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Dokumentenidentifikation DE69215072T2 20.03.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0556409
Titel GEFÄSS FÜR GESCHMOLZENE SCHLACKE UND VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG VON HARTEM ZUSCHLAG AUS ABFALL DURCH BENUTZUNG DIESES GEFÄSSES
Anmelder Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho, Kobe, Hyogo, JP
Erfinder YOSHIGAE, Takeo, Kobe-shi Hyogo-ken 651-22, US;
SUZUKI, Tomio, Kobe-shi Hyogo-ken 651-22, JP;
TANAKA, Hiroyuki, Kobe-shi Hyogo-ken 657, US
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69215072
Vertragsstaaten DE, DK, GB, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 27.08.1992
EP-Aktenzeichen 929185312
WO-Anmeldetag 27.08.1992
PCT-Aktenzeichen JP9201092
WO-Veröffentlichungsnummer 9304994
WO-Veröffentlichungsdatum 18.03.1993
EP-Offenlegungsdatum 25.08.1993
EP date of grant 06.11.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.03.1997
IPC-Hauptklasse C04B 5/00
IPC-Nebenklasse C04B 18/10   C04B 18/02   C21B 3/08   

Beschreibung[de]
TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung geschmolzener Schlacke aus Abfall, wie etwa Schlamm, und zur Herstellung von harten zuschlagstoffen durch allmähliche Abkühlung der geschmolzenen Schlacke, sowie einen Behälter für eine geschmolzene Schlacke zur Verwendung in dieser Vorrichtung.

Als ein Mittel zum Erhalten der harten zuschlagstoffe aus dem Abfall, wie etwa Schlamm, ist ein Verfahren, zum Schmelzen von Verbrennungsasche bekannt, und zwar aus dem Abfall in einem Temperaturbereich von etwa 1300ºC bis 1600ºC entsprechend seiner Zusammensetzung um geschmolzene Schlacke herzustellen und die geschmolzene Schlacke innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs abzukühlen, der den Kristallisierungspunkt innerhalb der zusammensetzung umfaßt.

Um die Herstellung der harten zuschlagstoffe durchzuführen, ist eine Vorrichtung vom Typ des Schlacken-Tiegels bekannt, die beispielsweise in der Fig. 14 gezeigt ist. Diese Vorrichtung ist mit einem Schmelzofen 200 zum Schmelzen des Abfalls versehen. Ein Schlacken-Tiegel 202 ist dicht mit einer Auslaß-Öffnung 203 verbunden, die am unteren Ende des Schmelzofens 200 vorgesehen ist, und zwar durch eine Verbindung 201. Der Schlacken-Tiegel 202 umfaßt einen Metallbehälter und ein wärmeisolierendes Glied, das aus Schamotte-Steinen, Gußmassen oder dgl. hergestellt ist. Die geschmolzene Schlacke, die unter abgedichteten Bedingungen aus dem Schmelzofen 200 in den Schlacken-Tiegel 202 eingeleert wird, wird darin allmählich abgekühlt, um so zuschlagstoffe hoher Festigkeit herzustellen.

Die geprüfte japanische Patentschrift Nr. 1-59487 schlggt eine Vorrichtung vom nachbeheizten Typ vor, um harte Zuschlagstoffe herzustellen. In dieser Vorrichtung wird die geschmolzene Schlacke, die in einem Schmelzofen erzeugt wird, in einen Wasserbehälter geleert, um dadurch augenblicklich abgekühlt und verfestigt zu werden. Danach wird das abgekühlte feste Material aus dem Wasserbehälter über einen Gurt-Förderer wiedergewonnen und es wird durch seine Wiedererwärmung in einem Feuerkanal kristallisiert, um die Festigkeitseigenschaften der geschmolzenen Schlacke zu verbessern. In dieser Vorrichtung wird ein Verbrennungsgas in dem Schmelzofen dazu verwendet, den abgekühlten Feststoff in dem Feuerrohr wiederzuerwärmen, um dadurch die Wärmeenergie wirtschaftlich auszunützen.

