DE3202596A1 - Vorrichtung zur herstellung einer schnell gekuehlten, erstarrten schlacke - Google Patents
Vorrichtung zur herstellung einer schnell gekuehlten, erstarrten schlackeInfo
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before the European Patent Office
Möhlstraße 37 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha, D-8000 München 80
Tokyo, Japan Tel.: 089/982085-87
Telex: 0529802 hnkl d Telegramme: ellipsoid
AP-121
27. Jan, 1982
Vorrichtung zur Herstellung einer schnell gekühlten, erstarrten Schlacke
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung oder Gewinnung einer schnell gekühlten, erstarrten Schlakke
mit sehr hoher Produktionsleistung.
Bei geschmolzener Schlacke bzw. Schmelzschlacke handelt es sich z.B. um eine solche von einem Hochofen, einem Konverter
oder einem Elektroofen. Es ist bekannt, daß eine schnell gekühlte, erstarrte Schlacke durch schnelle Kühlung einer
Schmelzschlacke mit hohem Kühlungsgrad erhalten werden kann.
Die auf diese Weise gewonnene erstarrte Schlacke mit hohem Verglasungsgrad eignet sich beispielsweise als Zementzuschlag
(Streckmittel).
Fig. 1 zeigt in schematischer Schnittansicht eine Vorrichtung zur Herstellung einer durch schnelle Kühlung erstarrten
bzw. verglasten Schlacke; diese Vorrichtung ähnelt mit geringen Unterschieden der Vorrichtung nach der US-PS 4
884. Gem. Fig. 1 weist diese Vorrichtung ein geschlossenes
Gehäuse 1 auf, das an seiner Oberseite eine öffnung 1a
für das Einfüllen einer Schmelzschlacke und an seinem unteren Ende eine Austragöffnung 1b für die zerkleinerte,
durch schnelle Kühlung erstarrte Schlacke aufweist. Im Gehäuse 1 sind zwei Kühltrommeln 2 jeweils gleichen Durchmessers
und gleicher Länge so angeordnet, daß ihre Achsen parallel zueinander in derselben waagerechten Ebene liegen.
Die beiden Kühltrommeln 2 werden auf nicht gezeigte Weise, wie durch die Pfeile a und a1 in Fig. 1 angedeutet
mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit derart gegenläufig
angetrieben, daß sich ihre Mantelflächen im Berührungsbereich aufwärts bewegen. In den Umfangswänden der beiden
Kühltrommeln 2 sind in deren Axialrichtung verlaufende, nicht dargestellte Kühlbohrungen vorgesehen, die jeweils
am einen Ende mit einem nicht dargestellten hohlen Abschnitt am einen Ende der zentralen Achse jeder Kühltrommel
2 und am anderen Ende mit einem entsprechenden hohlen Abschnitt (nicht dargestellt) am anderen Ende der Achse
jeder Kühltrommel 2 kommunizieren. Der hohle Abschnitt
am einen Ende der Achse der bzw. jeder Kühltrommel 2 steht über einen nicht dargestellten Drehanschluß in
flüssigkeitsdichter Verbindung mit dem einen Ende einer Rohr-Leitung 3. Das eine Ende einer anderen, mit einer
eingeschalteten Pumpe 6 versehenen Rohr-Leitung 6 ist an den Auslaß eines Wärmeaufnähmeteils (heat absorbing
section) eines Wärmetauschers 4 angeschlossen, während das andere Ende dieser Leitung 6 über einen anderen,
nicht dargestellten Drehanschluß flüssigkeitsdicht mit dem hohlen Abschnitt am anderen Ende der zentralen Achse
der bzw. jeder Kühltrommel 2 verbunden ist. Gemäß Fig. ist ein Wärmetauscher 4 mit der einen Kühltrommel 2 verbunden;
ähnlich ist jedoch ein anderer Wärmetauscher (nicht dargestellt) auf dieselbe Weise auch an
die andere Kühltrommel 2 angeschlossen. Mittels der Pumpe 5 wird ein Kühlmittel für die bzw. jede Kühltrommel 2
über die Leitung 6 den verschiedenen durchgehenden Kühl-
-τ
ι bohrungen in der ümfangswand der Kühltrommel 2 zugeführt.
Dieses Kühlmittel wird auf noch zu beschreibende Weise durch die in der Schmelzschlacke, die auf die Mantelfläche
der Kühltrommel 2 aufgebracht wird, enthaltene Wärme erhitzt und unter teilweise Dampferzeugung über die Achsen
der Kühltrommeln 2 dem Wärmeaufnahmeteil des Wärme-' tauschers 4 zugeführt. Das Kühlmittel wird im Wärmetauscher
4 durch Wärmeaustausch mit dem seinem Radiatorbzw. Kühlerteil zugeführten Wasser gekühlt, um sodann
wiederum mittels der Pumpe 5 über die Leitung 6 den Kühlbohrungen der betreffenden Kühltrommel 2 zugeführt
zu werden. Das Kühlmittel wird somit durch die Kühltrommel 2 und den Wärmetauscher 4 umgewälzt. Der im Kühlerteil
des Wärmetauschers 4 beim Wärmeaustausch mit dem durchströmenden Kühlmittel gewonnene Dampf wird einer
Turbine 7 für den Antrieb derselben zugeführt, sodann zu einem Kondensator 8 geleitet und zu Wasser kondensiert
und dann erneut in den Kühlerteil des Wärmetauschers 4 eingeleitet. Die Vorrichtung nach Fig. 1 umfaßt weiterhin
einen durch die Turbine 7 angetriebenen Stromgenerator 9, einen Kühlturm 10 für das Kühlwasser des Kondensators 8
und eine Pumpe 11 zum Umwälzen dieses Kühlwassers durch den Kühlturm 10 und den Kondensator 8.
Gemäß Fig. 1 sind in den oberen Hälften an beiden Enden beider Kühltrommeln 2 zwei mit diesen Enden in Berührung
stehende Wehre bzw. Stauplatten 12 angeordnet, von denen in Fig. 1 nur eine(s) dargestellt ist und deren obere
Enden durch eine Abdeckung 12* miteinander verbunden sind, die im Mittelbereich mit einer öffnung 12'a versehen ist.
