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WO2003012150A2 - Verfahren zum dünnschichtigen auftragen metallurgischer schlacken auf ein endlos umlaufendes förderband - Google Patents

Verfahren zum dünnschichtigen auftragen metallurgischer schlacken auf ein endlos umlaufendes förderband Download PDF

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WO2003012150A2
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burner
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Definitions

  • the invention relates to a method for thin-layer application of metallurgical slags to an endlessly rotating conveyor belt, the molten slag being filled via a filling opening into an intermediate vessel which can be heated with the aid of a burner and then metered from the intermediate vessel onto the conveyor belt, optionally metered via a distributor.
  • the molten slags are either cooled slowly under crystalline solidification or rapidly to amorphous or glassy solidification.
  • crystalline solidification it is known (EP 1 083 236 A1) to pass the molten slag into an intermediate vessel from which the slag is discharged in a metered manner via a slag stopper and poured evenly onto a trough belt via a distributor.
  • the poured slag cools slowly on the trough belt, the dry cooling used on the one hand allowing simple heat recovery without polluting the environment and on the other hand leading to a crystalline slug which can advantageously be processed further.
  • the molten slag is poured in thin layers onto a plate-shaped conveyor belt, over which the slag is rapidly cooled. This requires a corresponding re-cooling of the conveyor belt.
  • a prerequisite for uniform cooling under crystalline and amorphous solidification conditions is, however, that the molten slag can be poured from the intermediate vessel in a uniform, adapted thin layer onto the conveyor belt, which requires correspondingly high slag temperatures.
  • the intermediate vessel is heated by a burner before it is charged with molten slag, a continuous thin liquid of the slag can be removed during the gradual process Emptying the tundish cannot be ensured.
  • Premature cooling of the slag on the surface and shell formation in the bottom and wall area of the intermediate vessel must be expected, which can lead to freezing of the bottom-side slag plug. This applies in particular to steelworks slags with high melting points or electric furnace slags with a foamy consistency.
  • the invention is therefore based on the object of designing a method for thin-layer application of metallurgical slags to an endlessly rotating conveyor belt of the type described at the outset in such a way that the possible advantages with dry cooling of the slag poured onto the conveyor belt are advantageous both in terms of crystalline and in terms of amorphous solidification the slag and heat recovery can be used advantageously.
  • the invention solves the given tasks in that the rotationally symmetrical intermediate vessel for heating the filled slag is rotated with the help of the burner after an inclination about a horizontal pivot axis about its axis of rotation before the slag preheated to a predetermined temperature is poured out metered by a further inclination of the intermediate vessel about the horizontal pivot axis through the filling opening.
  • the rotation of the intermediate vessel during burner operation not only requires a corresponding circulating movement of the slag melt, but also leads to uniform heating of the intermediate vessel and the slag, if the surface of the slag bath extends to the filling opening with an appropriate safety distance, taking into account an appropriate safety distance , If the intermediate vessel is increasingly inclined after the slag has been heated to the desired casting temperature, the molten slag can be poured from the intermediate vessel evenly and in doses onto the conveyor belt in order, if necessary, to ensure a thin-layer application of slag onto the rotating, possibly cooled conveyor belt with the interposition of a distributor , The pivoting adjustment of the intermediate vessel about the horizontal pivot axis required for the metered pouring out of the slag can be ensured in a comparatively simple manner by control technology.
  • the burner can be arranged in different ways, there are particularly simple conditions on the one hand with regard to heating the slag and on the other hand with regard to emptying the slag if the slag is heated from the outside through the filling opening of the intermediate vessel via the burner, because in this case the burner is arranged in a fixed position can and does not stand in the way of emptying the tundish. It is only necessary to ensure that the burner is only switched on when the filling opening of the intermediate vessel is aligned with the burner so that its flame is directed through the filling opening into the intermediate vessel.