Der Stand der Technik leidet jedoch unter den folgenden Problemen. Bei der Vorrichtung, die in der Fig. 14 gezeigt ist, muß, um eine Abkühlungs-Rate der geschmolzenen Schlacke zu unterdrücken, die geschmolzene Schlacke abgeleert werden, nachdem der Schlacken-Tiegel 202, der aus dem Metallbehälter und dem wärmeisolierenden Glied gebildet ist, mit der Auslaß-Öffnung 203 des Schmelzofens in vollständig abgedichteter Weise verbunden ist. Insbesonders muß bei dieser Vorrichtung der Schlacken-Tiegel 202 an der Auslaß-Öffnung 203 angebracht werden und von ihr entfernt werden, bevor bzw. nachdem ein Vorgang des Ausleerens von geschmolzener Schlacke in den Schlacken-Tiegel durchgeführt worden ist. Daher leidet diese Vorrichtung unter dem Problem einer geringen Effizienz der Produktion und einer geringen Produktionsmenge pro Zeiteinheit, da die harten Zuschlagstoffe nicht kontinuierlich hergestellt werden können. Die Menge der geschmolzenen Schlacke, die während eines Vorganges herzustellen ist, kann gesteigert werden, indem die Kapazität des Schlacken- Tiegels 202 gesteigert wird. Die Kapazität des Schlacken-Tiegels 202 kann jedoch nur in einem begrenzten Ausmaß gesteigert werden.

Da er so ausgebildet ist, daß das wärmeisolierende Glied, das aus Schamotte-Steinen, Gußmassen und dgl. hergestellt ist, an der Innenfläche des Metallbehälters aufgebracht ist, besitzt der Schlacken-Tiegel 202 eine niedrige Korrosionsbeständigkeit gegenüber der geschmolzenen Schlacke, und er reagiert leicht mit der geschmolzenen Schlacke. Daher ist es schwierig, die geschmolzene Schlacke zu trennen und aus dem Schlacken-Tiegel 202 zu entnehmen, nachdem sie allmählich abgekühlt worden ist. Im schlechtesten Fall muß der Schlacken-Tiegel 202 zerstört werden. Auch dann, wenn die geschmolzene Schlacke aus dem Schlacken- Tiegel 202 entnommen werden kann, ohne ihn zu zerstören, ist es extrem schwierig den Schlacken-Tiegel 202 wiederzuverwenden, und dementsprechend ist diese Vorrichtung unökonomisch.

Es ist andererseits möglich, die harten Zuschlagstoffe kontinuierlich mit der Vorrichtung herzustellen, die in der geprüften japanischen Patentschrift Nr. 1-59487 offenbart ist. Da die harten Zuschlagstoffe, die durch diese Vorrichtung hergestellt werden, erhalten werden, indem die plötzlich abgekühlten Feststoffe wiedererwärmt werden, um sie zu kristallisieren, besitzen sie eine geringe Festigkeit, wenn sie mit den harten Zuschlagstoffen verglichen werden, die erhalten werden, indem die geschmolzene Schlacke nicht plötzlich, sondern allmählich abgekühlt wird. Da weiters die geschmolzene Schlacke erwärmt wird, nachdem sie abgekühlt wird, leidet diese Vorrichtung unter dem großen Problem, daß eine gewaltige Energiemenge verbraucht wird, und zwar trotz der Tatsache, daß in ökonomischer Weise das Verbrennungsgas aus dem Schmelzofen verwendet wird.

