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Verfahren zur Herstellung von getemperten Hochofenschlackenformlingen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Hochofenschlacke, insbesondere
von solchen Schlacken, die aus dem sauren Schmelzprozeß im Hochofen herrühren, also
ein ungünstiges Verhältnis von Kalk zu Kieselsäure aufweisen.
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Die Herstellung von Beton- und Straßenbaumaterialien, wie Packlage,
Schotter und Splitt, aus Hochofenschlacke bedingt ein möglichst zähes, kristallinisch
einwandfreies Gefüge. Weiche, sehr geringe Druckfestigkeit aufweisende Baustoffe
sind ebenso schlecht zu gebrauchen wie spröde, glasartig zerspringende Materialien,
die unter der Straßenwalze sowie bei späterem Verkehr zu Grus und Staub zertrümmert
werden.
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Je nach der Zusammensetzung der Hochofenschlacke und der Art des Gießens
und Erkaltens derselben zeigen sich aber die vorgenannten nicht erwünschten Merkmale,
die eine Verwendung für Bauzwecke ausschließen. Zu hoher Kalkgehalt ergibt eine
weiche und leicht zerfallende Schlacke von geringer Druckfestigkeit. Schlacken mit
geringem Kalkgehalt im Verhältnis zu ihren sonstigen Bestandteilen, insbesondere
zu Kieselsäure, werden leicht spröde und glasig. Letzteres wird noch durch ein allzu
schnelles Abkühlen oder Abschrecken begünstigt.
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Flüssige Schlacken mit einem ungünstigen Verhältnis von Kalk zu Kieselsäure,
also mit einer sog. niedrigen Schlackenziffer, vom sauren Schmelzprozeß im Hochofen
herrührend, bedürfen einer sorgfältigen Bearbeitung, falls die später erstarrte
Schlacke die für Bauzwecke notwendigen Eigenschaften aufweisen soll.
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Die Zusammensetzung der Schlacke kann bekannterweise durch größere
oder kleinere Beimischungen, sog. Impfung, verändert werden. Es handelt sich dabei
in erster Linie um Kalkzuschläge, Soda, 'Sodaschlacke usw. Je nach dem durch den
Möller des Hochofens bedingten Zustand der Schlacke sind aber sehr große Mengen
von Zumischungen erforderlich, welche die Selbstkosten merklich
in
die Höhe treiben. Aus dieser Erwägung heraus hat die Art des Gießens und Erkaltens
der Hochofenschlacke und besonders derjenigen mit niedriger Schlackenziffer eine
erhöhte Bedeutung. Vorbedingung ist außer einer guten Entgasung eine möglichst langsame,
gleichmäßige Erstarrrungszeit, wodurch ein gewisses Durchtempern zur Erzielung eines
einwandfreien kristallinischen Gefüges erreicht wird.
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Es haben sich nun die verschiedensten Arten der Gießtechnik von Hochofenschlacken
herausgestellt, wobei das Gießen in sog. Schlackenbetten die meiste Verbreitung
gefunden hat. Diese Schlackenbetten sind aber für die Schlacken mit niedriger Schlackenziffer
ungeeignet, da die durch das weitläufige Ausfließen bedingte große Oberfläche eine
zu schnelle Abkühlung und Erstarrung bewirkt. Eine spröde, glasige und daher ungeeignete
Schlacke ist das Ergebnis, -welches man mit allerdings nur teilweisen Erfolgen dadurch
zu verbessern suchte, daß man mehrere Lagen in gewissen Zeitabständen übereinander
gegossen hat und die Stärke der einzelnen Lagen bis auf 5oo mm und mehr steigerte.
Abgesehen davon, daß auch bei solch dicken Schichten, insbesondere zum auslaufenden
Rand hin, noch große Mengen glasiger Schlacke sich bilden, bereitet das Ausbrechen
der waagerecht übereinanderliegendenSchlackenschichten von etwa 2 bis 3 m Gesamthöhe
große Schwierigkeiten.
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Vielfach wird das Durchtempern der Schlacke dadurch begünstigt, daß
die flüssige Schlacke in besondere Formen gegossen wird, deren Größen der erwünschten
Erstarrungszeit angepaßt sein müssen. Dieses Verfahren bedingt natürlich einen großen
Bedarf an Formen sowie Raum für deren Aufstellung und ist nur bei kleinen Leistungen
notgedrungen zu gebrauchen.
