WO2002064257A2 - Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von schlacken zu granulaten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Schlacken, die bei der Stahlerzeugung und/oder der Stahlbearbeitung entstehen und die kontinuierlich oder diskontinuierlich abgezogen, in einen ersten Auffangbehälter geleitet und schliesslich nach Verfestigung gelagert oder weiterverarbeitet werden. Erfindungsgemäss sollen die Schlacken aus einem ersten Auffangbehälter (10) in flüssiger Form im freien Fall auf oder in eine gekühlte, vorzugsweise wassergekühlte, Brech- und/oder Pralleinrichtung (12) vergossen werden, von wo aus sie schwerkraftbedingt in granulierter Form in einen zweiten Auffangbehälter (14) fallen.

Description

Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Schlacken zu Granulaten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Schlacken, die bei der Erzeugung oder Verarbeitung von Metall-Legierungen anfallen und die aus dem Prozeß kontinuierlich oder diskontinuierlich in einen Auffangbehalter abgezogen werden, aus dem die Schlacke in zunächst flüssiger Form einer Zwischenlagerung oder Endlagerung zugeführt wird.

Bei der Roheisenerzeugung oder auch anderen metallurgischen Prozessen fallen auf dem Badspiegel Schlacken an, die für die Endprodukte unerwünschte Begleiter enthalten und somit bei Bedarf von Zeit zu Zeit abgezogen werden. Die anfallenden Schlackenmengen werden in einem Auffangbehalter gesammelt, der nach dem Stand der Technik nach Befüllen durch Ausgießen entleert wird. Im einfachsten Fall werden die Schlacken in einen Bunker oder auf einer Halde abgegossen und durch Bespritzen mit Wasser zur Abkühlung und zum Erstarren gebracht. Hierbei besteht eine nicht vernachlässigbare Explosionsgefahr sowohl durch die Freisetzung von Wasserstoff als auch durch eine spontane Überhitzung des Wasserdampfes. Die Explosionsgefahr kann zwar durch die Verwendung von großen Wasserströmen reduziert werden, jedoch müssen dann wiederum Vorkehrungen getroffen werden, um die großen Wassermengen wieder abzuführen. Hierzu können entsprechend große platzaufwendige Dekantierbecken oder auch Entwässerungstrommeln verwendet werden. Bei kleineren anfallenden Schlackenmengen erweisen sich jedoch solche Maßnahmen einschließlich der damit verbundenen Kosten als zu aufwendig.

Darüber hinaus ist bei den vorbeschriebenen explosionsartigen Vorgängen auch ein Wegschleudern flüssiger, teilerstarrter oder auch fester Schlackenbestandteile nicht zu vermeiden, wodurch eine nicht unerhebliche Gefährdung des Bedienungsperso- nales gegeben sein kann. Schließlich entstehen bei der beschriebenen Wasserkühlung auch weitere, zum Teil schädliche Gase, die ungehindert in die Umwelt ausströmen.

Aus der WO 00/00649 ist eine Vorrichtung zum Naßgranulieren von flüssiger Schlacke bekannt, die ein Granulierbecken mit einer Eindüsvorrichtung für das Granulierwasser, ein vom Granulierbecken abgetrenntes Dekantierbecken, in welchem sich die Schlacke als Granulat absetzt, und eine Vorrichtung zum Einleiten des Granulat-Wasser-Gemisches aus dem Granulierbecken in das Dekantierbecken enthält, wobei die Vorrichtung zum Einleiten des Granulat-Wasser-Gemisches aus dem Granulierbecken in das Dekantierbecken mindestens einen länglichen Verteilerkanal umfaßt, der sich über das Dekantierbecken erstreckt. Der Verteilerkanal weist an seiner Unterseite über seine Länge verteilte Ausflußmittel über das Granulat- Wasser-Gemisch auf. Im Dekantierbecken ist unterhalb des mindestens einen Ver- teilerkanales ein senkrechter, nach unten offener Einströmschacht ausgebildet, in den die Ausflußmittel für das Granulat-Wasser-Gemisch einmünden. Auch diese Vorrichtung bzw. das damit durchführbare Verfahren sind relativ aufwendig.