Die beiden Stauplatten 12 und die einzige Abdeckung 12'
sind auf passende, nicht gezeigte Welse am Gehäuse 1 gehaltert. Im Zusammenwirken mit den beiden Stauplatten 12
bilden die oberen Hälften der Mantelflächen beider Kühltrommeln
2 einen Schlacken-Sumpf 13. über den beiden Kühltrommeln 2 ist eine Schlacken-Rinne 14 für das Ein-
ζ υ ζ D y b
leiten von Schmelzschlacke 15 in den Schlacken-Sumpf 13
angeordnet. Die Schmelzschlacke 15 wird mittels der Rinne
14 über die Öffnung 1a im Gehäuse 1 und die Öffnung 12'a
der Abdeckung 12' in den Sumpf 13 eingefüllt, in welchem sich eine Schlackenlache bildet. Aus dem Sumpf 13 wird
die Schmelzschlacke 15 bei der Drehung der beiden Kühltrommeln 2 von deren Mantelflächen mitgenommen und dabei
durch Wärmeaustausch mit dem die genannten Kühlbohrungen durchströmenden Kühlmittel während der Kühltrommeldrehung
in eine schnell gekühlte, erstarrte Schlacke umgewandelt.
Das die Kühlbohrungen durchströmende Kühlmittel wird dabei durch die auf die Mantelflächen beider Kühltrommeln
2 aufgebrachte Schmelzschlacke 15 erwärmt. Wenn die durch
die schnelle Kühlung erstarrte Schlacke 15' bei der Drehung der beiden Kühltrommeln 2 deren untere Hälften erreicht,
wird die Schlacke 15' unter Zerkleinerung bzw. unter Aufbrechung mittels eines auf passende, nicht gezeigte
Weise am Gehäuse 1 gehalterten Abstreifers 16 von den Kühltrommel-Mantelflächen abgestreift und in den Un-
abgeworfen.,In. der Austragöffnung.1b im. Unterteil des Gehäuses
tertexl des GeTiauses 1Y ist eine geeignete, nicht dargestellte
Verschluß- oder Absperreinrichtung angeordnet. Die durch den Abstreifer 16 von der erstarrten Schlacke
15' befreiten Mantelflächen der beiden Kühltrommeln 2
gelangen bei deren Drehung wieder mit der im Sumpf 13
enthaltenen Schmelzschlacke 15 in Berührung, so daß die Herstellung der erstarrten Schlacke kontinuierlich erfolgt.
Mit der beschriebenen Vorrichtung ist es möglich, kontinuierlich eine schnell gekühlte, erstarrte Schlacke, die
wasserfrei und ausgezeichnet zerkleinerbar bzw. quetschbar ist, zu gewinnen und zudem ohne weiteres die in der
Schmelzschlacke enthaltene Wärme vom Kühlmittel durch Wärmeaustausch zurückzugewinnen, weil die auf die Kühltrommel-Mantelflächen
aufgebrachte Schmelzschlacke einen Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel für die beiden Kühl-
trommeln 2 eingeht. Diese bisherige Vorrichtung ist jedoch
mit den folgenden Problemen behaftet:
1. Mit Kühltrommeln, die einen großen Durchmesser besitzen
und mit vergleichsweise hoher Drehzahl angetrieben werden, kann ohne weiteres eine schnell abgekühlte,
verglaste Schlacke mit hoher Produktionsleistung gewonnen werden. Bei Verwendung von zwei mit
einer Drehzahl von 3,0 U/min angetriebenen, einen
Durchmesser von 2000 mm besitzenden Kühltrommeln 2
und geschmolzener Hochofenschlacke als Schmelzschlakke wird letztere beispielsweise in einer Dicke von
3,8 - 4,0 mm auf die Kühltrommel-Mantelflächen aufgebracht. Bei der Drehung der beiden Kühltrommeln 2
3,8 - 4,0 mm auf die Kühltrommel-Mantelflächen aufgebracht. Bei der Drehung der beiden Kühltrommeln 2
wird die Schmelzschlacke auf ihren Mantelflächen
schnell abgekühlt, zum Erstarren gebracht und unter Zerkleinerung durch den Abstreifer 16 abgestreift
und damit schnell in eine erstarrte Schlacke mit
einem Verglasungsverhältnis von etwa 80% umgewandelt.
und damit schnell in eine erstarrte Schlacke mit
einem Verglasungsverhältnis von etwa 80% umgewandelt.
Wenn die Kühltrommeln jedoch mit einer Drehzahl von mehr als 3,0 U/min betrieben werden, wird die Dicke
der Schlackenschicht auf den Kühltrommel-Mantelflachen
etwas größer- Hierbei wird die Schmelzschlacke auf den Mantelflächen nur teilweise verglast und vor
vollständiger Verglasung durch den Abstreifer 16 abgestreift und in den Unterteil des Gehäuses 1 abgeworfen.
Die noch nicht vollständig erstarrte, in den Gehäuse-Unterteil abgeworfene Hochofenschlacke wird
demzufolge in ihren verglasten Bereichen (vitreous
portions) durch ihre Eigenwärme erwärmt, so daß sie zu einer langsam abgekühlten Schlacke wird, die nur
einen geringen Verglasungsanteil besitzt.
2. Wenn die Schichtdicke der auf den Mantelflächen der
beiden Kühltrommeln 2 abgelagerten Schmelzschlacke groß ist, wird hierdurch der Wärmeaustauschwirkungs-
ζ υ ι ο a b
j grad zwischen der Schmelzschlacke auf den Mantelflächen
der Kühltrommeln 2 und dem letztere durchströmenden Kühlmittel wegen der größeren Dicke der wärmeleitenden
Schicht der abgelagerten Schlacke verschlechtert.
