Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere plattenförmigen Formkörpern aus Hüttenschlacke, wie Hochofenschlacke, unter Gewinnung der fühlbaren Wärme der Schlacke, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der GB-A-153082 ist es bekannt, die Schlacke in einzelne voneinander getrennte Formen mittels eines Fülltrichters kontinuierlich einzubringen, so daß trotz kontinuierlichen Vergie- ßens in ihren Abmessungen nur relativ kleine Schlackensteine gebildet werden, die einzeln aus den Formen ausgestoßen werden müssen. Zur Herstellung relativ flacher, plattenförmiger Formkörper, wie z. B. Dachziegeln, ist dieses Verfahren nicht geeignet, da es die der Schlacke spezifischen Erstarrungsverhältnisse (infolge ihrer sehr geringen Wärmeleitfähigkeit) nicht berücksichtigt.
Es ist weiters aus der DE-C-17 313 ein Verfahren zum Gießen von Hochofenschlacke bekannt, bei dem die Schlacke in eine kreisringförmige Rinne mit Trogquerschnitt eingegossen wird, u. zw. in dünnen aufeinanderliegenden Schichten. Sobald die Rinne vollgegossen ist, wird die erstarrte Schlacke aus der Rinne ausgestoßen. Während dieses Vorganges muß das Gießen unterbrochen werden. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß es nicht kontinuierlich angewendet werden kann. Für dünne plattenförmige Formkörper ist es ebenfalls ungeeignet.
Aus der US-A-2 067 313 ist ein Verfahren zum Herstellen von porösen Formkörpern aus Schlakke bekannt, bei dem die Poren im Formkörper durch Zugabe von brennbaren Stoffen und durch Einblasen von Sauerstoff in die zu vergießende Schlacke erzeugt werden. Die so aufgeschäumte Schlacke wird kontinuierlich auf ein Band gegossen, wobei vor dem Vergießen der Schlacke nicht brennbare Stoffe zugesetzt werden. Dieses bekannte Verfahren ermöglicht nur die Herstellung von Poren aufweisenden Formkörpern, wobei der damit verbundene Aufwand sehr hoch ist und zusätzliche Energieträger benötigt werden, so daß die hergestellten Formkörper kostspielig sind.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche eine kontinuierliche und wirtschaftliche Herstellung von insbesondere dünnwandigen, plattenförmigen Formkörpern, aus Hüttenschlacke ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Verfahrensschritte gelöst:
Gemäß einer bevorzugten Variante werden der geschmolzenen Schlacke Zuschlagstoffe, wie Si02 und/oder A1203 enthaltende Zuschlagstoffe, zugesetzt, wobei die Zuschlagstoffe dazu dienen, die mechanischen Eigenschaften bei der Herstellung von glasig erstarrenden Formkörpern zu verbessern sowie während der Abkühlung entstehende Eigenspannungen zu verringern bzw. möglichst zu vermeiden. Zweckmäßig werden die Zuschlagstoffe in einem die Schlakke aufnehmenden Mischer, der zur Vergleichmäßigung der Temperatur und Schlackenzusammensetzung der bei jedem Hochofenabstich anfallenden Schlacke dient, oder in einer die Schlacke zum Mischer führenden Einlaufrinne zugesetzt.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist durch die Kombination folgender Merkmale gekennzeichnet:
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei Kühlzonen vorgesehen, wobei zwischen der ersten und zweiten Kühlzone eine Formgebungszone zur Oberflächenformung des gegossenen Stranges angeordnet ist.
Vorteilhaft ist der Ausfließspalt beheizbar und seine Größe einstellbar.
Zweckmäßig ist eine oder sind mehrere der Kühlzonen beheizbar.
Vorzugsweise ist der Aufgabestation ein Mischer, insbesondere ein Durchlaufdrehrohrmischer, für die Schlacke vorgeordnet.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei Fig. 1 eine schematische Seitenansicht (teilweise geschnitten) einer Anlage zum Gießen der Schlacke und Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie 11-11 zeigen.