Aus der WO 00/50647 ist ein Verfahren zum Granulieren und Zerkleinern von flüssigen Schlacken bekannt, bei welchem flüssige Schlacken in eine Expansionskammer und eine Kühlzone eingebracht werden, wobei die flüssige Schlacke in eine unter Unterdruck stehende Expansionskammer eingesaugt und mit einem Treibstrahl in die Kühlzone transportiert wird. Als Treibstrahl wird Hochdruckwasser mit einem Druck über 50 bar oder überhitzter Dampf mit Temperaturen von über 800°C eingesetzt

Die WO 99/42623 beschreibt ein Verfahren zum Granulieren und Zerkleinern von flüssigen Schlacken, insbesondere Hochofenschlacken, mit Wasser, bei welchem in die Schlacke ein Druckwasserstrahl gerichtet wird. Mit dem Druckwasserstrahl sollen in der Schlacke vor dem Ausbringen Gase, insbesondere Sauerstoff, Luft und/oder Sauerstoff-Inertgasgemische, gelöst werden, wobei Eisenanteile der Schlacke quantitativ oxidiert werden, die Schlacke mit dem Druck des Druckwassers über eine Schlackenöffnung ausgepreßt wird und als Mantel des Druckwasserstrahles ausgestoßen wird. Aufzubringende Druckwasser-Drücke liegen zwischen 35 bar bis 160 bar. Auch bei den zuletzt beschriebenen Verfahren muß ein hoher apparativer und teuerer Aufwand erbracht werden, der bei kleineren anfallenden Schlackenmengen aus wirtschaftlicher Sicht unvertretbar hoch ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen.

Die Schlacke wird aus dem Auffangbehalter auf oder in eine gekühlte, vorzugsweise wassergekühlte Brech- und/oder Pralleinrichtung vergossen, von wo aus sie schwerkraftbedingt in granulierter Form in einen

weiteren Auffangbehalter fällt. Die Brech- und/oder Pralleinrichtung kann ein oder mehrere Prallblech(e) und/oder eine rotierende Trommel und/oder rotierende gegenläufige Walzen aufweisen. Gießt man die flüssige Schlacke mit einem geringen Volumenstrom auf ein gekühltes Prallblech, eine Trommel oder in dem Bereich von Walzen ab, so entstehen beim Auftreffen der Flüssigkeit auf die gekühlten Körper bereits an ihrer Außenperipherie erstarrte Kleinstpartikel, die als Granulat in einen Sammelbehälter für die Zwischen- oder Endlagerung aufgefangen werden können. Die Prallbleche oder Trommeln oder Walzen können ggf. kaskadenartig aufgebaut sein, so dass bei dem Aufschlagen eines nur an der äußeren Peripherie erstarrten, aber innen flüssigen Schlacken-Körpers auf ein weiteres Prallblech dieser berstend in kleinere Partikel zerfällt. Auch kann durch gegenläufig rotierende Walzen, die in einem einstellbaren Spaltabstand gegenüberliegend angeordnet sind, ein Auslaßspalt gebildet werden, in dem die gegeneinander rotierenden Walzen teilerstarrte Körper zu kleineren Partikeln aufbrechen, die dann schwerkraftbedingt in den Sammelbehälter fallen. Im einfachsten Fall ist es möglich, die Schlacke aus dem Auffangbehalter aus 1 m bis 4 m, vorzugsweise 2 m bis 3 m Höhe auf eine Kupferplatte zu vergießen, die mit ihrem unteren Rand in ein Wasserbad eintaucht. Die auf dieser Platte auftreffenden, durch den vorherigen freien Fall schon geringfügig abgekühlten Schlackenbestandteile zerplatzen, wobei sei bei Berührung der wassergekühlten Platte eine ihre Erstarrung bewirkende Abkühlung erhalten.

Die über den Plattenrand rollenden oder wegspritzenden, zumindest an ihrer Außenhaut (teil-)erstarrten Schlackenteile fallen in ein ringförmiges Wasserbecken. Die auf der Platte angesammelten granulierten Schlackenbestandteile sowie die in der ringförmigen Wasserrinne befindlichen können von Zeit zu Zeit beseitigt werden. Dies kann z.B. in der Form geschehen, dass die Platte mit einem Hubwerkzeug aus der Einrichtung herausgehoben und durch eine neue bzw. von Schlackenbestandteilen befreite Platte ersetzt wird. In entsprechender Weise kann die Wasserrinne zum Auffangen der Schlackenbestandteile als Siebe ausgestaltet sein, das ebenfalls von Zeit zu Zeit herausgehoben und entleert wird.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, die Plattenoberfläche leicht kegelig auszubilden, so dass durch die kegelförmige Abschrägung ein möglichst großer Bestandteil der Schlackenbestandteile nach außen abrollt bzw. abspritzt und in eine ringförmige Wasserrinne bzw. einen in einem Wasserbad eingetauchten ringförmigen Siebkörper fällt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es ebenso möglich, aus dem Auffangbehalter die flüssige Schlacke in einen gekühlten, vorzugsweise beweglich angeordneten Trichter zu vergießen, der an seinem unteren verjüngten Ende eine rotierende Trommel aufweist, die zusammen mit einer gegenüberliegenden Trichterwand oder einer weiteren, gegenläufig rotierenden Trommel einen, vorzugsweise in seine Breite verstellbaren Auslaßspalt bildet. Durch Kühlung der Trommel bzw. des Trichteraus- lasses und durch eine brechend-granulierende Wirkung der mindestens einen rotierenden Trommel ist eine Zerkleinerung der teilerstarrten Schlackenbestandteile auf eine durch den Auslaßspalt definierte Größenordnung gewährleistet.

