DE19932382A1 - Production of a foamed slag used as a building insulating material comprises forming a liquid slag in a melting furnace, removing as a stream, and spraying with a high speed gas - Google Patents
Production of a foamed slag used as a building insulating material comprises forming a liquid slag in a melting furnace, removing as a stream, and spraying with a high speed gasInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Schaumschlacke, wobei das geschäumte Produkt direkt, d. h. ohne vorherige Abkühlung und Erstarrung, aus dem geschmolzenen Material gebildet wird.The invention relates to a method and an apparatus for producing a Foamed slag, the foamed product directly, d. H. without prior Cooling and solidification, from which molten material is formed.
Es sind zahlreiche Verfahren zur Erzeugung von Schaumprodukten aus beispielsweise Glas oder Schlacke bekannt, die z. T. auch grosstechnisch angewendet werden. Der Einsatz von Schaumschlacke erfolgt vorwiegend als Kiesersatz überall dort, wo leichtes und/oder thermisch gut isolierendes Material benötigt wird.There are numerous methods of making foam products from for example glass or slag known that z. T. also on a large scale be applied. Foam slag is mainly used as Gravel substitute wherever light and / or thermally well insulating material is needed.
Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten zur Herstellung derartiger
Schaumprodukte:
There are basically two ways of producing such foam products:
- 1. Direkte Erzeugung der Schaumprodukte aus der Schmelze1. Direct production of foam products from the melt
- 2. Erzeugung der Schaumprodukte aus Pulver2. Production of foam products from powder
Zur zweiten Gruppe gehört z. B. ein aus der Schrift von S. Köse und G. Bayer: Die Schaumbildung im System Altglas - SiC und Eigenschaften derartiger Schaumgläser. Glastechn. Berichte 55, 1982, Heft 7, S. 151-160, bekanntes Verfahren, bei welchem ein gemahlenes Glas mit einem Blähmittel vermischt wird. Anschliessend wird diese Mischung auf Temperaturen im Bereich der Schmelztemperatur des Glases erhitzt, wobei sich die Blähmittel entweder unter Entwicklung von gasförmigen Komponenten, wie beispielsweise O2, CO2, SO2, zersetzen oder unter Entwicklung von gasförmigen Reaktionsprodukten mit der Atmosphäre und dem Glas reagieren. Das Glas wird durch die Bildung des Gases aufgeschäumt und kann als Leichtbeton für eine Leichtbauweise oder als Isolationsstoff zur Wärmedämmung verwendet werden. Nachteilig an diesem Verfahren ist der zum Wiederaufheizen erforderliche hohe Energieaufwand.The second group includes z. B. one from the paper by S. Köse and G. Bayer: The foam formation in the system waste glass - SiC and properties of such foam glasses. Glass techn. Reports 55, 1982, No. 7, pp. 151-160, known method in which a ground glass is mixed with a blowing agent. This mixture is then heated to temperatures around the melting temperature of the glass, the blowing agents either decomposing with the development of gaseous components such as O 2 , CO 2 , SO 2 , or reacting with the atmosphere and the glass with the development of gaseous reaction products . The glass is foamed by the formation of the gas and can be used as lightweight concrete for lightweight construction or as insulation material for thermal insulation. The disadvantage of this process is the high expenditure of energy required for reheating.
Zur ersten Gruppe gehört dagegen z. B. ein aus der Eisenindustrie bekanntes Verfahren, bei welchem Eisenhüttenschlacke direkt aus dem geschmolzenen Zustand aufgeschäumt wird. Die flüssige Schlacke wird auf eine schräge Rinne geleitet, auf deren Oberseite Wasser zugeführt wird. Unterhalb der Schlacke verdampft auf Grund der hohen Schlackentemperatur das Wasser. Der Wasserdampf bildet in der erstarrenden Schlacke Blasen, so dass ein aufgeschäumtes Produkt (Bimsstein) entsteht. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass keihe geschlossenen gleichmässig verteilte Poren gebildet werden und daher dieses Produkt als Isolations- oder Baustoff nur bedingt einsetzbar ist.The first group, however, includes z. B. a known from the iron industry Process in which metallurgical slag directly from the molten State is foamed. The liquid slag is on a sloping channel guided, on the top of which water is supplied. Below the slag The water evaporates due to the high slag temperature. Of the Water vapor forms bubbles in the solidifying slag, so that a foamed product (pumice stone) is created. The disadvantage of this procedure consists in that keihe closed, evenly distributed pores are formed and therefore this product as an insulation or building material only to a limited extent can be used.