  • the intermediate vessel is advantageously pivoted from an upright filling position about the horizontal pivot axis into an intermediate position in which the slag level reaches the edge of the filling opening up to a safety distance. From this intermediate position, the vessel is then pivoted further for the metered pouring out of the molten slag, so that the slag melt can flow out over the edge of the filling opening. If necessary, the burner can also be switched on during the pouring process, as long as its flame is directed against the slag level.
  • FIG. 1 shows a device for the thin-layer pouring of molten slag onto an endlessly rotating conveyor belt in a schematic plan view, partly broken open, and
  • Fig. 2 shows this device in a side view.
  • molten slag is to be poured in a uniform, thin layer 1 onto an endlessly rotating conveyor belt 2, which is built up from individual plates which are articulated to one another is.
  • an intermediate vessel 3 is provided with a corresponding refractory lining for receiving the molten slag to be poured, which is introduced into the rotationally symmetrical intermediate vessel 3 via a filling opening 4 and also emptied again.
  • the intermediate vessel 3 is pivotally mounted about a horizontal pivot axis 6 running transversely to the axis of rotation 5.
  • the intermediate vessel 3 can be rotated about the axis of rotation 5.
  • the intermediate vessel 3 is pivoted out of an upright pivot position 15, indicated by dashed lines, for filling the molten slag into an intermediate position 16 drawn with solid lines, in which the mirror 17 of the slag melt taking into account a safety distance to the lower one Edge of the filling opening 4 is sufficient.
  • the filling opening 4 of the intermediate vessel 3 is opposite a burner 18, via which the slag in the intermediate vessel 3 is heated to a predetermined pouring temperature, with the simultaneous rotation of the intermediate vessel 3 about its axis of rotation 5.
  • the melt flows out of the intermediate vessel 3 at the predetermined pouring temperature via the filling opening 4 from the intermediate vessel 3 in order to on the conveyor belt 2 To form slag layer 1.
  • the slag can be poured from the intermediate vessel 3 directly onto the conveyor belt 2.
  • This distributor 20 can also be heated in order to avoid cooling of the slag in the region of the distributor 20 which impairs the uniform layer structure.
  • cross-sectionally V-shaped overflows give single channels with little heat radiation, so that these channels flow together on the conveyor belt 2 to form a uniform thin slag layer 1.
  • the intermediate vessel 3 Since sedimentation of the molten metal contained in the molten bath must be expected, it is advisable not to pour the molten bath completely onto the conveyor belt 2, but only up to a remaining amount to cover this remaining amount with the enriched molten metal before the intermediate vessel 3 is recharged empty from the intermediate vessel 3. For this purpose, the intermediate vessel 3 only needs to be pivoted so far that this residual amount can be emptied into a corresponding collecting vessel 21.
  • the burner 18 is operated as a function of the respective slag temperature in such a way that the pouring temperature of the slag is as constant as possible. This means that the burner 18 may also be switched on during the casting process, which is possible as long as the burner flame is directed through the filling opening 4 against the melting level 17.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum dünnschichtigen Auftragen metallurgischer Schlacken auf ein endlos umlaufendes Förderband (2) beschrieben, wobei die schmelzflüssige Schlacke über eine Füllöffnung (4) in ein mit Hilfe eines Brenners (18) beheizbares Zwischengefäß (3 ) gefüllt und dann aus dem Zwischengefäß (3) gegebenenfalls über einen Verteiler (20) dosiert auf das Förderband (2) aufgegossen wird. Um vorteilhafte Verfahrensbedingungen zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß das rotationssymmetrische Zwischengefäß (3) zur Erwärmung der eingefüllten Schlacke mit Hilfe des Brenners (18) nach einer Neigung um eine horizontale Schwenkachse (6) um seine Rotationsachse (5) gedreht wird, bevor die auf eine vorbestimmte Temperatur vorgewärmte Schlacke durch ein weiteres Neigen des Zwischengefäßes (3) um die horizontale Schwenkachse (6) über die Fü llöffnung (4) dosiert ausgegossen wird.