Ein Verfahren zum Einstellen der Temperatur und anderer Parameter ist beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 57-140366 in spezifischer Weise offenbart. Insbesonders werden Kalkschlamm und Verbrennungsasche aus städtischem Abfall in einer solchen Art gemischt, daß ein Gewichts-Mischungs-Verhältnis (in der Folge als Basizität bezeichnet) von CaO zu SiO&sub2; so eingestellt wird, daß es in einem Bereich 0,4 bis 1,1 liegt. Nachdem das so erhaltene Gemisch in einem Temperaturbereich von 1300 bis 1600ºC geschmolzen wird, wie dies in der Fig. 8 gezeigt ist, um geschmolzene Schlacke herzustellen, wird die Schmelze kristallisiert, indem sie in einem Temperaturbereich von 960 bis 1200ºC für 15 Minuten während eines Abkühlungsvorganges gehalten wird. Entsprechend diesem Verfahren ist es möglich, die harten Zuschlagstoffe herzustellen, die eine maximale Druckfestigkeit von 1020 kg/cm² aufweisen. Es ist derzeit notwendig, Zuschlagstoffe von noch höheren Festigkeiten herzustellen.

In diesem Fall können Zuschlagstoffe höherer Festigkeit erhalten werden, falls die geschmolzene Schlacke allmählich über einen langen Zeitraum hinweg abgekühlt wird, indem die Abkühlungs-Rate der geschmolzenen Schlacke während des Kühlvorganges darüber hinaus verringert wird. Falls jedoch die Abkühlungs-Rate auf einen beträchtlich kleineren Wert festgesetzt wird, wird die für den Abkühlungsvorgang benötigte Zeit dementsprechend ausgedehnt. Dies bringt eine beträchtliche Verringerung der Arbeitseffizienz mit sich. Da weiters die geschmolzene Schlacke in dem Schlacken-Tiegel während einer langen Zeit gehalten werden muß, ist in unerwünschter Weise eine übermäßige Investition in die Ausrüstung notwendig.

In dem Fall, in dem nur die kristallinen Zuschlagstoffe, die entsprechend dem obigen Verfahren hergestellt worden sind, als ein Material für den Unterbau verwendet werden, werden Zwischenräume zwischen den Zuschlagstoffen gebildet, und der korrigierte CBR-Wert, der ein Index ist, der die relative Festigkeit von Materialien für einen Straßenbett-Unterbau und dgl. anzeigt, fällt auf 80% oder weniger. Dementsprechend können die Zuschlagstoffe für eine untere Schicht des Unterbaus verwendet werden, deren Grenzwert durch den korrigierten CBR-Wert 30% oder größer ist, sie können jedoch nicht für eine obere Schicht des Unterbaus verwendet werden, für den ein Standard für den korrigierten CBR-Wert von 80% oder mehr benötigt wird. Daher besitzen die Zuschlagstoffe eine begrenzte Anwendbarkeit als Materialien für den Unterbau.

In Hinblick auf die Probleme, die beim Stand der Technik vorliegen, ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die dazu geeignet sind, harte Zuschlagstoffe von guter Qualität in effizienter Weise herzustellen, und insbesonders ein Verfahren zur effizienten Herstellung von Zuschlagstoffen zur Verfügung zu stellen, die härter sind als die des Standes der Technik, und zwar insbesonders Zuschlagstoffe, die für eine obere Schicht des Unterbau-Materials geeignet sind.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Um die obigen Probleme zu lösen, wird die Erfindung folgendermaßen aufgebaut.

Insbesonders ist die Erfindung auf einen Behälter für geschmolzene Schlacke gerichtet, in dem geschmolzene Schlacke, die aus Abfall hergestellt ist, eingeleert wird. Der Behälter für geschmolzene Schlacke umfaßt ein wärmeisolierendes Glied, das als ein Behälter geformt ist, der nach oben hin offen ist; und eine Form, die aus Metall hergestellt ist, das noch besser in seiner Korrosionsfestigkeit gegenüber der geschmolzenen Schlacke ist als das warmeisolierende Glied, und zumindest an einer Innenfläche des wärmeisolierenden Gliedes vorgesehen ist (Patentanspruch 1).