3. Die Stauplatten 12 sind vorrichtungsfest am Gehäuse gehaltert. Bei längerer, kontinuierlicher Zufuhr der
Schmelzschlacke 15 zum Schlacken-Sumpf 13 kann sich
■j^q daher aus letzterem die Schmelzschlacke an den Innenflächen
der Stauplatten 12 absetzen. Durch die erstarrte Schlackenschicht an den Innenflächen der
Stauplatten 12 wird dabei die Ablagerung der Schmelzschlacke 15 aus dem Sumpf 13 auf den Kühltrommel-Mantelflächen
verhindert und daher die gleichmäßige Drehung der Kühltrommeln 2 beeinträchtigt.
4. Die Stauplatten 12 werden durch die Schmelzschlacke 15 im Sumpf 13 erwärmt. Die Stauplatten 12 stehen
jedoch einfach in Berührung mit den beiden Enden (Stirnseiten) der Kühltrommeln 2, um ein Herausfließen
der Schmelzschlacke 15 aus dem Sumpf 13 zu verhindern. Die von der Schmelzschlacke 15 im Sumpf
13 auf die Stauplatten 12 übertragene Wärme kann daher nicht zurückgewonnen werden.
Der Erfindung liegt damit insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Herstellung von
schnell abgekühlter, verglaster Schlacke zu schaffen, welche die Gewinnung der erstarrten Schlacke mit sehr
hoher Produktionsleistung gestattet, die Rückgewinnung der in der Schmelzschlacke enthaltenen Wärme mit sehr
hoher Wirksamkeit oder Wirtschaftlichkeit erlaubt und die kontinuierliche Herstellung der erstarrten Schlacke
über einen langen Zeitraum ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Herstellung einer schnell abgekühlten, erstarrten Schlacke, mit zwei
jeweils gleichen Durchmesser und gleiche Länge besitzenden Kühltrommeln, deren Längsachsen parallel zueinander
in derselben waagerechten Ebene liegen und deren Mantelflächen in Berührung miteinander stehen, einem Antrieb
zum gegenläufigen Drehen der beiden Kühltrommeln mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit, derart, daß sich ihre Mantelflächen
im Berührungsbereich aufwärts bewegen, zwei an beiden Enden der Kühltrommeln vorgesehenen Stauplatten,
die im Zusammenwirken mit der oberen Hälfte der Mantelfläche jeder Kühltrommel einen Schlacken-Sumpf festlegen,
einer über den Kühltrommeln angeordneten Schlacken-Zufuhreinrichtung zum Einfüllen von Schmelzschlacke in den
Sumpf, einem mit der unteren Hälfte der Mantelfläche jeder Kühltrommel in Berührung stehenden Abstreifer und
einem Kühlmittel für die beiden Kühltrommeln, wobei das Kühlmittel über die zentrale Achse jeder Kühltrommel in
diese einführbar ist und mit der bei der Kühltrommeldrehung auf die Mantelflächen aus dem Sumpf aufgebrachten
Schmelzschlacke einen Wärmeaustausch eingeht und sodann zur Wärmerückgewinnung über die zentralen Achsen beider
Kühltrommeln abziehbar ist, wobei die auf die Kühltrommel-Mantelflächen aufgebrachte Schmelzschlacke durch den
wärmeaustausch mit dem Kühlmittel in eine schnell abgekühlte, erstarrte Schlacke umgewandelt und dann durch
den Abstreifer bei der Drehung der Kühltrommeln von diesen abgestreift wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Schichtdicke der auf die Mantelflächen der beiden Kühltrommeln aufgebrachten bzw. von diesen mitgenommenen
Schmelzschlacke mittels eines aus zwei Gasdüsen ausgeblasenen Gases verringerbar ist, daß die beiden Gasdüsen
jeweils nahe der Mantelfläche der betreffenden Kühltrommel in einer Position zwischen dem höchsten Punkt dieser
Mantelfläche und dem Schlacken-Sumpf angeordnet sind und jeweils einen waagerecht und parallel zur Kühltrommel-
JZUZDUb
Längsachse verlaufend angeordneten (Ausblas-)Schlitz mit
einer Länge praktisch entsprechend der Kühltrommellänge aufweisen, und daß die beiden Gasdüsen jeweils ein Gas
gleichmäßig auf die auf die Kühltrommel-Mantelflächen
c aufgebrachte Schmelzschlacke aufzublasen und dabei einen
Teil dieser Schmelzschlacke in den Schlacken-Sumpf zurückzublasen
vermögen, um dabei die Schichtdicke der Schmelzschlacke auf den Kühltrommel-Mantelflachen gleichmäßig
zu verringern.
Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer bisherigen Vorrichtung zur Herstellung einer
schnell (abgekühlten, erstarrten Schlacke,
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer schnell gekühl
ten, erstarrten Schlacke gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Zurückblasen der auf die Kühltrommel-Man
telflächen aufgebrachten Schmelzschlacke mittels erfindungsgemäß vorgesehener Gasdüsen,
Fig. 4 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Querschnitt durch eine Gasdüse,
Fig. 5 eine Längsschnittansicht einer mit zwei Stauplatten versehenen Kühltrommel gemäß der Erfindung,
35
35
Fig. 6 eine teilweise Abwicklung einer mit zwei Stauplatten versehenen Kühltrommel,
Fig. 7 eine perspektivische Teilansicht einer Kühltronunel
mit zwei Stauplatten,
Fig. 8 eine Längsschnittansicht der anderen der beiden Kühltrommeln gemäß der Erfindung,
Fig. 9 eine teilweise Abwicklung der anderen Kühltrommel,
■j^Q Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 9,
und
Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 9.
Mit dem Ziel der Lösung der eingangs geschilderten Pro tfLeme
bei der bisherigen Vorrichtung wurden erfindungsgemäß ausgedehnte Untersuchungen angestellt, als deren
Ergebnis folgendes gefunden wurde:
Es ist möglich, einen Teil der auf die Kühltrommel-Mantelflachen
aufgebrachte^ d.h. von diesen mitgenommenen Schmelzschlacke mittels eines gegen letztere ausgeblasenen
Gases zwangsweise in den Schlacken-Sumpf zurückzublasen.