Description

Verfahren zum dünnschichtigen Auftragen metallurgischer Schlacken auf ein endlos umlaufendes Förderband
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum dünnschichtigen Auftragen metallurgischer Schlacken auf ein endlos umlaufendes Förderband, wobei die schmelzflüssige Schlacke über eine Füllöffnung in ein mit Hilfe eines Brenners beheizbares Zwischengefäß gefüllt und dann aus dem Zwischengefäß gegebenenfalls über einen Verteiler dosiert auf das Förderband aufgegossen wird.
Um aus metallurgischen Schlacken hochwertige Baustoffe gewinnen zu können, werden die schmelzflüssigen Schlacken entweder unter einer kristallinen Erstarrung langsam oder zur amorphen bzw. glasigen Erstarrung rasch abgekühlt. Zur kristallinen Erstarrung ist es bekannt (EP 1 083 236 A1), die schmelzflüssige Schlacke in ein Zwischengefäß zu leiten, aus dem die Schlacke über einen Schlackenstopfen dosiert ausgetragen und über einen Verteiler gleichmäßig auf ein Muldenband aufgegossen wird. Die aufgegossene Schlacke kühlt auf dem Muldenband langsam ab, wobei die zur Anwendung kommende Trockenkühlung einerseits eine einfache Wärmerückgewinnung ohne Umweltbelastung erlaubt und anderseits zu einer kristallinen Schiacke führt, die vorteilhaft weiterverarbeitet werden kann. Für eine amorphe Erstarrung wird die schmelzflüssige Schlacke dünnschichtig auf ein plattenförmiges Förderband gegossen, über das die Schlak- ke rasch abgekühlt wird. Dies bedingt eine entsprechende Rückkühlung des Förderbandes. Voraussetzung sowohl für eine gleichmäßige Abkühlung unter kristallinen als auch amorphen Erstarrungsbedingungen ist allerdings, daß die schmelzflüssige Schlacke aus dem Zwischengefäß in einer gleichmäßigen, angepaßt dünnen Schicht auf das Förderband aufgegossen werden kann, was entsprechend hohe Schlackentemperaturen erfordert. Obwohl das Zwischengefäß vor seiner Beschickung mit schmelzflüssiger Schlacke durch einen Brenner erwärmt wird, kann eine durchgehende Dünnflüssigkeit der Schlacke während der allmählichen Entleerung des Zwischengefäßes nicht sichergestellt werden. Es muß mit einer vorzeitigen Abkühlung der Schlacke an der Oberfläche und einer Schalenbildung im Boden- und Wandbereich des Zwischengefäßes gerechnet werden, was zu einem Einfrieren des bodenseitigen Schlackenstopfens führen kann. Dies gilt insbesondere für Stahlwerkschlacken mit hohen Schmelzpunkten oder Elektroofenschlacken schaumiger Konsistenz.
Zum reduzierenden Schmelzen von Schrott, der zusammen mit einem Kohlenstofflieferanten und einem Schlackebildner kalt in ein metallurgisches Gefäß eingesetzt und mit Hilfe eines Brenners geschmolzen wird, ist es bekannt (DE 15 83 288 C), ein rotationssymmetrisches Gefäß einzusetzen, das um seine Rotationsachse gedreht und um eine quer zur Rotationsachse verlaufende, horizontale Schwenkachse zwischen einer aufrechten Füllstellung, einer geneigten Zwischenstellung zum Schmelzen der Einsatzstoffe und einer abgeschwenkten Kipplage zum Gießen verschwenkt werden kann. Durch die Drehung des Gefäßes um seine Rotationsachse kann zwar eine vorteilhafte Einbringung der vom Brenner erzeugten Wärme in die Einsatzstoffe erreicht werden, doch kann einem solchen Stand der Technik keine Lehre entnommen werden, wie die abgegossene, schmelzflüssige Schlacke zur Weiterverarbeitung gleichmäßig in einer dünnen Schicht auf ein endlos umlaufendes Förderband aufgegossen werden kann.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum dünnschichtigen Auftragen metallurgischer Schlacken auf ein endlos umlaufendes Förderband der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß die mit der Trockenkühlung der auf das Förderband aufgegossenen Schlacke möglichen Vorteile sowohl hinsichtlich einer kristallinen als auch bezüglich einer amorphen Erstarrung der Schlacke und einer Wärmerückgewinnung vorteilhaft genützt werden können.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgäbe dadurch, daß das rotationssymmetrische Zwischengefäß zur Erwärmung der eingefüllten Schlacke mit Hilfe des Brenners nach einer Neigung um eine horizontale Schwenkachse um seine Rotationsachse gedreht wird, bevor die auf eine vorbestimmte Temperatur vorgewärmte Schlacke durch ein weiteres Neigen des Zwischengefäßes um die horizontale Schwenkachse über die Füllöffnung dosiert ausgegossen wird.