Vorzugsweise bestehen die verwendeten Prallkörper, Trichter, rotierenden Trommeln oder sonstige gekühlte Brech- und Prall-einrichtungen aus Kupfer und/oder weisen eine warzenartige Bewehrung an ihrer Oberfläche auf, die vorzugsweise aus einem verschleißbeständigen Material, insbesondere aus Keramik, Hartmetall oder Cermets besteht.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst, bei dem vorzugsweise die flüssige Schlacke unter einer Einhausung gekühlt und granuliert wird. Durch eine verwendete Einhausung kann das Ausströmen von umweltschädlichen Gasen und das unkontrollierte explosionsartige Abspritzen von Schlackenteilen auf einfache, preiswerte Weise verhindert werden. Die Kühlung und Granulierung der Schlacken kann in einem entsprechenden geschlossenen Raum ggf. über eine größere Zeitdauer erstreckt werden, um ein schockartiges Erstarren mit den damit verbundenen Gefahren zu verhindern.

Die im Innenraum der Einhausung entstehenden Gase und/oder Stäube werden vorzugsweise abgezogen und einem Gas- und/oder Staubfilter zugeführt. Ausströmende Gase können somit gereinigt bzw. "gewaschen" in die Umwelt abströmen.

Falls erwünscht, kann die bereits granulierte Schlacke vor ihrer End- oder Zwischenlagerung noch über eine Brech- oder Mahlvorrichtung zu einer weiteren Zerkleinerung geleitet werden. Das granulierte Stückgut kann ggf. zur völligen Verfestigung noch über eine lineare Kühlstrecke geführt werden, bevor es in einen für die End- oder Zwischenlagerung vorgesehenen Sammelbehälter abgeworfen wird.

Nach einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung, bei der die Schlackekühlung und -aufbereitung durchgeführt werden kann, ohne dass die Schlacke mit Wasser in Berührung kommt, wird die flüssige Schlacke im freien Fall auf einen gekühlten, um eine vertikale Achse rotierenden Formkörper gegossen, wobei die Rotationsgeschwindigkeit des Formkörpers so gewählt ist, dass die Schlackebestandteile seitlich in Richtung auf eine Prallwand geschleudert werden, die Bestandteil eines topfförmi- gen Auffangbehälters ist. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht zunächst darin, dass die physikalisch wie chemisch in ihrer Wirkung nur schwer kontrollierbare Abschreckung der Schlacke durch Wasser vermieden wird. Dies betrifft sowohl die Entstehung von Gasen, die bei der Reaktion von Schlacke mit Wasser entstehen als auch das praktisch nicht kontrollierbare Wegspritzen von kleinen Schlackebestandteilen, durch das das Bedienungspersonal in der Nähe der Schlackebehandlungsvorrichtung gefährdet ist. Durch eine entsprechende Abgießvorrichtung wird die Schlacke auf den genannten Rotationskörper abgegossen, wobei sie beim Aufprall nicht nur abkühlt, sondern auch in kleine Partikelgrößen zersprengt wird. Soweit die Schlackepartikel infolge ihrer geringen kinetischen Energie nicht bereits als hinreichend teilerstarrte Partikel von dem Prallkörper in den Auffangbehalter abrollen oder in einer bogenförmigen Bewegung seitlich hiervon in den Auffangbehalter fallen, werden die radial abgeschleuderten übrigen Partikel durch die ringsum angeordnete Prallwand abgefangen, die zunächst einmal verhindert, dass erstarrte Schlackegranulate in die Außenumgebung außerhalb des Auffangbehälters gelangen. Des weiteren werden größere Schlackebestandteile, die dann zumeist nur eine dünne feste Haut besitzen, aufgesprengt, so dass die Prallwand eine zusätzliche Zerkleinerung bewirkt.