Die Dicke der auf den Kühltrommel-Mantelflächen abgelagerten
Schmelzschlackenschicht wird dabei mittels der Gasausblasung verringert. Infolgedessen benötigt die Schmelzschlacke
auf den Kühltrommel-Mantelflächen eine kürzere Zeit für ihre Erstarrung. Durch dieses zwangsweise Zurückblasen
eines Teils der Schmelzschlacke von den Kühltrommel-Mantelflächen
in den Schlacken-Sumpf kann daher die für das vollständige Erstarren der Schmelzschlacke auf
diesen Mantelflächen benötigte Zeit beträchtlich verkürzt werden. Da demzufolge die Drehzahl der beiden Kühltrommeln
stark erhöht werden kann, wird die Produktionsleistung
ozuzoao
bei der Gewinnung der erstarrten Schlacke deutlich verbessert.
Nachdem Fig. 1 eingangs bereits erläutert worden ist, ist κ im folgenden die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung
einer schnell abgekühlten, erstarrten Schlacke zunächst anhand von Fig. 2 erläutert.
Gemäß Fig. 2 sind zwei Kühltrommeln 21 jeweils gleichen
IQ Durchmessers und "gleicher Länge in einem geschlossenen
Gehäuse 1 so angeordnet, daß ihre Achsen parallel zueinander in derselben waagerechten Ebene liegen und ihre
Umfangs- bzw. Mantelflächen in gegenseitiger Berührung stehen. Die beiden Kühltrommeln 2' werden, wie durch die
Pfeile a und a1 in Fig. 2 angedeutet, durch einen nicht
dargestellten Antrieb mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit
derart gegenläufig angetrieben, daß ihre Mantelflächen sich im Berührungsbereich aufwärts bewegen. An den
Enden der Mantelfläche der einen Kühltrommel 21 sind zwei
umlaufende Wehre bzw. Stauplatten 17 mit einem hohlen Abschnitt 17' so angeordnet, daß sie mit den Enden bzw.
Stirnflächen der anderen Kühltrommel 2' in Berührung
stehen. Die beiden Stauplatten 17 sind dabei in der Weise
an der Mantelfläche der einen Kühltrommel 2' angebracht
bzw. angeformt, daß um deren Gesamtumfang herum ein unter einem rechten Winkel zu ihrer Achse stehender kreisförmiger
Flansch festgelegt wird. In Fig. 2 ist nur eine der beiden Stauplatten 17 sichtbar.
Gemäß Fig. 2 bilden die beiden Stauplatten 17 zusammen
mit der oberen Hälfte der Mantelfläche jeder Kühltrommel 21 einen Schlacken-Sumpf 13. Die Schmelzschlacke 15 wird
über die Schlacken-Rinne 14 durch die öffnung 1a des Gehäuses 1 hindurch unter Bildung einer Schlackenlache in
den Sumpf 13 eingefüllt.
Gemäß Fig. 2 sind zwei Gasdüsen 18 vorgesehen, die jeweils einen Schlitz für das Ausblasen eines Gases aufweisen und
im wesentlichen dieselbe Länge besitzen wie die Kühltrom-··
me3n2'. Die beiden Gasdüsen 18 befinden sich jeweils nahe
der Mantelfläche der zugeordneten Kühltrommel 2' in einer
Stellung zwischen dem obersten Punkt der Mantelfläche jeder Kühltrommel 2* und dem Schlacken-Sumpf 13. Die Gasdüsen
18 sind auf nicht dargestellte Weise am Gehäuse 1 gehaltert und waagerecht parallel zur Achse der Kühltrom-
jQ mel 21 angeordnet. Durch den Schlitz der Gasdüsen 18
wird ein Gas gleichmäßig auf die Schmelzschlacke 15 ausgeblasen, die sich auf den Kühltrommel-Mantelflächen abgelagert
hat bzw. von diesen mitgenommen worden ist. Gemäß Fig. 3 wird dabei ein Teil der Schmelzschlacke 15
auf der jeweiligen Kühltrommel-Mantelfläche in den Sumpf 13 zurückgeblasen. Auf diese Weise wird die Schichtdicke
der Schmelzschlacke 15 auf der jeweiligen Mantelfläche gleichmäßig verkleinert. Gemäß Fig. 4 weist jede Gasdüse
18 einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz auf. Jede Gasdüse 18 ist dabei an der Unterseite des Umfangs eines
zugeordneten Düsenrohrs 19 angebracht, das im wesentlichen
dieselbe Länge besitzt wie die beiden Kühltrommeln 2'.
Das Düsenrohr 19 besitzt einen anrieh bekannten Aufbau
aus einem Innenrohr 19a und einem Außenrohr 19b. Das
Innenrohr 19a weist an seiner Oberseite eine Anzahl von in Axialrichtung angeordneten Gasausblasbohrungen 19'a
auf. Das Gas wird von einem geeigneten, nicht dargestellten Gasvorrat her dem Innenrohr 19a zugeführt, um dann
über die Gasausblasbohrungen 19'a in das Außenrohr 19b
auszuströmen. Vom Außenrohr 19b strömt das Gas in die
an seiner Unterseite angebrachte Gasdüse 18. Aus der Gasdüse 18 wird dabei das Gas durch den Schlitz gleichmäßig
auf die Schicht der Schmelzschlacke 15 auf der Mantelfläche der jeweiligen Kühltrommel 2' ausgeblasen. Gemäß
Fig. 3 wird vorzugsweise ein Abstand a in der Größenordnung von 5 - 50 mm zwischen dem Schlitz, d.h. dem Ausblas-
ende der Gasdüse 18, und der Mantelfläche der Kühltrommel
21 vorgesehen. Der Grund hierfür ist folgender: Bei einem
Abstand a von unter 5 mm ist die auf der Kühltrommel-Mantelfläche
abgelagerte Schmelzschlacke 15 bestrebt, sich am Ausblasende der Gasdüse 18 abzulagern und anzusammeln
bzw. anzustauen. Bei einem Abstand a von über 50 mm kann dagegen eine ausreichende Dickenverminderungswirkung auf
die auf der Mantelfläche abgelagerte Schmelzschlacke nicht
mehr erzielt werden, sofern nicht der Druck des in die Gasdüse 18 eingeleiteten Gases in unzweckmäßiger Weise
auf einen sehr hohen Wert erhöht wird.