Aus DE 22 24 009 ist ein Verfahren zur Herstellung von Schaumglas bekannt, bei welchem flüssiges Glas durch Zerstäubung oder Schleudern zerstäubt wird, anschliessend ein Schäumungsmittel eingemischt wird und das geschäumte Material dann unterhalb der Schmelztemperatur auf einem Band ausgetragen wird. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass das erzeugte Schaumglas statisch auf diesen Platten aufliegt, was zu Temperaturinhomogenitäten des Schaumes und damit zu einer geringeren Qualität des Schaumglases führt.From DE 22 24 009 a method for the production of foam glass is known in which liquid glass is atomized by atomization or centrifugation, then a foaming agent is mixed in and the foamed Material is then discharged on a belt below the melting temperature will. The disadvantage of this prior art is that the foam glass produced statically rests on these plates, which leads to temperature inhomogeneities of the Foam and thus leads to a lower quality of the foam glass.
Da die sehr gute innige Mischung der Schmelze mit dem Schäumungsmittel von zentraler Bedeutung für die Qualität des Schaumproduktes ist, wurde in EP 0 922 679 A1 vorgeschlagen, diese Mischung durch Zugabe des Schäumungsmittels zu einer sich in einem bewegten Ofen, beispielsweise einem Drehrohrofen, befindenden Schmelze vorzunehmen. Man erhält auf diese Weise ein Produkt, welches feinstverteilte geschlossene Poren aufweist. Da aber bei diesem Verfahren gleichzeitig mit der Mischung auch schon die Gasfreisetzung beginnt, ist es sehr schwierig, eine völlige Durchmischung und somit eine insbesondere gute Homogenität der erzeugten Schaumschlacke zu erhalten.Since the very good intimate mixing of the melt with the foaming agent from is of central importance for the quality of the foam product, was in EP 0 922 679 A1 suggested this mixture by adding the foaming agent to it one in a moving furnace, for example a rotary kiln, the melt located. In this way a product is obtained which has finely divided closed pores. But with this one The gas release begins at the same time as the mixing process, it is very difficult to get a complete mixing and therefore one in particular to maintain good homogeneity of the foamed slag produced.
Die Erfindung versucht, die o. g. Nachteile zu vermeiden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung einer Schaumschlacke zu entwickeln, welches in der Praxis einfach zu realisieren ist und mit dem ein Produkt erhalten wird, das nach dem Erstarren geschlossene Poren aufweist und sich durch eine hervorragende Homogenität auszeichnet. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.The invention seeks to achieve the above. Avoid disadvantages. The task is yours based on a simple and inexpensive method for producing a To develop foamed slag, which is easy to implement in practice and with which a product is obtained which is closed after solidification Has pores and is characterized by excellent homogeneity. Furthermore, a device for carrying out the method is to be specified will.
Erfindungsgemäss wird das bei einem Verfahren zur Herstellung einer Schaumschlacke, bei welchem zunächst in einem Schmelzofen eine flüssige Schlacke erzeugt wird, die anschliessend als Strahl ausgetragen und danach durch Kontakt mit einem Gas hoher Geschwindigkeit zerstäubt wird, wobei in den zerstäubten Schlackestrahl ein pulverförmiges oder flüssiges Schäumungsmittel zudosiert wird und das Schlacke-Schäumungsmittel-Gemisch auf einer nahezu horizontal angeordneten Auffangfläche aufgefangen wird, auf der die Mischung aufschäumt und schliesslich das aufschäumenden Material abtransportiert wird und zu einer Schaumschlacke erstarrt, dadurch erreicht, dass der Schlackestrahl mit einer Gasgeschwindigkeit nahe bzw. oberhalb der Schallgeschwindigkeit zerstäubt wird und der Massestrom des Schäumungsmittels zwischen 0,3 und 15 Promille des Massenstromes der ausfliessenden Schlacke beträgt.According to the invention in a method for producing a Foam slag, which is initially a liquid in a melting furnace Slag is generated, which is then discharged as a jet and afterwards is atomized by contact with a high velocity gas, being in the atomized slag jet a powder or liquid foaming agent is metered in and the slag-foaming agent mixture on a nearly horizontally arranged collecting surface on which the mixture is collected foams and finally the foaming material is transported away and solidifies to a foamed slag, achieved by the fact that the slag jet with a gas speed close to or above the speed of sound is atomized and the mass flow rate of the foaming agent between 0.3 and 15 Per thousand of the mass flow of the outflowing slag is.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass es mit diesem Verfahren möglich ist, relativ kostengünstig ein Schaumschlackeprodukt sehr guter Qualität zu erzeugen.The advantages of the invention are that it is possible with this method is, relatively inexpensive, a very good quality foamy slag product produce.