Mit dem Behälter für die geschmolzene Schlacke, der so aufgebaut ist, kann durch eine Wärme rückhaltende Wirkung des wärmeisolierenden Gliedes die eingeleerte geschmolzene Schlacke allmählich mit einer ausreichend niedrigen Abkühlungs-Rate abgekühlt werden, ohne die Kapazität des Behälters für die geschmolzene Schlacke übermäßig groß zu machen, wodurch die zuverlässige Herstellung von harten Zuschlagstoffen von hoher Qualitat moglich ist. Die Abkühl-Temperatur, bei der die geschmolzene Schlacke, die in den Behälter für die geschmolzene Schlacke eingeleert ist, abgekühlt wird, kann entsprechend der Form des wärmeisolierenden Gliedes angepaßt werden, das den Behälter für die geschmolzene Schlacke bildet, und insbesonders kann die Dicke des wärmeisolierenden Gliedes eingestellt werden. Da weiters die Form, die aus dem Metall hergestellt ist, dessen Korrosionswiderstand noch besser ist als der des wärmeisolierenden Gliedes, auf der Innenfläche des Behälters für die geschmolzene Schlacke vorgesehen ist, reagieren der Behälter für die geschmolzene Schlacke und die geschmolzene Schlacke kaum miteinander, und dementsprechend kann die Schlacke leicht von dem Behälter für die geschmolzene Schlacke getrennt und aus ihm entnommen werden, nach der allmählichen Abkühlung. Daher kann derselbe Behälter für die geschmolzene Schlacke eine Anzahl von Malen verwendet werden.

Falls ein Deckel, der zu öffnen und der zu schließen ist, an einem oberen Abschnitt des Behälters für die geschmolzene Schlacke befestigt ist (Patentanspruch 2), dann kann die Abkühlungstemperatur für die geschmolzene Schlacke weiter abgesenkt werden, indem der Deckel geschlossen wird, nachdem die geschmolzene Schlacke in den Behälter für die geschmolzene Schlacke eingeleert worden ist. Daher können die harten Zuschlagstoffe von guter Qualität über das gesamte Volumen des Behälters für die geschmolzene Schlacke hergestellt werden, einschließlich der Fläche in der Nähe der Öffnung des Behälters. Falls der Deckel weiters doppelt angeschlagen ist (Patentanspruch 3), dann ist das Ausmaß, um das der Deckel vorsteht, kleiner im Vergleich zu dem Fall, in dem ein einseitig angeschlagener Deckel verwendet wird, und zwar wenn der Deckel offen ist. Dies führt zu einem kleineren Aufbau der wärmeisolierenden Kammer zur Aufnahme des Behälters für die geschmolzene Schlacke, und daher kann thermische Energie, die dazu benötigt wird, die Temperatur in der wärmeisolierenden Kammer aufrecht zu erhalten, eingespart werden.

Die Erfindung ist weiters auf Verfahren zur Herstellung von harten Zuschlagstoffen aus Abfall gerichtet, und zwar unter Verwendung des Behälters für die geschmolzene Schlacke. Diese Vorrichtung umfaßt die Schritte des Schmelzens des Abfalls in einem Schmelzofen, um geschmolzene Schlacke herzustellen, während des Einladens des Behälters für die geschmolzene Schlacke in eine wärmeisolierende Kammer, deren Innentemperatur auf einen vorbestimmten Wert gehalten wird, die dazu geeignet ist, die geschmolzene Schlacke allmählich abzukühlen; und das Ausleeren der geschmolzenen Schlacke in den Behälter für die geschmolzene Schlacke in der wärmeisolierenden Kammer, um so die geschmolzene Schlacke in den Behälter für die geschmolzene Schlacke abzukühlen (Patentanspruch 4).

