AT410675B - Vorrichtung zum granulieren von oxidischen schlacken - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Granulieren von oxidischen Schlacken, insbesondere Schlacken mit einer Basizität von   CaO/Si02   < 0,7. 



   Für das Granulieren von oxidischen Schlacken wird in aller Regel Wasser oder Heissdampf ver- wendet, um eine möglichst rasche Abkühlung zu gewährleisten. Dies gilt insbesondere dann, wenn eine weitestgehende Verglasung des Granulates angestrebt wird, da anderenfalls kristalline Struk- turen entstehen. Im Fall von sauren Schlacken, wie sie beispielsweise bei Verwendung von hoch- silikathältigen Kalksätzen oder auch im Fall von Schlacken in der Nichteisenmetallurgie auftreten, hat sich nun gezeigt, dass der Kühlgradient, welcher zur Verglasung der Schmelze erforderlich ist, eine wesentlich geringere Rolle spielt und dass daher eine langsamere Abkühlung erfolgen kann, wobei ein hoher glasiger Anteil gewährleistet bleibt.

   Die Verwendung von Luft zur Kühlung von Schlacken hat hierbei den Vorteil, dass auf sicherheitstechnisch aufwändige Einrichtungen zur Bereitstellung von Hochdruckdampf verzichtet werden kann, wobei aber bei den bekannten 
Einrichtungen relativ grossbauende Anlagen erforderlich sind. 



   Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher mit kleinbauenden Einrichtungen eine Luftkühlung und Granulierung von Schlacken ermöglicht wird und gleichzeitig sichergestellt wird, dass in beheizten Schlackenverteilerrinnen entstehende Verbrennungsabgase nicht mit der Kühlluft vermischt werden, sodass relativ reiner Heisswind ohne Verunreinigung mit Verbrennungsabgasen bereitgestellt werden kann.

   Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemässe Vorrichtung im wesentlichen darin, dass in einem geschlossenen Gefäss eine Verteilerrinne für flüssige Schlacke mit einer Mehrzahl von Schlacken- austrittsöffnungen oberhalb eines Kühlrostes angeordnet ist und dass unterhalb des Kühlrostes Düsen zum Einleiten von Kühlluft angeordnet sind und dass an das Gefäss oberhalb der Schutt- höhe der erstarrten Partikel wenigstens eine Heisswindableitung angeschlossen ist.

   Da durch das Innere im geschlossenen Gefäss eine Verteilerrinne für flüssige Schlacke mit einer Mehrzahl von Schlackenaustrittsöffnungen angeordnet ist, gelingt es, diese Verteilerrinne insbesondere dann, wenn, wie es einer bevorzugten Ausbildung entspricht, die Verteilerrinne als perforiertes Rohr ausgebildet ist, Verteilerrinne vom Gasraum in der nachfolgenden Luftkühlung zu trennen, wobei die flüssige Schmelze die entsprechende Abdichtung gewährleistet.

   Dadurch, dass nun unterhalb dieser Verteilerrinnen mit den Schlackenaustrittsöffnungen ein Kühlrost angeordnet ist, gelingt es zunächst, die Teilchen in einem ersten Teilbereich bei gleichzeitiger rascher Kühlung zu zerklei- nern und zu zerspratzen, wobei dadurch, dass unterhalb des Kühlrostes Düsen zum Einleiten von Kühlluft angeordnet sind, eine weitere Kühlung des Granulats in einem Festbett oder einem Wir- belbett vorgenommen werden kann. Oberhalb der Schütthöhe der erstarrten Partikel kann hierbei wenigstens eine Heisswindableitung angeschlossen sein, wobei bei Anordnung von mehreren Heisswindableitungen in unterschiedlichen Höhen Heisswind mit unterschiedlichen Temperaturbe- reichen abgezogen werden kann.

   Der abgezogene Heisswind ist hiebei von Verbrennungsabgasen frei, welche dann entstehen, wenn die Verteilerrinnen mit Brennern beheizt werden, um die oxidi- schen Schlacken auf die gewünschte Viskosität einzustellen, was insbesondere in der Regel Temperaturen zwischen 1350 und 1600 C erforderlich macht. 



   Der Kühlrost kann, wie es einer bevorzugten Weiterbildung entspricht, zum leichteren Abströ- men der bereits erstarrten Teilchen mit einem oszillierenden Rüttelantrieb verbunden sein und gemäss einer bevorzugten Ausbildung als Balkenrost mit sich quer zur Abtropfrichtung erstrecken- den Achsen der Balken ausgebildet sein. Ein derartiger Balkenrost erlaubt es, eine entsprechende Zerkleinerung der erstarrenden Teilchen durch Zerspratzen und Kollision der Teilchen miteinander sicherzustellen, wofür bevorzugt die Ausbildung so getroffen ist, dass die Balken mit der Abtropf- richtung bzw. Vertikalen einen Winkel a ungleich 90 , insbesondere 95 bis 115 , einschliessen. 