Durch den Einsatz eines rotationssymmetrischen Zwischengefäßes zur Aufnahme der zu vergießenden Schlacke mit einer gemeinsamen Füll- und Entleeröffnung entfällt zunächst die Notwendigkeit, Stopfen oder Schieber für das Ausgießen der schmelzflüssigen Schlacke vorsehen zu müssen, womit die mit solchen Stopfen oder Schiebern verbundenen Nachteile vermieden werden. Außerdem ergibt sich eine einfache Konstruktion mit der vorteilhaften Möglichkeit, die Schlackentemperatur auf einen vorgegebenen Wert anzuheben bzw. zu halten, weil über den Brenner die in das Zwischengefäß gefüllte Schlacke während der Drehung des Zwischengefäßes um seine Rotationsachse vorteilhaft erwärmt werden kann. Die Drehung des Zwischengefäßes während des Brennerbetriebes bedingt nicht nur eine entsprechende Umwälzbewegung der Schlackenschmelze, sondern führt auch zu einer gleichmäßigen Erwärmung des Zwischengefäßes und der Schlacke, wenn bei einer geneigten Stellung des Zwischengefäßes die Oberfläche des Schlackenbades unter Berücksichtigung eines entsprechenden Sicherheitsabstandes bis an die Füllöffnung reicht. Wird das Zwischengefäß nach der Erwärmung der Schlacke auf die gewünschte Gießtemperatur zunehmend geneigt, so kann die schmelzflüssige Schlacke gleichmäßig und dosiert aus dem Zwischengefäß auf das Förderband gegossen werden, um gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Verteilers einen dünnschichtigen Schlackenauftrag auf das umlaufende, gegebenenfalls gekühlte Förderband zu gewährleisten. Die für das dosierte Ausgießen der Schlacke erforderliche Schwenkverstellung des Zwischengefäßes um die horizontale Schwenkachse kann in vergleichsweise einfacher Weise regeltechnisch sichergestellt werden.
Da bei metallurgischen Schlacken mit einem metallischen Anteil gerechnet werden muß, der sich im Zwischengefäß aufgrund einer Sedimentation im Bodenbereich ansammelt, kann die Schlacke bis auf eine Restmenge auf das Förderband gegossen werden, die mit der darin angereicherten Metallschmelze vor einer neuerlichen Beschickung des Zwischengefäßes mit Schlacke ausgeleert wird. Das Zwischengefäß kann somit vor jeder Beschickung restlos entleert werden, so daß der Gefahr von sich von Mal zu Mal vergrößernden, schalenartigen Schlackenansätzen im Boden- bzw. Wandbereich des Zwischengefäßes einfach begegnet werden kann.