Es ist vorteilhaft, wenn die im Schmelzofen erzeugte flüssige Schlacke mittels Einschmelzen von Hausmüll, Reststoffen der Hausmüllverbrennung, Sondermüll, metallhaltigen Erzen oder Reststoffen aus metallurgischen Prozessen hergestellt wird und in den Schmelzofen Additive zugegeben werden, welche die Schmelzeigenschaften, insbesondere Viskosität, Oberflächenspannung und Redoxzustand der Schmelze so einstellen, dass ein nachträgliches Schäumen möglich ist. Wenn die Viskosität der Schmelze beim Auftreffen auf die Auffangfläche, welche gleichzeitig die Schäumungsfläche darstellt, im Bereich zwischen 10 und 500 Pa.s liegt, wird eine besonders gute Qualität der Schaumschlacke erzeugt. Bei kleineren Viskositäten verlassen die Gase die Schmelze, so dass nicht genügend Poren im Schaumprodukt vorhanden sind. Ist dagegen die Viskosität zu hoch, können die Gasblasen nicht genug wachsen.It is advantageous if the liquid slag produced in the melting furnace by means of Melting down household waste, residual materials from household waste incineration, hazardous waste, metallurgical ores or residues produced from metallurgical processes and additives are added to the smelting furnace, which the Melting properties, especially viscosity, surface tension and Set the redox state of the melt so that subsequent foaming is possible. If the viscosity of the melt when it hits the Collecting surface, which also represents the foaming surface, in the area is between 10 and 500 Pa.s., the quality of the Foam slag generated. At lower viscosities, the gases leave the Melt so that there are not enough pores in the foam product. is on the other hand, if the viscosity is too high, the gas bubbles cannot grow enough.
Das Verfahren eignet sich sowohl für diskontinuierlichen als auch kontinuierlichen Schlackeaustrag. Als Schäumungsmittel werden vorteilhaft unmittelbar nach dem Zerstäuben der Schmelze gasabspaltende Substanzen, insbesondere Karbonate, oder mit der Schmelze reagierende Substanzen, insbesondere Kohlenstoff, Karbide und Nitride, sowie Mischungen dieser Substanzen zugegeben. The process is suitable for both discontinuous and continuous Slag discharge. As a foaming agent are advantageous immediately after Atomization of the melt gas-releasing substances, in particular carbonates, or substances that react with the melt, in particular carbon, Carbides and nitrides, as well as mixtures of these substances, are added.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangfläche aus einem hochtemperaturfesten metallischen Werkstoff oder einem schmelzeabweisenden keramischen Material, insbesondere Siliziumkarbid, oder aus Graphit besteht. Sie weist vorteilhaft spezielle Strukturen auf, derart, dass Sollbruchstellen für die abkühlende Schaumschlacke vorhanden sind. Letzteres ist beispielsweise der Fall, wenn die Auffangfläche in Form eines Gitterrostes ausgebildet ist.The device according to the invention for carrying out the method is thereby marked that the collecting surface is made of a high temperature resistant metallic material or a melt-resistant ceramic material, in particular silicon carbide or graphite. She points beneficial special structures in such a way that predetermined breaking points for the cooling Foam slag are present. The latter is the case, for example, when the Collecting surface is designed in the form of a grating.