Mit 1 ist eine Aufgabestation für die Schlacke, die als Schlackensammelbehälter ausgebildet ist, mit 2 ein umlaufendes Formband mit Umlenkrollen 3, 3' und mit 4 sind die einzelnen Formen bzw. Platten des Formbandes bezeichnet. Diese Platten 4 haben seitlich aufragende Flansche 5 und somit U-förmiges Profil. Die Platten 4 können zur Hervorbringung ornamentaler Effekte geprägt oder sonstwie strukturiert sein. Mehrere umlaufende Plattenbänder können nebeneinander angeordnet sein. In Längsrichtung überlappen sich die Enden der Platten 4, u. zw. sowohl im Flansch- als auch im Bodenbereich, so daß keine Schlacke ausfließen kann. Die Platten sind über Stützrollen 6 abgestützt. Die zähflüssige Schlacke mit 3 bis 15 Pa - s (30 bis 150 Poise) wird aus einem horizontalen Ausfließspalt 7 des Behälters 1 auf die Platten 4 des Formbandes 2 kontinuierlich ausfließen gelassen. Der Spalt ist beheizbar und in seiner Größe einstellbar. Der Ausfließspalt kann auch durch eine Ausnehmung am oberen Rand des Behälters 1 gebildet sein, wobei der Behälter 1 während des Gießens der Schlacke entsprechend nachgefüllt wird. Im Behälter 1 wird die Schlacke zweckmäßig in Bewegung (beispielsweise mittels eines Rührwerks) gehalten, um einen Temperaturausgleich zu erzielen bzw. um die Zähigkeit der Schlacke auf einen vorbestimmten Wert regeln zu können.
Das Formband 2 bewegt sich kontinuierlich durch eine erste Kühlzone 8 und durch eine Formgebungszone 9, in der Prägepressen 10 oder Walzgerüste mit Profilierrollen vorgesehen sind, die während des Prägevorganges mit dem Formband ein kurzes Stück mitlaufen bzw. ständig angestellt bleiben, wobei der Strang 12 in die Platten eingepreßt, verdichtet und die Oberfläche geprägt werden. An die Formgebungszone 9 schließt eine weitere Kühlzone 11 an, nach deren Durchlauf der Strang 12 in einzelne Stücke abgelängt wird. Die Kühlzone 11 ist in Längsrichtung in mehrere Sektionen unterteilt, wodurch ein Temperaturverlauf erzielt wird, der ein spannungs- bzw. rißfreies Abkühlen der Platten ermöglicht. Der optimale Temperaturverlauf ist von der Schlackenanalyse abhängig. Um eine kurzzeitige Anhebung und ein Halten der Temperatur zu ermöglichen, sind auch heizbare Sektionen vorgesehen (Fig. 2). Zur Erleichterung der Ablängung können in der Formgebungszone in den Formkörperstrang 12 Markierungskerben eingeprägt werden, entlang derer die Trennung erfolgt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur Herstellung von Dachziegeln, Boden- und Wandplatten und ähnlich dünnen Formkörpern geeignet.
Vor dem Behälter 1 kann ein Mischer 13, vorzugsweise ein Durchlaufdrehrohrmischer, zur Vergleichmäßigung der Temperatur und Schlakkenzusammensetzung (Homogenisierung) vorgesehen sein. In diesen Mischer können erwünschtenfalls Zuschlagstoffe eingebracht werden.
Die Regelung der Größe des Ausfließspaltes 7 und der Bandgeschwindigkeit des Formbandes 2 erfolgt in Abhängigkeit von der Plattendicke und den Erfordernissen der zu vergießenden Schlakke, bei der die Zähigkeit eine Funktion von Temperatur und chemischer Zusammensetzung darstellt. Zweckmäßig erfolgt die Steuerung der Größe des Ausfließspaltes und der Bandgeschwindigkeit sowie des Zulaufes über entsprechende Meßfühler und eventuell über einen Mikroprozessor.
In Fig. 1 ist eine Rohrschlange 14 eingezeichnet, die innerhalb der Kühlzone 8 angeordnet ist. Diese Rohrschlange 14 dient dazu, ein Kühlmittel durch die Kühlzone 8 zu führen, das zur Gewinnung der fühlbaren Wärme der vergossenen Schlacke dient. Das erwärmte, dampfförmige Kühlmittel wird vorzugsweise in einem thermodynamischen Kreisprozeß geführt, der in Fig. 1 schematisch veranschaulicht ist. Mit 15 ist eine Turbine bezeichnet, von der der entspannte Dampf in einen Kondensator 16 geführt wird und von diesem zu einem Speisewasserbehälter 17 gelangt. Mittels einer Pumpe 18 wird das Wasser vom Speisewasserbehälter wiederum zur Rohrschlange 14 geleitet. Die Turbine treibt einen Generator 19. Es ist möglich, den in der Rohrschlange 14 entstehenden Dampf auch für andere Zwecke, beispielsweise für Heizzwecke etc., zu verwenden.