Obwohl der Brenner in unterschiedlicher weise angeordnet werden kann, ergeben sich besonders einfache Verhältnisse einerseits hinsichtlich der Schlackenerwärmung und anderseits bezüglich der Schlackenentleerung, wenn die Schlacke von außen durch die Füllöffnung des Zwischengefäßes über den Brenner erwärmt wird, weil in diesem Fall der Brenner ortsfest angeordnet werden kann und der Entleerung des Zwischengefäßes nicht im Wege steht. Es muß lediglich dafür gesorgt werden, daß der Brenner nur dann eingeschaltet wird, wenn die Füllöffnung des Zwischengefäßes gegenüber dem Brenner so ausgerichtet ist, daß dessen Flamme durch die Füllöffnung in das Zwischengefäß gerichtet ist. Dies bedeutet, daß für das Erwärmen der Schlacke über den Brenner das Zwischengefäß vorteilhaft aus einer aufrechten Füllstellung um die horizontale Schwenkachse in eine Zwischenstellung verschwenkt wird, in der der Schlackenspiegel bis auf einen Sicherheitsabstand an den Rand der Füllöffnung heranreicht. Aus dieser Zwischenstellung wird das Gefäß dann zum dosierten Ausgießen der schmelzflüssigen Schlak- ke weiter abgeschwenkt, so daß die Schlackenschmelze über den Rand der Füllöffnung ausfließen kann. Der Brenner kann dabei auch während des Ausgießvorganges im Bedarfsfall eingeschaltet werden, solange seine Flamme gegen den Schlackenspiegel gerichtet ist.
Anhand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Vorrichtung zum dünnschichtigen Aufgießen schmelzflüssiger Schlak- ke auf ein endlos umlaufendes Förderband in einer zum Teil aufgerissenen, schematischen Draufsicht und
Fig. 2 diese Vorrichtung in einer Seitenansicht.
Mit Hilfe der dargestellten Vorrichtung soll schmelzflüssige Schlacke in einer gleichmäßigen, dünnen Schicht 1 auf ein endlos umlaufendes Förderband 2 aufgegossen werden, das aus einzelnen aneinander angelenkten Platten aufgebaut ist. Zu diesem Zweck ist ein Zwischengefäß 3 mit einer entsprechenden feuerfesten Auskleidung zur Aufnahme der zu gießenden, schmelzflüssigen Schlacke vorgesehen, die über eine Füllöffnung 4 in das rotationssymmetrische Zwischengefäß 3 eingebracht und auch wieder entleert wird. Aus diesem Grunde ist das Zwischengefäß 3 um eine quer zur Rotationsachse 5 verlaufende, horizontale Schwenkachse 6 schwenkbar gelagert. Außerdem kann das Zwischengefäß 3 um die Rotationsachse 5 gedreht werden. Konstruktiv werden diese Bewegungen dadurch ermöglicht, daß das Zwischengefäß 3 mit einer zur Rotationsachse 5 koaxialen Welle 7 in einem Drehlager 8 eines Gestellbügels 9 gehalten wird, der selbst in Schwenklager 10 koaxial zur Schwenkachse 6 gelagert ist. Zum Antrieb des Zwischengefäßes 3 um die Rotationsachse 5 dient ein Motor 11 , beispielsweise ein hydraulischer Antrieb, der auf dem Gestellbügel 9 angeordnet ist und mit der Welle 7 in Antriebsverbindung steht/ Der Schwenkantrieb für das Zwischengefäß 3 besteht aus einem über einen Wellenstummel 12 mit dem Gestellbügel 9 verbundenen Zahnsegment 13, das mit einem Antriebszahnrad 14 kämmt. Der Antrieb für dieses Antriebszahnrad 14 ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.
Wie der Fig. 2 entnommen werden kann, wird das Zwischengefäß 3 aus einer aufrechten, strichliert angedeuteten Schwenklage 15 zum Einfüllen der schmelzflüssigen Schlacke in eine mit vollen Linien ausgezogene Zwischenstellung 16 verschwenkt, in der der Spiegel 17 der Schlackenschmelze unter Berücksichtigung eines Sicherheitsabstandes an den unteren Rand der Füllöffnung 4 reicht. In dieser Zwischenstellung 16 liegt die Füllöffnung 4 des Zwischengefäßes 3 einem Brenner 18 gegenüber, über den die Schlacke im Zwischengefäß 3 auf eine vorgegebene Gießtemperatur erwärmt wird, und zwar unter gleichzeitiger Drehung des Zwischengefäßes 3 um seine Rotationsachse 5.