Sowohl der rotierende Formkörper als auch die diesen umgebende Prallwand werden gekühlt, was vorzugsweise durch entsprechend dort integrierte Kühlmittelkanäle geschehen kann. Der Formkörper sowie die Prallwand bestehen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder sind mit einer solchen Legierung beschichtet.

Das vorgenannte Verfahren wird vorzugsweise mit einer Vorrichtung durchgeführt, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass die Brech- oder Prallein- richtung ein um eine vertikale Achse rotierbarer Formkörper ist, der ringsum von einer Prallwand umgeben ist, die nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung Teil des topfförmigen Auffangbehälters ist. diese Vorrichtung kommt mit wenigen Bauteilen aus und besitzt den Vorteil eines geringen Platzbedarfs. Die Prallwand kann vertikal oder leicht geneigt zur Vertikalen angeordnet sein, so dass sie vorzugsweise einen Mantel eines Kegelstumpfes bildet.

Hinsichtlich des rotierbaren Formkörpers bestehen mehrere Gestaltungsmöglichkeiten. Im einfachsten Fall ist der Formkörper im wesentlichen kegelförmig ausgebildet, wobei Abwandlungen zu balligen konvexen wie konkaven Formgestaltungen möglich sind. Wie bereits vorstehend erwähnt besitzen der Formkörper und/oder die Prallwand und/oder der Auffangbehalter mit Kühlwasser gespülte Kühlkanäle, wobei die genannten Teile wegen der großen Wärmeleitfähigkeit vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen.

Nach einer weiteren Ausführungsform besitzt der rotierbare Formkörper an seiner Oberseite, die vorzugsweise kegelmantelförmig ausgebildet ist, Rippen und/oder Nuten, die strahlen- oder bogenförmig von innen nach außen verlaufen. Diese Rippen sorgen dafür, dass die auftreffenden Schlacketeile einen zusätzlichen gerichteten Puls erhalten, der ein Anbacken wirksam verhindert.

Um eine Vorrichtung zu schaffen, die einfach aufgebaut ist, einen möglichst geringen Platzbedarf, insbesondere im Hinblick auf die Bauhöhe erfordert und bei der eine schnelle Abkühlung und Zerschlagung gewährleistet sind, wird vorgeschlagen, dass die Bruch- und Pralleinrichung aus einem in einem Wasserbad zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, eintauchenden balligen Körper mit einer konvexen räumlichen Außenmantelfläche, vorzugsweise einem zumindest im wesentlichen halbkugel- oder pilzförmigen Körper besteht. Das Wasserbad mit der Brech- und Pralleinrichtung befindet sich unterhalb einer Einhausung, so dass etwa infolge der drastischen Abkühlung abspritzenden Schlackebestandteile abgefangen werden können. Ferner können entstehende Gase bei zumindest weitgehender Abkapselung des Innenraumes der Vorrichtung, in dem die Abkühlung vorgenommen wird, durch eine Absaugeinrichtung abgezogen werden.

Anders als bei dem Verfahren nach DE 195 19 284 C1 wird über eine Einlaßöffnung die flüssige Schlacke zentral auf den balligen Körper gelenkt, der durch das Wasserbad selbst und/oder durch zusätzliche Kühlmittelkanäle in seinem Inneren gekühlt wird. Der Schlackestrom wird beim Aufprall, bedingt durch die Konvexität des balligen Körpers, aufgeteilt und in radialer Richtung abgelenkt. Durch das Wasserbad, das unter Aufrechterhaltung eines geschlossenen Kühlkreislaufes deutlich unterhalb der Verdampfungstemperaturgrenze (100°C) gehalten wird, führt zu einer raschen Erstarrung der einzelnen Schlackebestandteile, die sich ringsum der Brech- und Pralleinrichtung ansammeln und kontinuierlich oder diskontinuierlich mittels Schabern abtransportiert werden können.

Nach einer Weiterbildung dieser Erfindung kann der Boden des Wasserbades auch als schiefe Ebene, d.h. schräg zur Horizontalen angeordnet sein, so dass die sich dort ansammelnden Granulate schwerkraftbedingt zum tiefsten Punkt des Bodens rutschen, wo eine Schlacke-Entnahmeöffnung vorgesehen ist. Soweit die Neigung der schiefen Ebene nicht bereits ausreicht, um die Abfuhr der granulierten Schlacketeile zu gewährleisten, wird zumindest die Transportbewegung durch einen Schaber erheblich erleichtert.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Boden, zumindest ringsum des halbkugeligen, pilzförmigen oder sonstigen balligen Körpers auch als rotierende Fläche ausgebildet sein, welche die erstarrten Schlacketeilchen abfördert. Eine solche Konstruktion ist insbesondere dann besonders wirkungsvoll, wenn die rotierende Fläche als Teil der schiefen Ebene des Wasserbadbodens ausgebildet ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht des Verfahrensablaufes,

Fig. 2 eine alternative Ausgestaltung einer kühlbaren

Brech- und Pralleinrichtung,

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer wassergekühlten Prallplatte,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Pralleinrichtung mit einer an ihrer Dachfläche leicht kegelig ausgebildeten Prallplatte.