Es ist vorteilhaft, die Auffangfläche in einer thermisch isolierten Kammer mit einer Innentemperatur von ca. 1100°C bis 1350°C anzuordnen, weil dadurch ein besonders homogenes Schaumprodukt hergestellt werden kann. Die genaue Temperatur hängt dabei von der jeweiligen Schlackebeschaffenheit ab.It is advantageous to have the collecting surface in a thermally insulated chamber with a Internal temperature of approx. 1100 ° C to 1350 ° C to be arranged, because this is a particularly homogeneous foam product can be produced. The exact The temperature depends on the properties of the slag in question.
Weiterhin ist es zweckmässig, wenn die Auffangfläche beweglich angeordnet ist, weil damit der entstehende Schaum gut abtransportiert werden kann. Die Auffangfläche kann dabei z. B. als heisser Drehteller mit einer Abschabvorrichtung oder als heisses Plattenband ausgeführt sein.It is also useful if the collecting surface is arranged to be movable, because the resulting foam can be easily transported away. the Collecting surface can, for. B. as a hot turntable with a scraper or be designed as a hot apron conveyor.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Auffangfläche als Stegförderer ausgeführt ist, wobei der Stegförderer aus zwei exzentrisch gelagerten Rahmen besteht, auf denen bewegliche Stege angeordnete sind, welche alternierend eine kombinierte Hub-Vorschubbewegung ausführen. Der Schaum wird relativ zum Förderer immer wieder bewegt und damit werden Temperaturinhomogenitäten vermindert, was zu einer verbesserten Qualität des Schaumproduktes führt.It is particularly advantageous if the collecting surface is designed as a web conveyor is, the web conveyor consists of two eccentrically mounted frames which movable webs are arranged, which alternating a combined Execute a stroke-feed movement. The foam is always relative to the conveyor moved again and thus temperature inhomogeneities are reduced, what to leads to an improved quality of the foam product.
Die erfindungsgemäss hergestellte Schaumschlacke zeichnet sich durch eine Dichte der entstandenen Schaumschlackestücke von 0,2 bis 1 g/cm3 aus und weist weitestgehend geschlossenen Poren auf. The foamed slag produced according to the invention is characterized by a density of the foamed slag pieces formed of 0.2 to 1 g / cm 3 and has largely closed pores.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. Show it:
Fig. 1 ein Verfahrensschema des erfindungsgemässen Verfahrens und der Vorrichtung; Fig. 1 is a process diagram of the inventive method and apparatus;
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Stegförderer;2 shows a cross section through a flight conveyor.
Fig. 3 eine Seitenansicht des Stegförderers; Fig. 3 is a side view of the bar conveyor;
Fig. 4 ein Detail des Förderrostes. Fig. 4 shows a detail of the conveyor grate.
Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt. Nicht dargestellt sind beispielsweise die Beschickungseinrichtung für den Schmelzofen und sein Antrieb. Die Strömungsrichtung der Medien ist mit Pfeilen bezeichnet.Only the elements essential for an understanding of the invention are shown. For example, the loading device for the is not shown Melting furnace and its drive. The direction of flow of the media is indicated by arrows designated.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der Fig. 1 bis 4 näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments and FIGS. 1 to 4.
Fig. 1 zeigt ein Verfahrensschema des erfindungsgemässen Verfahrens und der Vorrichtung in einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung. Fig. 1 shows a process scheme of the inventive method and apparatus in a first embodiment of the invention.
Es wurden Schäumversuche durchgeführt, bei denen Schlacken, Gläser und Rückstände aus der Müllverbrennung in einem Schmelzofen 1, hier einem Drehkonverter, aufgeschmolzen wurden. Die Heizung erfolgt entweder durch Erdgas/Sauerstoffbrenner oder - wenn bereits eine erste Schmelze 2 vorhanden ist - durch Kohle, die auf der Schmelze 2 schwimmt und mit Sauerstoff bedüst wird.Foaming tests were carried out in which slag, glasses and residues from waste incineration were melted in a melting furnace 1 , here a rotary converter. The heating takes place either by natural gas / oxygen burners or - if a first melt 2 is already present - by coal, which floats on the melt 2 and is sprayed with oxygen.