   Um nun eine möglichst rasche Erstarrung in diesem ersten Teilbereich der Luftkühlung zu ge- währleisten, ist die Ausbildung bevorzugt so getroffen, dass der Kühlrost als Kühlrohrregister ausgebildet ist, dessen Rohre mit je einem Anschluss für die Zufuhr und Abfuhr eines Kühlmedi- ums ausgestattet sind. Als Kühlmedium kann hierbei Wasser oder auch Luft verwendet werden, wodurch die Teilchen rasch auf Temperaturen von unter 950  abgekühlt werden können und in der Folge ohne Gefahr eines Zusammenpackens in einer darunterliegenden Festschicht oder Wirbel- schicht weiter gekühlt werden können. Im Falle von Teilchendurchmessern > 4 mm kann mit einer nachfolgenden Festschicht im Festbett gearbeitet werden. Bei kleineren Teilchendurchmessern kann eine noch raschere Abkühlung durch Fluidisierung in einem Fliessbett erfolgen. 

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   In besonders einfacher Weise können die Balken bzw. Kühlrohre ein dachkantenförmiges, insbesondere im Querschnitt dreieckiges Profil aufweisen, wobei eine Mehrzahl von Reihen derarti- ger Roste in verschiedenen Höhenebenen quer zur Richtung des austretenden Schlackenstrahles angeordnet werden können. 



   Mit Vorteil ist die Ausbildung so getroffen, dass die Kühlluftdüsen zur Ausbildung einer Wirbel- schicht der erstarrten Partikel in einer Bodensiebplatte des Gefässes angeordnet sind, wobei eine derartige Ausbildung insbesondere für Teilchendurchmesser < 4 mm besonders bevorzugt ist und eine besonders rasche Abkühlung ergibt. 



   Wie bereits erwähnt, gelingt eine Trennung der Gasräume für die Abgase der Brenner, welche für die Schlackenschmelzenbeheizung eingesetzt werden, vom Gasraum für die Kühlung der erstarrten Partikel in besonders einfacher Weise dadurch, dass die Verteilerrinne als perforiertes Rohr ausgebildet ist und dass in die Verteilerrinne oberhalb des Schmelzenspiegels Brenner münden, deren Abgase gesondert vom Heisswind des Gefässes abgezogen werden. Ein derartiges perforiertes Rohr kann je nach Füllgrad auch über den Umfang verteilt mehrere Reihen von Ab- tropföffnungen aufweisen, wobei die Ausbildung in diesem Falle bevorzugt so getroffen ist, dass das perforierte Rohr um seine Achse oszillierend schwenkbar angeordnet ist.

   Der Schwenkwinkel muss hierbei lediglich jeweils so gewählt werden, dass in jeder Schwenklage alle Austrittsöffnungen mit dem Schlackenbad bedeckt sind, um eine Vermischung der Verbrennungsabgase mit dem Heisswind zu vermeiden. 



   Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Aus- führungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine erste schematische Darstellung der erfindungsgemässen Einrichtung im Schnitt und Fig. 2 eine abgewandelte Ausbildung der Fig. 1 in einer Schnittdarstellung, welche der Linie   11-11   der Fig. 1 entspricht. 



   In Fig. 1 ist eine Verteilerrinne 1 dargestellt, welche von einem geschlossenem Rohr gebildet ist, dessen Unterkante Perforierungen 2 aufweist. Der Schlackenspiegel ist schematisch mit 3 angedeutet, wobei die abtropfende Schlacke über Kühlbalken 4 abströmt und beim Auftreffen auf die dachkantenförmige Ausbildung dieser Kühlbalken 4 rasch zerspratzt. Die Kühlbalken 4 sind hiebei als Rohre 5 ausgebildet, welche mit Kühlfluid beschickt sind. Nach dem Abströmen der erstarrten Partikel gelangen diese in ein Festbett oder Fliessbett 6, wobei ein Festbett insbesondere dann ausgebildet wird, wenn die Teilchendurchmesser 4 mm übersteigen. Wenn die Durchmesser der Teilchen 4 mm unterschreiten, kann in diesem Bereich ein Fliessbett aufrechterhalten werden, wofür über die Anschlüsse 7 Kaltluft unter Druck eingeführt wird.

   Für die Aufrechterhaltung eines Fliessbettes sind hiebei 0,6 bis 1,4 Nm3/kg Schlackenpartikel erforderlich, wobei die Eintrittsdüsen in diesem Fall über einen seitlich angeordneten Kasten 8 münden. Alternativ kann ein konventio- neller Siebboden eingesetzt werden, in welchem die Kaltluftdüsen angeordnet sind. 



   Oberhalb der Schütthöhe 9 ist ein Abluftanschluss 10 für die Abfuhr von Heisswind vorgesehen. 