Fig. 5 eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform in einer teilgeschnittenen Ansicht und

Fig. 6 eine alternative Ausführungsform und

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen rotierenden Formkörper nach Fig. 6,

Fig. 8 eine schematische, teilgeschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 9 eine schematische Teilansicht des Wasserbades in einer alternativen Ausführungsform und

Fig. 10 eine Draufsicht auf das Wasserbad gemäß Fig. 9. Die in einem Auffangbehalter 10 gesammelte flüssige Schlacke wird, wie durch Pfeil 11 angedeutet, in eine wassergekühlte Brech- und Pralleinrichtung 12 vergossen, von wo aus sie auf ein als Kühlstrecke ausgebildetes Förderband 13 in granulierter Form fällt und schließlich in einen Sammelbehälter 14 abgeworfen wird. Bis auf eine Eingießöffnung 15 und eine Auslaßöffnung 16 sind die Brech- oder Pralleinrichtung und der Abförderer 13 von einer umseitig geschlossenen Einhausung 17 umgeben, aus der entstehende Gase und Stäube (siehe Pfeil 18) in eine Gasreini- gungs- und Entstaubungseinrichtung 19 und von dort aus (siehe Pfeil 20) ins Freie geleitet werden.

Die Brech- und Pralleinrichtung 12 besteht im vorliegenden Fall aus zwei schräggestellten Prallblechen 21 , unterhalb denen im Abstand voneinander und einen Spalt freilassende Trommeln 22 angeordnet sind. Die Prallbleche 21 und die Trommeln 22 sind wassergekühlt, so dass hierauf fallende Schlacketeile an ihrer Außenperipherie durch Temperaturerniedrigung teilweise erstarren. Die Trommeln 22 können an ihrer Mantelperipherie Bewehrungen in Form von Warzen, Dornen oder ähnlichem aufweisen, durch die bei der gegebenen gegenläufigen Rotation ein weiteres Aufbrechen bzw. Zerkleinern der durch den betreffenden Spalt geführten Schlackemengen gewährleistet ist.

Eine alternative Prall- und Brecheinrichtung zeigt Fig. 2, die eine ebenfalls trichterförmige Anordnung besitzt. Unterhalb des schrägliegenden Prallbleches 23 ist eine rotierende Trommel 25 angeordnet, die zusammen mit dem verlängerten vertikal gerichteten Schenkel 26 des Prallbleches 24 einen Ausgangsspalt bildet, durch die das Schlackengranulat in teilerstarrter Form hindurchfällt.

Eine einfach aufgebaute Vorrichtung zeigt Fig. 3, bei der eine in der Draufsicht kreisförmig ebene Prallplatte verwendet wird. Die quaderförmige Platte taucht mit ihrem unteren Rand in ein Wasserbad 28. Aus ca. 2 bis 3 m Höhe herabfallende flüssige Schlacken treffen auf die wassergekühlte Kupferplatte, von wo sie seitlich wegspritzen und in das Wasserbad bzw. im vorliegenden Fall in einen ringschalen- förmigen Siebkörper 29 fallen. Diese Platte und/oder der Siebkörper können nach Verschleiß oder bei Anhäufung großer granulierter Schlackenmenge auf der Platte mit einem Hubmittel aus dem Wasserbad entfernt und entleert bzw. durch eine neue Platte bzw. ein neues Sieb ersetzt werden.

Wie in Fig. 4 anhand der dort dargestellten Prallplatte 30 erkennbar, kann die Plattendachfläche 31 auch leicht kegelig ausgebildet sein.

Grundsätzlich sind Abwandlungen der dargestellten Ausführungsformen in der Weise möglich, dass die ausgegossene Schlacke zunächst über Einlauftrichter, Rutschen oder Linearförderer von der Einhausungsöffnung 15 wegführend gefördert wird, bevor die im wesentlichen flüssige Schlacke in eine Prall- oder Brecheinrichtung abfällt. Gleichermaßen ist es möglich, statt Förderbändern zur Linearförderung der Schlacken Schwingrinnen zu verwenden.