Ist die entstehende Schmelze 2 aufgrund ihrer Eigenschaften nicht zu einem befriedigenden externen Schäumen geeignet, werden zusätzlich geeignete Additive 3 zugegeben, um die Schmelze 2 für das Schäumen zu konditionieren. Die Schmelze 2 wird dann durch langsames Kippen des Konverters ausgetragen, wobei sie als vertikaler Strahl ausläuft. Dieser Strahl gelangt in eine Zerstäubungseinheit 4, in der er mit einem Gas 5 von hoher Geschwindigkeit beaufschlagt und dadurch zerstäubt wird. Unmittelbar nach der Zerstäubungsgaszugabe wird ein Schäumungsmittel 6 zudosiert, so dass ein Schlacke-Schäumungsmittel-Gemisch 7 entsteht. Das Schäumungsmittel 6 kann pulverförmig oder flüssig sein. Als Schäumungsmittel 6 werden vorzugsweise gasabspaltende Stoffe wie Karbonate oder kohlenstoffhaltige Materialien, z. B. Kohlenstaub und Karbide, oder Nitride verwendet werden. 20-30 cm unter der Verdüseinheit befindet sich eine nahezu senkrecht angeordnete Auffangfläche 8. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dies ein Plattenband. In einem anderen hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Auffangfläche 8 als ein Drehteller aus Metall ausgebildet, wobei das Metall auch mit schmelzeabweisender Keramik bedeckt sein kann. Verallgemeinernd ist zu sagen, dass die Auffangfläche 8 aus einem hochtemperaturfesten metallischen Werkstoff oder aus einem schmelzeabweisenden keramischen Material, beispielsweise Siliziumkarbid, oder aus Graphit bestehen sollte. Erfindungsgemäss kann die Auffangfläche 8 eine spezielle Struktur aufweisen, die so ausgebildet ist, dass für die abkühlende Schaumschlacke Sollbruchstellen entstehen, so dass das geschäumte Material 10 in kleinen Stücken anfällt. Eine derartige Struktur ist z. B. ein Gitterrost.If the resulting melt 2 is not suitable for satisfactory external foaming due to its properties, suitable additives 3 are additionally added in order to condition the melt 2 for foaming. The melt 2 is then discharged by slowly tilting the converter, whereby it runs out as a vertical jet. This jet arrives in an atomization unit 4 , in which it is acted upon with a gas 5 at high speed and is thereby atomized. Immediately after the atomizing gas has been added, a foaming agent 6 is metered in, so that a slag-foaming agent mixture 7 is formed. The foaming agent 6 can be powdery or liquid. As a foaming agent 6 , gas-releasing substances such as carbonates or carbon-containing materials, e.g. B. coal dust and carbides, or nitrides can be used. 20-30 cm below the atomizing unit there is an almost vertically arranged collecting surface 8 . In the present exemplary embodiment, this is an apron conveyor. In another exemplary embodiment, not shown here, the collecting surface 8 is designed as a rotary plate made of metal, it also being possible for the metal to be covered with melt-repellent ceramic. In general, it can be said that the collecting surface 8 should consist of a high-temperature-resistant metallic material or of a melt-repellent ceramic material, for example silicon carbide, or of graphite. According to the invention, the collecting surface 8 can have a special structure which is designed in such a way that predetermined breaking points are created for the cooling foamed slag, so that the foamed material 10 is obtained in small pieces. Such a structure is e.g. B. a grid.
Auf der Auffangfläche 8 wird in dem durch das Auftreffen entstehenden Schmelzefilm durch Gasabspaltung oder durch Reaktion mit der Schmelze 2 ein Gas freigesetzt, das die Schmelze 2 aufschäumt. Wichtig ist dabei, Bedingungen einzustellen, bei denen die Viskosität der Schmelze 2 nicht zu klein ist (sonst verlassen die Gase die Schmelze) und nicht zu gross ist (sonst können die Gasblasen nicht genug wachsen). Es hat sich gezeigt, dass die Viskosität der Schmelze 2 beim Auftreffen auf die Auffangfläche 8 vorteilhaft im Bereich zwischen 10 und 500 Pa.s liegt.On the collecting surface 8 , a gas is released in the melt film produced by the impact by splitting off gas or by reaction with the melt 2 , which gas foams the melt 2. It is important to set conditions under which the viscosity of the melt 2 is not too low (otherwise the gases will leave the melt) and is not too large (otherwise the gas bubbles cannot grow enough). It has been shown that the viscosity of the melt 2 when it strikes the collecting surface 8 is advantageously in the range between 10 and 500 Pa.s.