  An dieser Stelle kann Heisswind in der Regel mit Temperaturen zwischen 600 und 1000  C abge- zogen werden. Wenn zusätzlich eine weitere Heissluftabfuhr 11an einer höheren Stelle vorgese- hen ist und insbesondere im Bereich der Kühlbalken angeordnet wird, kann an dieser Stelle Heiss- luft mit Temperaturen zwischen 900 und 1200  C abgezogen werden. Das gekühlte und erstarrte Feingut kann über eine Zellradschleuse 12 am unteren Ende des Gefässes 13 ausgetragen werden, wobei das getrocknete Kugelgranulat mit 14 bezeichnet ist. 



   Bei der Darstellung nach Fig. 2 ist die Schlackenrinne 1 im Schnitt dargestellt und es sind die Perforationen 2 ersichtlich. Die Schlackenrinne ist über Brenner 15 beheizt, wobei die Verbren- nungsabgase getrennt vom Heisswind aus dem Rohr in Richtung des Pfeiles 16 abgezogen wer- den. Der Kühlrost 17 besteht wiederum aus einer Mehrzahl von zur Achse der herabtropfenden Partikel geneigt verlaufenden Kühlbalken, wobei die Neigung so eingestellt ist, dass mit der Vertika- len ein Winkel a von etwa 105  eingeschlossen wird. Der Kühlrost bzw. die einzelnen Kühlbalken können im Sinne des Doppelpfeiles 18 oszillierend angetrieben werden, um ein Abfliessen der erstarrten Teilchen zu begünstigen, bevor sie in die darunter liegende Wirbelschicht bzw. das Festbett abströmen. 



   Die entstehende Teilchengrösse ist in hohem Masse von der Basizität der Schlacken bestimmt, wobei bei Basizitäten um eins Teilchengrössen mit Durchmessern von 0,5 cm entstehen können. 



   Die hochreine Heissluft, welche über die Anschlüsse 10 bzw. 11 abgezogen wird, kann in der Folge als Verbrennungsluft eingensetzt werden, wodurch sich energetische Vorteile ergeben. 

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   Die einzelnen Balken bzw. Rohre des Kühlrostes können gleichsinnig oszillierend oder aber auch gegensinnig oszillierend angetrieben werden. Ebenso kann die Schlackenrinne insbesondere dann, wenn sie von einem Rohr gebildet wird, um die Rohrachse 19 oszillierend schwenkbar angetrieben werden, wofür ein konventioneller Schwenkantrieb Verwendung finden kann. 



   PATENTANSPRÜCHE: 
1. Vorrichtung zum Granulieren von oxidischen Schlacken, insbesondere Schlacken mit einer 
Basizität von CaO/Si02 < 0,7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem geschlossenen Ge- fäss (13) eine Verteilerrinne (1) für flüssige Schlacke mit einer Mehrzahl von Schlackenaus- trittsöffnungen (2) oberhalb eines Kühlrostes (17) angeordnet ist und dass unterhalb des 
Kühlrostes (17) Düsen zum Einleiten von Kühlluft angeordnet sind und dass an das Gefäss (13) oberhalb der Schutthöhe der erstarrten Partikel wenigstens eine Heisswindableitung   (10,11)   angeschlossen ist.

Claims (1)

1. 2. Vorrichtung zum Granulieren von oxidischen Schlacken nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Kühlrost (17) mit einem oszillierenden (18) Rüttelantrieb verbun- den ist.

   3. Vorrichtung zum Granulieren von oxidischen Schlacken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlrost (17) als Balkenrost mit sich quer zur Abtropfrichtung erstreckenden Achsen der Balken (4) ausgebildet ist.

   4. Vorrichtung zum Granulieren von oxidischen Schlacken nach Anspruch 1, 2 oder 3, da- durch gekennzeichnet, dass die Balken (4) mit der Abtropfrichtung bzw. Vertikalen einen Winkel a ungleich 90 , insbesondere 95 bis 115 , einschliessen.

   5. Vorrichtung zum Granulieren von oxidischen Schlacken nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlrost (17) als Kühlrohrregister ausgebildet ist, dessen Rohre (5) mit je einem Anschluss für die Zufuhr und Abfuhr eines Kühlmediums ausgestattet sind.

   6. Vorrichtung zum Granulieren von oxidischen Schlacken nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Balken (4) bzw. Kühlrohre (5) ein dachkantenförmi- ges, insbesondere im Querschnitt dreieckiges Profil aufweisen.

   7. Vorrichtung zum Granulieren von oxidischen Schlacken nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlluftdüsen zur Ausbildung einer Wirbelschicht (6) der erstarrten Partikel in einer Bodensiebplatte des Gefässes (13) angeordnet sind.

   8. Vorrichtung zum Granulieren von oxidischen Schlacken nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerrinne (1) als perforiertes Rohr ausgebildet ist und dass in die Verteilerrinne (1) oberhalb des Schmelzenspiegels Brenner (15) münden, deren Abgase gesondert vom Heisswind des Gefässes (13) abgezogen werden.

   9. Vorrichtung zum Granulieren von oxidischen Schlacken nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das perforierte Rohr (1) um seine Achse (19) oszillierend schwenkbar angeordnet ist.

   HIEZU 2 BLATT ZEICHNUNGEN