Ebenso liegen Ausgestaltungen im Rahmen der Erfindung, bei denen mehrere kaskadenartig übereinander angeordnete schräggestellte Prallbleche vorgesehen sind, über die stufenweise die Schlacke jeweils mit fortlaufender Zerkleinerung und Teilverfestigung nach unten geführt wird. Etwaige volumengrößere und vollständig erstarrte Barte oder sonstige nicht mehr durch eine Prall- und Brecheinrichtung ohne weiteres zerkleinerbare Stücke können ggf. vor dem Abgießen entfernt werden.

Fig. 5 und 6 zeigen einen Auffangbehalter 110 mit einem Boden 111 , ein rotierender Formkörper 112 bzw. 113 sowie ein Prallblech 114.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Anordnung ist der rotierende Formkörper 112 drehbar (siehe Pfeil 115) gelagert und in seinem oberen Bereich ringsum von einem fest installierten Prallblech 114 umgeben. Von oben über eine geeignete Aufgabeeinrichtung vergossene und schwerkraftbedingt herabfallende Schlacke trifft auf den rotie- renden kegeligen Formkörper 112, der über nicht dargestellte Kühlkanäle wassergekühlt wird. Der Formkörper 112 besteht aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, so dass stets eine relativ kühle Manteloberfläche gewährleistet ist. Die herabfallenden Schlackebestandteile prallen auf den rotierenden Körper 112, von wo aus sie seitlich abgeschleudert werden. Etwaige, nach oben geschleuderte Partikel werden von dem Prallblech 114 abgefangen, das vorzugsweise ebenfalls aus Kupfer besteht und wassergekühlt ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass aufgegebene Schlacke durch Kontakt mit gekühlten Oberflächen nicht nur in granulatförmige Partikel zerteilt wird, sondern auch infolge ihrer Wärmeabgabe hinreichend teilerstarrt, so dass auf dem Boden 111 der Vorrichtung praktisch keine flüssigen Bestandteile angesammelt werden. Das Schlackegranulat kann vom Boden über geeignete Entnahmeöffnungen, ggf. unter Zuhilfenahme von Schiebern oder ähnlichem entnommen werden.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform dienen die vertikalen Seitenwände 116 des Auffangbehälters als Prallwand. Zudem hat der Formkörper 113 eine konkav ausgebildete Mantelfläche. Die Arbeitsweise ist prinzipiell die gleiche wie bei der Vorrichtung nach Fig. 5. Von oben aufgegebene flüssige Schlacke trifft auf den wassergekühlten Formkörper 113, wo sie infolge des Wärmeübergangs nicht nur abgekühlt, sondern auch in Granulatform aufbereitet wird. Etwa seitlich abgeworfene Schlackepartikel werden auf die umliegende Wand 116 des Auffangbehälters geschleudert, wo sie ggf. eine weitere Zerteilung erfahren und auf den Boden 111 abfallen, von wo aus sie kontinuierlich oder diskontinuierlich abgeführt werden können.

Fig. 7, die eine Draufsicht auf den rotierenden Formkörper gemäß Fig. 6 zeigt, sind verschiedene mögliche Ausführungsvarianten zu entnehmen. Zum einen ist eine radial angeordnete Rippe 117, die geradlinig bzw. geradflächig verläuft ebenso möglich wie bogenförmig gekrümmte Rippen 118, die sich vorzugsweise ringsum erstrecken. Der Erfindungsgedanke schließt auch Oberflächengestaltungen des rotierenden Formkörpers mit ein, die beliebig geformte Erhebungen aufweisen. Allerdings ist bei der Oberflächengestaltung darauf zu achten, dass Nieschenbereiche, in denen sich Schlackebestandteile, Schmutz oder ähnliches ansammeln können, vermieden werden. Die Rippen oder Erhebungen sind stets so zu gestalten, dass ein optimaler Abtransport der erstarrten Schlacke radial nach außen gewährleistet ist.