Gemäß Fig. 5 weist die eine Kühltrommel 21 eine zentrale
Achse 20, einen Tragplatte 21 zur Befestigung der Achse 20 auf der Längsachse der Kühltrommel 2', zwei Lager für
die Achse 20 und ein an letzterer befestigtes Zahnrad 23 auf. Das Zahnrad 23 ist mit einem passenden, nicht dargestellten
Antrieb zum Drehen der Kuhltrommel 2' verbunden. Gemäß Fig. 5 weist diese eine bzw. erste Kühltrommel 2'
außerdem eine zylindrische Innenwand 2'a und eine dazu konzentrische zylindrische Außenwand 2'b auf, die zwischen
sich einen Zwischenraum 24 festlegen. Gemäß Fig. 6 ist der Hohlraum 17' jeder Stauplatte 17 durch mindestens
zwei unter einem rechten Winkel zur ümfangsrichtung dieses Hohlraums 17' angeordnete Trennplatten 28 in min-•
destens zwei voneinander unabhängige Kammern 29 unterteilt.
Der Zwischenraum 23^der einen bzw. ersten Kühltrommel 2'
3(3 ist gemäß Fig. 6 in mindestens zwei voneinander unabhängige
Zellen 26 unterteilt, die parallel zur Axiallinie der Kühltrommeln 2' verlaufen. Jede Zelle 26 steht mit
jeder bzw. der betreffenden Kammer 29 der beiden Stauplatten 17 in Verbindung. In jeder Zelle 26 ist jeweils mindestens
eine parallel zur Axiallinie der Kühltrommel 21
verlaufende Umlenkplatte 27 angeordnet.
Gemäß Flg. 5 ist jeweils eines von mindestens zwei Mundstücken
30 an der Außenseite jeder der beiden Stauplatten 17 in Verbindung mit jeder der zumindest zwei Kammern 29'
angeordnet. Mehrere Speiserohre 32 kommunizieren mit einem Innenraum 31 an der einen Seite der zentralen Achse 20,
während ihre anderen Enden an jeweils eines der Mundstücke (Stutzen) 30 an einerder beiden Stauplatten 17
angeschlossen sind. Mehrere Auslaßrohre 34 stehen am einen Ende mit dem Innenraum 33 der zentralen Achse 20an der'an-
!0 deren Seite in Verbindung, während ihre anderen Enden mit
den jeweiligen Mundstücken (Stutzen) 30 der anderen Stauplatte 17 verbunden sind. Das eine Ende der Achse 20
steht über einen nicht dargestellten Drehanschluß in flüssigkeitsdichter Verbindung mit einer Rohr-Leitung 6,
während das andere Ende der Achse 20 über einen anderen Drehanschluß (nicht dargestellt) flüssigkeitsdicht an eine
Rohr-Leitung 3 angeschlossen ist. Mittels einer Pumpe 5 ist somit ein Kühlmittel mäanderförmig durch die Leitung
6, den Innenraum 31 des einen Endes der zentralen Achse, das Speiserohr 32, das betreffende Mundstück (Stutzen)
30, die Kammer 29, die Stauplatte 17 auf der einen Seite der einen bzw. der ersten Kühltrommel 2' und längs der
mindestens einen Umlenkplatte 27 in der Zelle 26 der Kühltrommel 2' leitbar. Nach dem Durchströmen der Zelle
26 strömt das Kühlmittel durch die Kammer 29 der Stauplatte 17 an der anderen Seite der Kühltrommel 21, das
betreffende Mundstück 30, das Auslaßrohr 34, den Innenraum an der anderen Seite der Achse 20 und die Leitung 3
in den Wärmeaufnahmeteil des Wärmetauschers 4. Von letzterem
wird das Kühlmittel zur Rohr-Leitung 6 zurückgeführt. Das Kühlmittel wird damit durch die Kühltrommel 21
und den Wärmetauscher 4 umgewälzt, wobei die Kühltrommel
2' und die beiden Stauplatten 17 durch das Kühlmittel
gekühlt werden.
35
35
Gemäß Fig. 8 sind an den beiden Enden bzw. Stirnseiten
, der anderen bzw. zweiten Kühltronunel 2' und ihrer zentralen
Achse 20' zwei Tragplatten 21 mit flacher Außenseite zur Halterung der zentralen Achse 20' auf der Längsachse der
zweiten Kühltronunel 2' befestigt. Die Außenfläche
,- jeder Tragplatte 21 an den Stirnseiten der anderen bzw.
zweiten Kühltronunel 21 steht damit in Berührung mit der
Innenfläche der betreffenden Stauplatte 17 auf beiden Seiten der einen bzw. ersten Kühltronunel 2'.
Gemäß Fig. 8 befinden sich in der Umfangswand der zweiten
Kühltrommel 2' sechs ringförmig umlaufende Hohlräume 35. Gemäß Fig. 9 ist in jedem der sechs Hohlräume 35 ein
Abschluß 36 vorgesehen. Das eine Ende der zentralen Achse 20' der zweiten Kühltronunel 21 ist unter flüssigkeitsdichter
Verbindung mit einem nicht dargestellten Drehanschluß an eine Rohr-Leitung 61 angeschlossen, wobei jeweils
ein Ende von zwei Speiserohren 32' mit dem Innenraum 37 an der einen Seite der Achse 20 in Verbindung
steht. Das eine der anderen Enden der beiden Speiserohre 32' kommuniziert mit dem dritten ringförmigen Hohlraum
35 (III) in eine Position in der Nähe desAbscH-usses 36,
d.h. mit dem einen Ende dieses dritten Hohlraumes 35 (III), während sein anderes Ende an den zweiten umlaufenden
Hohlraum 35 (II) angeschlossen ist. (In den Fig. 10 und 11 ist die Lage des dritten Hohlraums 35 bei "III"
angegeben. Die sechs Hohlräume 35 sind in Axialrichtung der zweiten Kühltrommel 2' mit den Ziffern I - VI bezeichnet.)