Ein wichtiger Parameter für die Einstellung der geeigneten Viskosität ist die Temperatur, die - abhängig vom zu schäumenden Material - typisch bei 1100-1350°C liegt. Daher ist es von Vorteil, die Auffangfläche 8 in einer thermisch isolierten Kammer 9 anzuordnen. Die Kammer 9 ist in Fig. 1 mit gestrichelten Linien schematisch dargestellt. Das Plattenband transportiert das geschäumte Material 10 ab. Wird ein Drehteller (nicht dargestellt) verwendet, dann transportiert dieser das schäumende Material ab bis zu einem Abstreifer.An important parameter for setting the appropriate viscosity is the temperature, which - depending on the material to be foamed - is typically 1100-1350 ° C. It is therefore advantageous to arrange the collecting surface 8 in a thermally insulated chamber 9. The chamber 9 is shown schematically in Fig. 1 with dashed lines. The apron conveyor transports the foamed material 10 away. If a turntable (not shown) is used, it transports the foaming material down to a scraper.
Es wurde beispielsweise Schlacke 2 aus einem Stahlwerksofen in einem
Schmelzofen 1, hier einem Drehkonverter, mittels Sauerstoff/Erdgas-Brenner
aufgeschmolzen und ein Schmelzestrahl, etwa 5 kg/min der Temperatur 1500C
durch Kippen des Konverters erzeugt. Die Zerstäubung erfolgte mit 50 Nm3/h O2 in
einer Zerstäubungseinheit 4. Anschliessend wurde 15 g/min Graphitpulver <
100 µm als Schäumungsmittel 6 zudosiert und das Material (Schlacke-
Schäumungsmittel-Gemisch 7) auf eine als Auffangfläche 8 dienende Metallplatte
aufgedüst. Das Material besteht aus Oxiden der folgenden Elemente, deren
prozentualer Anteil nachfolgend angegeben ist:
For example, slag 2 from a steelworks furnace in a melting furnace 1 , here a rotary converter, was melted by means of an oxygen / natural gas burner and a melt jet at about 5 kg / min at a temperature of 1500 ° C. was generated by tilting the converter. The atomization took place with 50 Nm 3 / h O 2 in an atomization unit 4 . Then 15 g / min graphite powder <100 μm was metered in as foaming agent 6 and the material (slag-foaming agent mixture 7 ) was sprayed onto a metal plate serving as a collecting surface 8. The material consists of oxides of the following elements, the percentage of which is given below:
Es wurde eine Schaumschlacke 10 der Dichte 0,6-0,8 g/cm3 erzeugt.A foamed slag 10 with a density of 0.6-0.8 g / cm 3 was produced.
In einem anderen Ausführungsbeispiel werden 50 kg eines Gemisches aus
Reststoffen aus der Müllverbrennung, nämlich einer Feinfraktion der Rostasche
und des Filterstaubes aus dem Elektrofilter, in einem Drehkonverter mit einem
Brenner aufgeschmolzen. Die entstehende Schmelze 2 besteht aus Oxiden der
folgenden Elemente, deren prozentualer Anteil nachfolgend angegeben ist:
In another embodiment, 50 kg of a mixture of residues from waste incineration, namely a fine fraction of the bottom ash and the filter dust from the electrostatic precipitator, are melted in a rotary converter with a burner. The resulting melt 2 consists of oxides of the following elements, the percentage of which is given below:
Die mit 5 kg/min ausfliessende Schmelze 2 (Temperatur etwa 1400°C) wird in eine Zerstäubungseinheit 4 mit Luft als Zerstäubungsgas 5 geleitet. Anschliessend werden als Schäumungsmittel 6 20 g/min Kalziumkarbid der maximalen Korngrösse 100 µm zugeführt. Die Mischung 7 trifft auf eine drehende Metallplatte (Auffangfläche 8) auf, auf der sie aufschäumt. Das abgekühlte geschäumte Material 10 wird zu einem unregelmässigem Schotter der charakteristischen Grösse einiger Zentimeter gebrochen. Die einzelnen Schotterstücke sind weitestgehend geschlossenporig und haben eine Dichte von etwa 0,5 g/cm3 und eine Druckfestigkeit von 5 kN/mm2; die Schüttdichte der Mischung beträgt etwa 0,3 g/cm3. The melt 2 flowing out at 5 kg / min (temperature about 1400 ° C.) is passed into an atomization unit 4 with air as the atomization gas 5 . Then 6 20 g / min calcium carbide with a maximum grain size of 100 μm are added as a foaming agent. The mixture 7 hits a rotating metal plate (collecting surface 8 ) on which it foams. The cooled foamed material 10 is broken into irregular gravel with the characteristic size of a few centimeters. The individual pieces of ballast are largely closed-pore and have a density of about 0.5 g / cm 3 and a compressive strength of 5 kN / mm 2 ; the bulk density of the mixture is about 0.3 g / cm 3 .