Kernstück einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 8 bis 10 ist das Wasserbad 210, in dem möglichst zentral ein balliger, hier im wesentlichen halbkugelförmiger Körper 211 als Brech- und Pralleinrichtung angeordnet ist. Dieser Körper besteht vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung und besitzt Kühlmittelkanäle 212, die mit Wasser durchspült werden. Im vorliegenden Fall ist der halbkugelige Körper 211 unterhalb der Wasseroberfläche 213 angeordnet. Oberhalb des Wasserbades befindet sich eine Einhausung 214 in Form einer Haube, welche eine Öffnung 215, die hier als schräg liegender Kanal ausgebildet ist, besitzt. Über diese Öffnung wird in Richtung des Pfeiles 216 die Schlacke zugeführt, die dann auf den Körper 211 fällt, von wo aus sie bei zentraler Aufgabe radial in alle Seiten abspritzt. Beim Eintauchen in das Wasserbad 217 erfährt die Schlacke eine rasche Abkühlung, die zu einer Teilerstarrung führt. Aufgrund der relativ hohen Fallgeschwindigkeit zerbrechen diese teilerstarrten Schlackengranulate beim Auftreffen auf den Körper 211 , so dass ein hinreichenden, leicht schüttfähiges Granulat erzeugt wird, welches sich am Boden 218 des Wasserbades ansammelt und von Zeit zu Zeit abgeschöpft oder mittels eines Schabers seitlich ausgetragen wird, wozu entsprechende Entnahmeöffnungen vorgesehen sind.

Fig. 9 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 8, bei der der Boden des Wasserbades als schiefe Ebene 219 ausgebildet ist. Fig. 9 entnimmt man weiterhin die Abwandlung, nach der der pilzförmige Körper 211 nur teilweise in das Wasser eintaucht. Der Vorteil einer schiefen Ebene 219 besteht darin, dass die ringsum den Prallkörper 211 herabfallenden Schlacketeile schwerkraftbedingt all- mählich "nach unten wandern" und sich in einem separaten Teil 220 sammeln, wo sie über eine nicht dargestellte Entnahmeöffnung kontinuierlich oder diskontinuierlich abgezogen werden können.

Eine weitere Ausführungsvariante, die insbesondere mit der Konstruktion nach Fig. 9 Vorteile bringt, ist in Fig. 10 dargestellt. Hierbei ist der sich ringsum den Prallkörper 211 erstreckende Boden als rotierende Scheibe 221 ausgebildet, die zusätzliche, hier bogenförmige Rippen 222 aufweist, die sich im wesentlichen in radialer Richtung erstrecken. Ist der gesamte Boden der schiefen Ebene 219 als rotierende Scheibe 221 ausgebildet, d.h. ist die rotierende Scheibe seitlich geneigt, wird infolge der Rotation (siehe Pfeil 223) unterstützt durch die Rippen 222 das sich dort ansammelnde Schlackengranulat stetig auf den Boden 224 des seitlichen Behälterteils 220 gefördert, von wo die sich ansammelnden Schlackengranulate über eine Entnahmeöffnung entfernt werden können. Die Temperatur des Wasserbades wird durch geeignete Maßnahmen unterhalb der Wasser-Verdampfungstemperatur gehalten. Vorzugsweise sind alle mit der Schlacke in Berührung kommenden Teile, insbesondere der Prallkörper 211 sowie der Boden 218, 219 bzw. die Scheibe 221 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt oder mit einem solchen Material beschichtet.

Vorzugsweise werden die Ausführungsvarianten nach Fig. 9 und 10 ebenfalls mit einer Einhausung 214 kombiniert, um oberhalb des Wasserbades entstehende Gase abziehen zu können und die Umgebung vor etwaigen abspritzenden Schlacketeilen zu schützen, die durch die Innenwand der Einhausung 214 abgefangen werden.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Aufbereitung von Schlacken, die bei der Stahlerzeugung und/oder Stahlbearbeitung entstehen und die kontinuierlich oder diskontinuierlich abgezogen, in einen ersten Auffangbehalter geleitet und schließlich nach Verfestigung gelagert oder weiterverarbeitet werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Schlacke aus dem ersten Auffangbehalter in flüssiger Form im freien Fall auf oder in eine gekühlte, vorzugsweise wassergekühlte Brech- und/oder Pralleinrichtung vergossen wird, von wo aus sie schwerkraftbedingt in granulierter Form in einen zweiten Auffangbehalter fällt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Brech- und/oder Pralleinrichtung ein oder mehrere Prallblech(e) (21 , 23, 24), rotierende Prallbleche und/oder rotierende gegenläufige Walzen (22) aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlacke aus einer Höhe von 1 m bis 4 m, vorzugsweise 2 m bis 3 m auf eine horizontal angeordnete ebene oder leicht kegelige Platte (27, 30) geschüttet wird, deren unterer Rand in ein Wasserbad (28) eintaucht.