Zwei Auslaßrohre 34' sind jeweils am einen Ende mit dem Innenraum 38 an der anderen Seite der zentralen
Achse 20' verbunden. Das eine der beiden Auslaßrohre 34' kommuniziert am anderen Ende mit dem einen
Ende des fünften umlaufenden Hohlraumes 35 (V), während das andere Auslaßrohr an seinem anderen Ende mit dem
vierten Hohlraum 35 (IV) in Verbindung steht. Die andere Seite der zentralen Achse 20' ist unter Herstellung einer
flüssigkeitsdichten Verbindung über einen anderen Drehan-
Schluß (nicht dargestellt) an eine Rohr-Leitung 31 angeschlossen.
Gemäß Fig. 10 stehen die Enden eines Verbindungsrohres 39a mit dem anderen Ende des dritten Hohlraumes
35 (III) und dem einen Ende des ersten Hohlraumes 35 (I) in Verbindung. Gemäß Fig. 11 sind die Enden eines anderen
Verbindungsrohres 39b an das andere Ende des ersten umlaufenden Hohlraumes 35 (I) bzw. das andere Ende des fünften
Hohlraumes 35 (V) angeschlossen. Gemäß Fig. 9 stehen die Enden eines Verbindungsrohres 39c einmal mit dem anderen
Ende des zweiten umlaufenden Hohlraumes 35 (II) und zum anderen mit dem einen Ende des sechsten Hohlraumes
(VI) in Verbindung, während ein Verbindungsrohr 39d mit
seinen Enden an das andere Ende des sechsten Hohlraumes 35 (VI) bzw. an das andere Ende des vierten Hohlraumes
(IV) angeschlossen ist. Mittels der Pumpe 51 ist somit
37 das Kühlmittel über die Leitung 6', den Innenraum an der
einen Seite der zentralen Achse 20' und eines der Speiserohre
32' in das eine Ende des dritten umlaufenden Hohlraumes 35 (III) einleitbar. Das Kühlmittel durchströmt
sodann diesen dritten Hohlraum 35 (III), um an seinem anderen Ende über das Verbindungsrohr 39a zum einen Ende
des ersten umlaufenden Hohlraums 35 (I) zu strömen. Hierauf strömt das Kühlmittel durch den ersten umlaufenden
Hohlraum 35 (I), um an dessen anderem Ende über das Verbindungsrohr 39b zum anderen Ende des fünften Hohlraumes
35 (V) zu strömen. Anschließend gelangt das Kühlmittel vom einen Ende des fünften Hohlraumes 35 (V) über
eines der beiden Auslaßrohre 34', den Innenraum 38 an
der anderen Seite der zentralen Achse 20' und die Leitung
3' in den Wärmeaufnähmeteil des Wärmetauschers 4'. Von
letzterem wird das Kühlmittel zur Rohr-Leitung 6' zurückgeführt.
Auf die beschriebene Weise wird außerdem das Kühlmittel mittels der Pumpe 5' über die Leitung 6', den
Innenraum 37 an der einen Seite der Achse 20', das andere Speiserohr 32', den zweiten umlaufenden Hohlraum 35
(II), das Verbindungsrohr 39c, den sechsten Hohlraum 35
O ZUZ03D
(VI), das Verbindungsrohr 39d, den vierten Hohlraum 35
(IV), das andere Auslaßrohr 34', den Innenraunr'an der anderen
Seite der Achse 20' und die Rohr-Leitung 3" zum Wärmeauf nähme teil des Wärme tauscher-s 4' gefördert, um anschließend
zur Rohr-Leitung 6' zurückgeführt zu werden. Das Kühlmittel zirkuliert somit durch die andere bzw.
zweite Kühltrommel 2' und den Wärmetauscher 4', wobei
diese Kühltrommel 2' durch das Kühlmittel gekühlt wird.
IQ Mit der vorstehenden beschriebenen Vorrichtung gemäß der
Erfindung wird eine schnell abgekühlte, erstarrte Schlakke wie folgt hergestellt: Gemäß Fig. 2 wird die über die
Schlacken-Rinne 14 in den Sumpf 13 eingeführte Schmelzschlacke 15 bei der Drehung der Kühltrommel 2' auf die
in Fig. 3 dargestellte Weise von deren Mantelflächen mitgenommen, bis sie die Gasdüsen 18 erreicht, an denen sie
durch das über die Schlitze ausgeblasene Gas gleichmäßig in den Sumpf 13 zurückgeblasen wird. Durch den aus den
Schlitzen der Gasdüsen aus - tretenden Gasstrahl wird die Schichtdicke der Schmelzschlacke 15 auf den Kühltrommel-Mantelflächen
infolgedessen gleichmäßig reduziert. Bei der Weiterdrehung der Kühltrommel 2 wird die auf deren
Mantelfläche befindliche Schmelzschlacke 15 unter schneller Abkühlung durch dasUäre Kühltrommeln 2 ' strömende
Kühlmittel zum Erstarren gebracht und zu einer erstarrten Schlacke 15' umgewandelt. Bei der Weiterdrehung wird diese
erstarrte Schlacke 15' durch den Abstreifer 16 von den Kühltrommel-Mantelflachen abgestreift, so daß sie in
Form kleiner Stücke in den Unterteil des Gehäuses 1 herabfällt. Nach dem Abstreifen der erstarrten Schlacke 15'
kommen die Mantelflächen der Kühltrommel 2' bei deren
Drehung wieder mit der Schmelzschlacke 15 im Sumpf 13 in Berührung, so daß die schnell abgekühlte, erstarrte
Schlacke 15' kontinuierlich gewonnen wird. Da die Schichtdicke der Schmelzschlacke 15 auf den Kühltrommel-Mantelflächen
durch den aus den Schlitzen der Gasdüsen 18 aus-
tretenden Gasstrom reduziert wird, wird die Schmelzschlakke 15 auf diesen Mantelflächen sehr schnell abgekühlt und
zum Erstarren gebracht. Da infolgedessen eine Erhöhung der Drehzahl der Kühltrommeh. 2· auf einen vergleichsweise
großen Wert möglich ist, kann die erstarrte Schlacke mit hoher Produktionsleistung gewonnen werden. Aufgrund der
sehr schnellen Abkühlung und Erstarrung der Schmelzschlakke 15 auf den Kühltrommel-Mantelflächen kann beispielsweise
aus einer Hochofenschmelzschlacke eine schnell abgekühlte, erstarrte Schlacke mit sehr hohem Verglasungsverhältnis
erhalten werden. Die beim schnellen Kühlen und Erstarrenlassen der auf die Mantelflächen der beiden
Kühltrommeln 2* aufgebrachten Schmelzschlacke vom Kühlmittel aufgenommene Wärme wird in den Wärmetauschern 4 und
4' zurückgewonnen. Aufgrund der durch die Gasdüsen 18 bewirkte
Verringerung der Schichtdicke der Schmelzschlacke auf den Kühltrommel-Mantelflächen läßt sich ein sehr
hoher Wärmeaustauschwirkungsgrad zwischen der Schmelzschlacke 15 auf diesen Mantelflächen und dem die Kühltrommeln
2 ' durchströmenden Kühlmittel erzielen.