Das folgende Ausführungsbeispiel betrifft den Abtransport der aufschäumenden Mischung und wird in Verbindung mit den Fig. 2 bis 4 beschrieben.The following exemplary embodiment relates to the removal of the foaming mixture and is described in connection with FIGS .
Die aus dem Schmelzofen 1 kontinuierlich ausfliessende Schlacke 2 wird mittels
Ringdüse und einem geeigneten Zerstäubungsmittel 5 in der Art verdüst, dass
flüssige Tröpfchen oder Fäden entstehen. Diese werden mit einem ebenfalls in
den Gasstrom gebrachten Schäumungsmittel 6 möglichst homogen vermischt und
danach auf einen Stegförderer 11 gebracht und durch eine thermisch isolierte
Kammer 9 (Wärmekammer) gefördert, wobei der Schäumungsvorgang
abgeschlossen wird. Gemäss der Fig. 2 und 3, welche den Stegförderer 11
im Querschnitt (Fig. 2) und in einer Seitenansicht (Fig. 3) zeigen, besteht dieser
aus zwei Stahlrahmen, und zwar einem inneren Rahmen 12 und einem äusseren
Rahmen 13, auf denen jeweils bewegliche Stege 14a bzw. 14b angeordnet sind.
Die Rahmen 12 und 13 sind exzentrisch auf Laufrädern 15 und 16 gelagert, die
von einem Motor 17 über eine Wellenachse 18 angetrieben werden. Durch die
exzentrische Lagerung der Rahmen 12, 13 auf den Laufrädern 15, 16 führen die
an den entsprechenden Rahmen 12, 13 angebrachten Stege 14a und 14b
alternierend eine kombinierte Hub-/Vorschubbewegung aus. Dabei wird das
aufgesprühte und geblähte Material von den hochkommenden, am ersten
Rahmen 12 befindlichen Stegen 14a erfasst und um einige Millimeter bis einige
Zentimeter nach vorne gefördert. Der Rahmen 12 sinkt nun ab und die auf dem
zweiten Rahmen 13 montierten Stege 14b übernehmen den Schaum und fördern
diesen ebenfalls um den gleichen Betrag vorwärts. Je grösser die exzentrische
Abweichung der Rahmen 12, 13 von der Wellenachse 18 der Laufräder 15, 16 ist,
desto grösser ist die Hub-/Vorschubbewegung. Diese Art der Förderung hat
gegenüber von Plattenbändern, die sonst für diesen Zweck eingesetzt werden
können, folgende Vorteile:
The slag 2 continuously flowing out of the melting furnace 1 is atomized by means of an annular nozzle and a suitable atomizing agent 5 in such a way that liquid droplets or threads are formed. These are mixed as homogeneously as possible with a foaming agent 6, which is also brought into the gas flow, and then brought onto a web conveyor 11 and conveyed through a thermally insulated chamber 9 (heating chamber), the foaming process being completed. According to FIGS. 2 and 3, which show the web conveyor 11 in cross section ( FIG. 2) and in a side view ( FIG. 3), it consists of two steel frames, namely an inner frame 12 and an outer frame 13 on which respectively movable webs 14 a and 14 b are arranged. The frames 12 and 13 are eccentrically mounted on running wheels 15 and 16 which are driven by a motor 17 via a shaft axis 18. Due to the eccentric mounting of the frames 12 , 13 on the running wheels 15 , 16 , the webs 14 a and 14 b attached to the corresponding frames 12 , 13 alternately carry out a combined lifting / advancing movement. The sprayed and blown material is captured by the rising webs 14 a located on the first frame 12 and conveyed forward by a few millimeters to a few centimeters. The frame 12 now sinks and the webs 14 b mounted on the second frame 13 take over the foam and also convey it forward by the same amount. The greater the eccentric deviation of the frames 12 , 13 from the shaft axis 18 of the running wheels 15 , 16 , the greater the lifting / advancing movement. This type of conveyance has the following advantages over apron conveyors, which can otherwise be used for this purpose:
- 1. Beim Plattenband werden die einzelnen Platten zwischen Vor- bzw. Rücklauf einem starken Temperaturwechsel unterworfen. Beim Stegförderer entfällt der "kalte" Rücklauf.1. With the apron conveyor, the individual plates are moved between forward and reverse subject to a strong change in temperature. In the case of the bridge conveyor, the "cold" return.