4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Auffangbehalter die flüssige Schlacke in einen gekühlten, vorzugsweise beweglich angeordnetem Trichter (23, 24) vergossen wird, der an seinem unteren verjüngten Ende eine rotierende Trommel (25) aufweist, die zusammen mit einer gegenüberliegenden Trichterwand (26) oder einer weiteren Trommel einen Auslaßspalt bildet, der vorzugsweise in seiner Breite einstellbar ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallkörper oder die Trichter oder die rotierende Trommel aus Kupfer bestehen und/oder eine warzenartige Bewehrung an ihrer Oberfläche aufweisen, die vorzugsweise aus einem verschleißbeständigen Material, insbesondere aus Keramik, Hartmetall oder Cermets besteht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Schlacke im freien Fall auf einen gekühlten, um eine vertikale Achse rotierenden Formkörper (112, 113) gegossen wird, wobei die Rotationsgeschwindigkeit des Formkörpers so gewählt ist, dass die Schlackebestandteile seitlich in Richtung auf eine Prallwand (114, 116) geschleudert werden, die Bestandteil eines topfförmigen Auffangbehälters ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Formkörper (112, 113), der vorzugsweise aus Kupfer besteht, und/oder durch die Prallwand (114, 116) bzw. den topfförmigen Behälter (110) Kühlwasser in einem geschlossenen Kreislauf geleitet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brech- und Pralleinrichtung aus einem in einem Wasserbad zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig eintauchenden balligen Körper (211) mit einer konvexen räumlichen Außenmantelfläche, vorzugsweise einem zumindest im wesentlichen halbkugel- oder pilzförmigen Körper besteht.

9. Verfahren nach Anspruch 8„ dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (219) des Wasserbades schräg zur Horizontalen geneigt wird und an seinem tiefsten Punkt über eine Entnahmeöffnung die Schlacke abgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden zumindest ringsum des halbkugeligen, pilzförmigen oder sonstigen balligen Körpers (211) rotiert.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierende Boden an seiner Oberseite Rippen (222) besitzt, die sich im wesentlichen radial erstrecken und vorzugsweise bogenförmig gekrümmt sind und die das Schlackengranulat in Richtung der Entnahmeöffnung fördern.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die flüssige Schlacke unter einer Einhausung (214) gekühlt und granuliert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Einhausung entstehende Gase und/oder Stäube abgezogen und einem Gas- und/oder Staubfilter zugeführt werden.

14. Vorrichtung zur Aufbereitung von Schlacken, die bei der Stahlerzeugung und/oder Stahlbearbeitung entstehen und die kontinuierlich oder diskontinuierlich abgezogen, in einen Auffangbehalter geleitet und schließlich nach Verfestigung gelagert oder weiterverarbeitet werden, wobei die flüssige Schlacke, vorzugsweise unter einer Einhausung auf eine gekühlte, vorzugsweise wassergekühlte Brech- und/oder Pralleinrichtung vergossen wird, von wo aus sie schwerkraftbedingt in granulierter Form in einen weiteren Auffangbehalter fällt, dadurch gekennzeichnet, dass die Brech- und Pralleinrichtung aus einem im wesentlichen kegeligen oder balligen Körper mit einer konvexen und/oder konkaven räumlichen Außenmantelfläche, vorzugsweise einem zumindest im wesentlichen halbkugel- oder pilzförmigen Körper besteht, der vorzugsweise zumindest teilweise in ein Wasserbad eintaucht.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (19) des Wasserbades schräg zur Horizontalen angeordnet ist und an seinem tiefsten Punkt eine Schlacke-Entnahmeöffnung aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden zumindest ringsum des halbkugeligen, pilzförmigen oder sonstigen balligen Körpers (11) als rotierende Fläche (21) ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Fläche an ihrer Oberseite Rippen (22) besitzt, die sich im wesentlichen radial erstrecken und vorzugsweise bogenförmig gekrümmt sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Brech- oder Pralleinrichtung ein um eine vertikale Achse rotierbarer Formkörper ist, der ringsum von einer Prallwand umgeben ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallwand Teil eines topfförmigen Auffangbehälters ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19 dadurch gekennzeichnet, dass die Prallwand vertikal angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierbare Formkörper kegelförmige aufgebaut ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der rotierbare Formkörper und/oder die Prallwand und/oder der Auffangbehalter Kühlkanäle aufweist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierbare Formkörper und/oder die Prallwand und/oder der Auffangbehalter aus Kupfer bestehen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierbare Formkörper an seiner Oberseite, vorzugsweise an seinem Kegelmantel Rippen aufweist, die vorzugsweise strahlenförmig oder bogenförmig von innen nach außen verlaufen.