Wird das Zwischengefäß 3 über das Antriebszahnrad 14 nach dem Erwärmen der Schmelze weiter in eine strichpunktiert angedeutete Gießstellung 19 abgeschwenkt, so fließt die Schmelze aus dem Zwischengefäß 3 mit der vorgegebenen Gießtemperatur über die Füllöffnung 4 aus dem Zwischengefäß 3 aus, um auf dem Förderband 2 die Schlackenschicht 1 zu bilden. Bei geringen Schichtbreiten kann die Schlacke aus dem Zwischengefäß 3 unmittelbar auf das Förderband 2 gegos- sen werden. Bei größeren Schichtbreiten empfiehlt sich das Vorsehen eines Verteilers 20, über den der Gießstrahl entsprechend aufgefächert wird. Dieser Verteiler 20 kann außerdem beheizt werden, um eine den gleichmäßigen Schichtaufbau beeinträchtigende Abkühlung der Schlacke im Bereich des Verteilers 20 zu vermeiden. Über die Gesamtbreite verteilte, im Querschnitt V-förmige Überläufe ergeben Einzelgerinne mit wenig Wärmeabstrahlung, so daß diese Gerinne auf dem Förderband 2 zu einer gleichmäßigen dünnen Schlackenschicht 1 zusammenfließen.
Da mit einer Sedimentation von im Schmelzbad enthaltener Metallschmelze gerechnet werden muß, empfiehlt es sich, das Schmelzbad nicht vollständig auf das Förderband 2 auszugießen, sondern lediglich bis auf eine Restmenge, um diese Restmenge mit der angereicherten Metallschmelze vor einer neuerlichen Beschik- kung des Zwischengefäßes 3 aus dem Zwischengefäß 3 auszuleeren. Zu diesem Zweck braucht das Zwischengefäß 3 nur soweit abgeschwenkt zu werden, daß diese Restmenge in ein entsprechendes Auffanggefäß 21 entleert werden kann.
Der Brenner 18 wird in Abhängigkeit von der jeweiligen Schlackentemperatur so betrieben, daß eine möglichst gleichbleibende Gießtemperatur der Schlacke gewährleistet werden kann. Dies bedeutet, daß der Brenner 18 unter Umständen auch während des Gießvorganges zugeschaltet wird, was möglich ist, solange sich die Brennerflamme durch die Füllöffnung 4 gegen den Schmelzspiegel 17 richtet.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Verfahren zum dünnschichtigen Auftragen metallurgischer Schlacken auf ein endlos umlaufendes Förderband, wobei die schmelzflüssige Schlacke über eine Füllöffnung in ein mit Hilfe eines Brenners beheizbares Zwischengefäß gefüllt und dann aus dem Zwischengefäß gegebenenfalls über einen Verteiler dosiert auf das Förderband aufgegossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das rotationssymmetrische Zwischengefäß (3) zur Erwärmung der eingefüllten Schlacke mit Hilfe des Brenners (18) nach einer Neigung um eine horizontale Schwenkachse (6) um seine Rotationsachse (5) gedreht wird, bevor die auf eine vorbestimmte Temperatur vorgewärmte Schlacke durch ein weiteres Neigen des Zwischengefäßes (3) um die horizontale Schwenkachse (6) über die Füllöffnung (4) dosiert ausgegossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke bis auf eine Restmenge auf das Förderband (2) aufgegossen wird, die mit der darin angereicherten Metallschmelze vor einer neuerlichen Beschickung des Zwischengefäßes (3) mit Schlacke ausgeleert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke von außen durch die Füllöffnung (4) des Zwischengefäßes (3) über den Brenner (18) erwärmt wird.
Linz, am 2. August 2002 Dipl. - Ing. Anton Hulek
PCT/AT2002/000235 2001-08-03 2002-08-05 Verfahren zum dünnschichtigen auftragen metallurgischer schlacken auf ein endlos umlaufendes förderband Ceased WO2003012150A2 (de)

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