Entsprechend diesem Verfahren wird die geschmolzene Schlacke, die in dem Schmelzofen hergestellt wird, durch die Auslaß-Öffnung des Schmelzofens in den Behälter für die geschmolzene Schlacke in der wärmeisolierenden Kammer, geleert. Da der Innenraum der wärmeisolierenden Kammer auf der vorbestimmten Temperatur für die allmähliche Abkühlung gehalten wird, wird die geschmolzene Schlacke weder augenblicklich abgekühlt, wenn sie in den Behälter für die geschmolzene Schlacke eingeleert wird, noch in der Nähe der Auslaß-Öffnung verfestigt, um diese so zu blockieren, und zwar auch dann nicht, wenn die Auslaß-Öffnung nicht dicht mit dem Behälter für die geschmolzene Schlacke verbunden ist. Nachdem eine vorbestimmte Menge der geschmolzenen Schlacke in den Behälter für die geschmolzene Schlacke eingeleert worden ist, wird dieser Behälter nach vor bewegt, und der nächste Behälter für die geschmolzene Schlacke wird an die Stelle unterhalb der Auslaß-Öffnung an seiner Stelle gefördert, wodurch die geschmolzene Schlacke in kontinuierlicher Weise ausgeleert wird. Dementsprechend können die harten Zuschlagstoffe von guter Qualität in wirksamer Weise mit niedrigen Kosten hergestellt werden.

Insbesonders wird, nachdem Rohasche, die Verbrennungsasche ist, geschmolzen wird, die geschmolzene Asche mit einer Abkühlungs-Rate von 0,4ºC/min abgekühlt, und zwar in dem Fall, in dem ein Gewichtsverhältnis von CaO zu SiO&sub2; in der Rohasche nicht kleiner als 0,8 ist, jedoch kleiner als 0,9 ist; mit einer Abkühlungs-Rate von 0,7ºC/min in. dem Fall, in dem das Gewichtsverhältnis von CaO zu SiO&sub2; in der Rohasche nicht kleiner als 0,9, jedoch kleiner als 1,0 ist; mit der Abkühlungs-Rate von 1,5ºC/min in dem Fall, in dem ein Gewichtsverhältnis von CaO zu SiO&sub2; in der Rohasche nicht kleiner als 1,0, jedoch kleiner als 1,1 ist; mit der Abkühlungs-Rate von 2,0ºC/min in dem Fall, in dem ein Gewichtsverhältnis von CaO zu SiO&sub2; in der Rohasche nicht kleiner als 1,1, jedoch kleiner als 1,2 ist; mit der Abkühlungs- Rate von 3,0ºC/min in dem Fall, in dem das Gewichtsverhältnis von CaO zu SiO&sub2; in der Rohasche nicht kleiner als 1,2, jedoch kleiner als 1,3 ist; und mit einer Ab kühlungs-Rate von 5,0ºC/min in dem Fall, in dem das Gewichtsverhältnis nicht kleiner als 1,3 ist (Patentanspruch 5). Dementsprechend können harte Zuschlagstoffe, die eine hohe Festigkeit aufweisen, in konstanter Weise unabhängig von der Zusammensetzung der Rohmaterialien hergestellt werden.

Es ist bevorzugt, die Basizität auf nicht weniger als 0,8, jedoch nicht höher als 1,3 einzustellen (Patentanspruch 6). Die Basizität wird in diesem Bereich aus den folgenden Gründen eingestellt. Die kristallinen Substanzen sind schwer herzustellen, und zwar auch denn, wenn die Abkühlungs-Rate verlangsamt ist, in dem Bereich, in dem die Basizität geringer ist als 0,8. In dem Bereich, in dem die Basizität höher ist als 1,3 steigt die Schmelztemperatur zu stark an, und daher wird die Lebensdauer des wärmeisolierenden Gliedes, das in dem Schmelzofen vorgesehen ist, verkürzt. Dies ist nicht wünschenswert bei der Instandhaltung und bei der Durchführung der Vorgänge.