Es wurden zwei Kühltrommeln aus Kupfer mit dem anhand von Fig. 2 beschriebenen Aufbau sowie mit einem Außendurchmesser
von 2000 mm und einer Länge von 1000 mm vorgesehen. An den beiden Enden der einen Kühltrommel 21 wurden zwei
Wehre bzw. Stauplatten 17 aus Stahl (SS.^41 nach Japanischer
Industrienorm) mit einem Durchmesser von 3200 mm und mit im Inneren vorgesehenen Hohlräumen angeordnet.
Als Kühlmittel wurde ein handelsübliches, hochsiedendes Wärmeübertragungsmedium verwendet. Gasdüsen 18 wurden mit
einem vorgegebenen Abstand h zwischen ihren Schlitzen bzw. Ausblasenden und den'Kühltrommel-Mantelflächen in
der Größenordnung von 20 mm angeordnet.
JZUZ03Ö
Bei dieser Vorrichtung wurden die beiden Kühltrommeln 2'
mit einer Drehzahl von 10 ü/min gegenläufig zueinander in Drehung versetzt, wobei über die Schlacken-Rinne 14 ge- "
schmolzene Hochofen-Schlacke in den Schlacken-Sumpf 13
eingefüllt wurde. Auf die auf die Mantelflächen der Kühltrommeln
21 aufgebrachte geschmolzene Hochofen-Schlacke
wurde über die Schlitze der Oasdüsen 18 gleichmäßig Luft auf geblasen^· Hierbei wurde die Schichtdicke der Schmelzschlacke
auf den Kühltrommel-Mantelflächen gleichmäßig
jQ von 4/0 mm auf 2,0 mm verringert, wobei die Schmelzschlakke
durch das die Kühltrommeln 2' durchströmende Kühlmittel
schnell abgekühlt und zum Erstarren gebracht wurde. Diese schnell erstarrte Schlacke wurde durch einen Abstreifer
16 von den Mantelflächen der Kühltrommeln 21 abgestreift.
Das Kühlmittel wurde aus dem Inneren der Kühltrommeln 21 praktisch unter einem Druck von 2 atm. bzw.
bar abgeführt und zu den Wärmetauschern 4 und 41 geleitet.
Die auf diese Weise erhaltene,schnell abgekühlte, erstarrte Schlacke besaß ein Verglasungsverhältnis 98,7%.
Zu Vergleichszwecken wurden bei der beschriebenen Vorrichtung
die beiden Kühltrommeln 2' mit einer Drehzahl von 3 ü/min gegenläufig zueinander angetrieben, wobei die geschmolzene
Hochofenschlacke über die Rinne 14 in den Sumpf 13 eingefüllt wurde. Die geschmolzene Hochofenschlacke bzw.
Schmelzschlacke wurde dabei ohne Beaufschlagung durch aus
den Gasdüsen 18 ausgeblasene Luft von den Mantelflächen der Kühltrommeln 2' mitgenommen. Die Schmelzschlacke lagerte
sich dabei in einer Schichtdicke von 3,0 mm auf den Kühltrommel-Mantelflächen ab. Diese Schmelzschlacke wurde
auf diesen Mantelflächen durch das die Kühltrommeln 21
durchströmende Kühlmittel schnell abgekühlt und zum Erstarren gebracht und durch den Abstreifer 18 als erstarrte
Schlacke von den Kühltrommeln 2' abgestreift. Die hierbei erhaltene, schnell abgekühlte, erstarrte Schlacke zeigte
ein Verglasungsverhältnis von 80%. Weiterhin wurden
bei dieser Vorrichtung ohne Verwendung der Gasdüsen die Kühltrommeln 21 mit einer Drehzahl von mehr als 2 U/min
in Drehung versetzt, wobei geschmolzene Hochofenschlacke" aus dem Schlacken-Sumpf 13 von den Mantelflächen der Kühltrommeln
2' mitgenommen wurde. In diesem Fall wurde eine nur teilweise erstarrte Schlacke, die noch nicht erstarrte
Teile enthielt, von den Kühltrommeln 21 abgestreift
und in den Unterteil des Gehäuses 1 abgeworfen. Die so abgestreifte Schlacke erstarrte erst später vollständig.
Diese erstarrte Schlacke zeigte ein sehr niedriges Verglasungsverhältnis .