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Ein weiteres Verfahren für das Tempern der gegossenen Hochofenschlacke
ist beim Gießen von Formsteinen bekannt. Hierbei werden die Formlinge einschließlich
der Formen in heiße Schlacke allseitig eingebettet, wobei natürlich die Erstarrungszeit
der eigentlichen Formlinge sehr verlängert wird. Die Formen sind bei diesem Verfahren
aus Stahl oder Gußeisen.
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Auch das Gießen von flüssiger Hochofenschlacke in ton- oder kalkhaltige
Formen ist bekannt. Diese Arbeitsweise wurde noch durch ein weiteres Verfahren ergänzt,
gemäß welchem die Formen ebenfalls aus gegossener Hochofenschlacke hergestellt werden.
Nach deren Erstarren wurden dieselben dann mit heißer, flüssiger Schlacke gefüllt.
Um ein besseres Lösen der gegossenen Formlinge aus der Schlackenform zu erreichen,
wurde letztere mit einem besonderen Überzug versehen.
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Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung will nun auch ein Durchtempern
der Schlacke erreichen. Bei der Erfindung ist jedoch berücksichtigt, daß auch für
große Schlackenmengen mit einem ungünstigen Verhältnis von Kalk zu Kieselsäure auf
einfache Weise ein gut getempertes, festes und dichtes, kristallinisch einwandfreies
Gefüge gewährleistet wird. Das Verfahren bezweckt eine schichtweise, nebeneinanderliegende
Gießweise unter Verwendung zweckentsprechender Einrichtungen. In ein bekanntes waagerechtes
Gießbett werden in bestimmten Abständen Zwischenwände eingesetzt, zwischen welche
die Schlacke gegossen wird. Nach deren. Erkalten werden die Zwischenwände entfernt,-
während die Schlackengußkörper stehenbleiben. Die zwischen diesen Schlackenwänden
sich ergebenden Zwischenräume werden wieder mit flüssiger Schlacke vollgegossen,
so daß-nach deren Erkalten das Gießbett mit leicht herausnehmbaren getemperten Schlackenformlingen
bzw. Wänden angefüllt ist.
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Die Fig. i bis ¢ der Zeichnung zeigen Längsschnitte des in der Längstiefe
und Breite verschieden großen Schlackenbettes. In Fig. i ist dargestellt, wie durch
den Einbau von besonders durchgebildeten Zwischenwänden u oße, lan '2 ge Kammern
mö " - 1 ichst entsprechend dem Inhalt der Schlackenpfannen gebildet werden,
in die gemäß Fig. 2 die flüssige Schlacke gegossen wird. Nach einer gewissen Erstarrungszeit
werden die eingesetzten Zwischenwände durch einen Kran o. dgl. herausgehoben, so
daß wieder gleich große Kammern entstehen (Fig.3), die dann durch weitere flüssige
Schlacke (Fig. q.) vollgegossen werden. Bei diesem Verfahren ist die außenliegende
Oberfläche sehr gering, so daß in Verbindung mit der darunter befindlichen hohen
Lage heißer Schlacke nur eine langsame Erstarrung stattfinden und infolgedessen
eine glasige Schicht nicht gebildet werden kann. Die sich an den Seitenflächen der
im ersten Guß entstandenen Zwischenwände zeigende dünne, glasige Schicht wird durch
das Eingießen neuer Schlacke wieder aufgetempert, so daß mit einem Höchstanteil
von hochwertiger Schlacke zu rechnen ist. Diese oben bezeichnete dünne, glasige
Schicht kann ebenfalls durch entsprechende Wahl des Materials der eingesetzten Zwischenwände
(Fig. i) sowie deren Temperatur günstig beeinflußt werden. Da beim Vollgießen (Fig.
¢) der sich beim ersten Gießen (Fig.2) ergebenden Schlackenwände (Fig.3) keine feste
Verbindung zwischen den einzelnen Wänden eintritt, zeigen sich
beim
Enderstarrungszustand über die ganze Schlackenbreite lange Spalten, die ein leichtes
Ausbrechen gestatten. Querrisse innerhalb der einzelnen Schlackenwände begünstigen
die Abräumarbeit, die noch mittels Sprengwirkung durch Einspritzen von Wasser in
die Fugen und Risse beschleunigt werden kann. Hierbei ist allerdings darauf zu achten,
daß die Wassereinwirkung erst beginnen darf, wenn die Kristallisation des Schlackengefüges
eingetreten ist. Zu bemerken ist noch, daß die Grundfläche des -Schlackenbettes
in -bekannter Weise mit Schlackensplitt versehen wird.