl von Oberflächenunregelmäßigkeiten (jogs) (2a, 2b, 2c; 2d, 2e, 2f; 2g, 2h, 2i) versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der Kühltrommel mindestens eine
Vielzahl von Nuten bzw. Rillen (2a - 2c), eine Vielzahl von Vorsprüngen (2d - 2f) und/oder eine Vielzahl von
Vertiefungen (2g - 2i) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche der Kühltrommel (2) eine Oberflächenrauhigkeit,
ausgedrückt als maximale Höhe,
im Bereich von 12 - 500 um aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühltrommel-Mantelfläche mindestens eine Vielzahl
von Nuten bzw. Rillen, VorSprüngen und/oder Vertiefungen
aufweist und daß die restlichen Bereiche dieser Mantelfläche, von den Nuten bzw. Rillen, Vorsprüngen
und/oder Vertiefungen abgesehen, eine Oberflächenrauhigkeit, ausgedrückt als maximale Höhe, im Bereich von
12 bis 500 um aufweist.
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| JP7786480A JPS574222A (en) | 1980-06-11 | 1980-06-11 | Rotary drum for molten slag processing |
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| DE3122807C2 DE3122807C2 (de) | 1985-04-18 |
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