Mit der vorstehend im einzelnen beschriebenen Vorrichtung gemäß der Erfindung werden die folgenden industriellen
Nutzeffekte erzielt:
1. Es kann eine schnell abgekühlte, erstarrte Schlacke kontinuierlich mit sehr hoher Produktionsleistung
gewonnen werden.
2. Die in der Schmelzschlacke enthaltene Wärme kann mit sehr hohem Wirkungsgrad zurückgewonnen werden.
3. Die Herstellung dieser schnell abgekühlten, erstarrten Schlacke ist über einen langen Zeitraum hinweg
ohne Unterbrechung möglich.
4. Durch schnelles Abkühlen und Erstarrenlassen einer geschmolzenen Hochofenschlacke kann eine schnell abgekühlte,
vollständig erstarrte Schlacke mit hohem Verglasungsverhältnis gewonnen werden.
Claims (3)
1. Vorrichtung zur Herstellung einer schnell gekühlten, erstarrten Schlacke, mit zwei jeweils gleichen Durchmesser
und gleiche Länge besitzenden Kühltrommeln (21), deren Längsachsen parallel zueinander in derselben
waagerechten Ebene liegen und deren Mantelflächen in Berührung miteinander stehen, einem Antrieb
zum gegenläufigen Drehen der beiden Kühltrommeln mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit, derart, daß sich ihre
Mantelflächen im Berührungsbereich aufwärts bewegen, zwei an beiden Enden der Kühltrommeln vorgesehenen
Stauplatten (17), die im Zusammenwirken mit der oberen Hälfte der Mantelfläche jeder Kühltrommel (21)
einen Schlacken-Sumpf (13) festlegen, einer über den Kühltrommeln angeordneten Schlacken-Zuführeinrichtung
(14) zum Einfüllen von Schmelzschlacke (15)
in den Sumpf (13), einem mit der unteren Hälfte der
Mantelfläche jeder Kühltrommel (21) in Berührung
stehenden Abstreifer (16) und einem Kühlmittel für die beiden Kühltrommeln (21), wobei das Kühlmittel
über die zentrale Achse (20, 20') jeder Kühltrommel
in diese einführbar ist und mit der bei der Kühltrommeldrehung
auf die Mantelflächen aus dem Sumpf (13) aufgebrachten Schmelzschlacke (15) einen Wärmeaustausch
eingeht und sodann zur Wärmerückgewinnung über die zentralen Achsen (20, 20') beider Kühltrommeln
(21) abziehbar ist, wobei die auf die Kühltrommel-Mantelflächen
aufgebrachte Schmelzschlacke durch den Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel in eine schnell
abgekühlte, erstarrte Schlacke umgewandelt und dann durch den Abstreifer (16) bei der Drehung der Kühltrommeln
von diesen abgestreift wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der auf die Mantelflächen
der beiden Kühltrommeln (21) aufgebrachten
bzw. von diesen mitgenommenen Schmelzschlacke
(15) mittels eines aus zwei Gasdüsen (18) ausgeblasenen Gases verringerbar ist, daß die beiden Gasdüsen
(18) jeweils nahe der Mantelfläche der betreffenden Kühltrommel (2*) in einer Position zwischen
dem höchsten Punkt dieser Mantelfläche und dem Schlacken-Sumpf (13) angeordnet sind und jeweils
einen waagerecht und parallel zur Kühltrommel-Längsachse verlaufend angeordneten (Ausblas-)Schlitz mit
einer Länge praktisch entsprechend der Kühltrommellänge aufweisen, und daß die beiden Gasdüsen (18) jeweils
ein Gas gleichmäßig auf die auf die Kühltrommel-Mantelflächen aufgebrachte Schmelzschlacke aufzublasen
und dabei einen Teil dieser Schmelzschlacke in den Schlacken-Sumpf (13) zurückzublasen vermögen,
um dabei die Schichtdicke der Schmelzschlacke auf
3^ den Kühltrommel-Mantelflächen gleichmäßig zu verringern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stauplatten (17) jeweils eine ringförmige
(umlaufende) Gestalt mit einem Hohlraum besitzen und an den beiden Enden der Mantelfläche der
einen Kühltrommel (21) so angebracht sind, daß sie
um den Gesamtumfäng der Kühltrommel (21) unter einem
rechten Winkel zu ihrer Längsachse zwei kreisförmige bzw. umlaufende Flansche bilden, daß die Hohlräume
beider Stauplatten mit dem Inneren der zugeordneten JO Kühltrommel in Verbindung stehen und daß das Kühlmittel
die Hohlräume der beiden Stauplatten (17) und das Innere der Kühltrommel (21) zur Kühlung durchströmt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum jeder Stauplatte (17) durch minde stens
zwei unter einem rechten Winkel zur ümfangsrichtung angeordnete Trennplatten (28) in mindestens zwei
voneinander unabhängige Kammern (29) unterteilt ist, daß die die beiden Stauplatten (17) tragende Kühltrommel
(2') konzentrische, zylindrische Innen- und Außenwände (2'a, 2'b) aufweist, die zwischen sich
einen Zwischenraum (24) festlegen, der durch minde stens zwei parallel zur Kühltrommel-Längsachse verlaufende
Membranen in mindestens zwei getrennte Zellen (26) unterteilt ist, von denen jede mit jeder betreffenden
unabhängigen Kammer der beiden Stauplatten (17) kommuniziert, daß in jeder Zelle (26) der Kühltrommel
(21) mindestens eine parallel zu ihrer Längsachse
verlaufende ümlenkplatte (27) angeordnet ist und daß das Kühlmittel die unabhängigen Kammern der beiden
Stauplatten (17) getrennt durchströmt und längs der ümlenkplatte (27) mäanderförmig durch getrennte Zellen
(26) fließt und dabei die Stauplatten (17) und die Kühltrommel (21) kühlt.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Kühltrommel (2') in ihrer
Umfangswand mehrere umfangsmäßig umlaufende, ringförmige
Hohlräume (35) aufweist und daß das Kühlmittel unter Kühlung dieser Kühltrommel (21) die
ringförmigen Hohlräume (35) sequentiell durchströmt.
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