- 2. Beim Plattenband strahlen die heissen, rücklaufenden Platten stark in die Umgebung ab, eine aufwendige Isolation ist nötig. Beim Stegförderer kann durch einen geeigneten Aufbau der einzelnen Stege in Feuerfestmaterial und Isolationsmaterial die Abstrahlung einfach verhindert werden. 2. With the apron conveyor, the hot, returning plates radiate strongly into the Environment, extensive isolation is necessary. With the dock conveyor through a suitable structure of the individual webs in refractory material and Isolation material the radiation can simply be prevented.
- 3. Beim Plattenband liegt ein wie oben beschrieben erzeugter Schaum statisch auf den Platten auf. Dies kann zu Temperaturinhomogenitäten innerhalb des Schaums führen. Beim Stegförderer wird der Schaum relativ zum Förderer immer wieder bewegt und damit werden solche Temperaturinhomogenitäten vermindert.3. In the case of the apron conveyor, there is a static foam generated as described above on the plates. This can lead to temperature inhomogeneities within the Foam. In the case of the dock conveyor, the foam is relative to the conveyor moved again and again and thus such temperature inhomogeneities reduced.
Die erfindungsgemäss erzeugte Schaumschlacke weist eine sehr gute Qualität auf und kann insbesondere als Kiesersatz überall dort eingesetzt werden, wo leichtes und/oder thermisch gut isolierendes Material benötigt wird. Die Dichte der entstehenden Schaumschlackestücke liegt im Bereich von 0,2 bis 1 g/cm3 und sie weist weitestgehend geschlossenen Poren auf.The foamed slag produced according to the invention is of very good quality and can be used in particular as a gravel substitute wherever light and / or thermally well insulating material is required. The density of the foam slag pieces formed is in the range from 0.2 to 1 g / cm 3 and it has largely closed pores.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiel beschränkt, z. B. können mehrere Stegförderer hintereinandergeschaltet werden. Of course, the invention is not limited to those described Embodiment limited, z. B. can have several bridge conveyors can be connected in series.
11
Schmelzofen
Melting furnace
22
Schmelze
melt
33rd
Additiv
Additive
44th
Zerstäubungseinheit
Atomization unit
55
Zerstäubungsgas
Atomizing gas
66th
Schäumungsmittel
Foaming agent
77th
Schlacke-Schäumungsmittel-Gemisch
Slag-foaming agent mixture
88th
Auffangfläche
Collecting area
99
Thermisch isolierte Kammer
Thermally insulated chamber
1010
Geschäumtes Material, Schaumschlacke
Foamed material, foamed slag
1111
Stegförderer
Dock conveyor
1212th
Äusserer Rahmen
Outer frame
1313th
Innerer Rahmen
Inner frame
1414th
Stege auf Pos. Bars on pos.
1212th
, ,
1313th
1515th
Laufrad
Wheel
1616
Laufrad
Wheel
1717th
Motor
engine
1818th
Wellenachse
Shaft axis
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19932382A DE19932382A1 (en) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | Production of a foamed slag used as a building insulating material comprises forming a liquid slag in a melting furnace, removing as a stream, and spraying with a high speed gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19932382A DE19932382A1 (en) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | Production of a foamed slag used as a building insulating material comprises forming a liquid slag in a melting furnace, removing as a stream, and spraying with a high speed gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19932382A1 true DE19932382A1 (en) | 2001-01-18 |
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ID=7914402
Family Applications (1)
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| Country | Link |
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