Falls der letztliche Volumsanteil der kristallinen Substanzen in der verfestigten Schlacke, die erhalten wird, indem die geschmolzene Schlacke abgekühlt wird, in dem Bereich von nicht weniger als 13%, jedoch nicht größer als 54% eingestellt wird, können harte Zuschlagstoffe, die für eine obere Schicht eines Unterbaus geeignet sind, zuverlässig hergestellt werden, und zwar unabhängig von der zusammensetzung der Rohmaterialien (Patentanspruch 7). Wenn diese Zuschlagstoffe als das Unterbau- Material verwendet werden, werden die glasartigen Substanzen gebrochen, und sie füllen die Zwischenräume zwischen den kristallinen zuschlagstoffen. Daher sind entsprechend diesem Verfahren die harten Zuschlagstoffe dazu geeignet, einen sehr weit ausgedehnten Bereich von Verwendungsmöglichkeiten abzudecken. Zusätzlich dazu kann der Abkühlungsvorgang abgekürzt werden im Vergleich zu dem Fall, in dem die gesamte Schlacke kristallisiert wird, wie bei dem herkömmlichen Verfahren, wodurch die Produktivität der harten Zuschlagstoffe stark verbessert wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des obigen Verfahrens umfaßt vorzugsweise einen Schmelzofen zum Schmelzen des Abfalls und zum Ausstoßen des geschmolzenen Abfalls als geschmolzene Schlacke durch eine Auslaß-Öffnung, die an einem unteren Abschnitt von ihm vorgesehen ist; eine wärmeisolierende Kammer, in die die Auslaß-Öffnung von oben her eingeführt wird, Wärme rückhaltende Mittel zum Aufrechterhalten einer Innentemperatur der warmeisolierenden Kammer auf einem Wert, der dazu geeignet ist, die geschmolzene Schlacke allmählich abzukühlen; und Förder- Mittel zur Förderung einer Mehrzahl von Behältern für geschmolzene Schlacke, einen nach dem anderen, in eine Stellung, in der der Behälter für die geschmolzene Schlacke die geschmolzene Schlackeaufnimmt, die durch die Auslaß-Öffnung des Schmelzofens ausgestoßen wird (Patentanspruch 8).

Falls das die Wärme rückhaltende Mittel ein Gas-Ansaug- Mittel zum Ansaugen von Gas in der wärmeisolierenden Kammer aufweist, um so die Ausströmung des Verbrennungsgases aus dem Schmelzofen in die wärmeisolierende Kammer durch die Auslaß- Öffnung zu fördern (Patentanspruch 9), dann kann der Ausstoß des Verbrennungsgases durch die Auslaß-Öffnung des Schmelzofens durch das Ansaugen des Gases in der wärmeisolierenden Kammer gefördert werden. Der Innenraum der warmeisolierenden Kammer wird durch die Wärme des Verbrennungsgases warm gehalten. Dementsprechend kann der Innenraum der wärmeisolierenden Kammer in wirksamer Weise warm gehalten werden, indem die Abfallwärme aus dem Schmelzofen verwendet wird, ohne spezielle Erwärmungs-Mittel vorzusehen. Daher verhindert die Förderung des Ausstoßes des Verbrennungsgases, daß die Schlacke die Auslaß-Öffnung blockiert.

Falls weiters das Wärme rückhaltende Mittel ein Temperatur-Erfassungs-Mittel zur Erfassung der Temperatur in der wärmeisolierenden Kammer umfaßt, sowie ein Temperatur-Steuerungs- Mittel zur Steuerung des Betriebs des Gas-Ansaug-Mittels in übereinstimmung mit der erfaßten Temperatur (Patentanspruch 10), dann wird der Betrieb des Gas-Ansaug-Mittels in übereinstimmung mit der Temperatur in der wärmeisolierenden Kammer gesteuert, die durch das Temperatur-Erfassungs-Mittel erfaßt worden ist. Daher kann die Temperatur in der wärmeisolierenden Kammer automatisch eingestellt werden, wodurch Arbeit eingespart wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Diagramm, das einen Gesamtaufbau einer ersten Vorrichtung zur Herstellung von harten Zuschlagstoffen entsprechend der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist ein seitlicher Schnitt, der einen inneren Aufbau einer wärmeisolierenden Kammer und einer Antriebs-Kammer in der ersten Vorrichtung zeigt;

Fig. 3 ist eine Ansicht von vorne, die den inneren Aufbau der wärmeisolierenden Kammer und Antriebs-Kammer zeigt;

Fig. 4 ist ein teilweiser Schnitt von vorne, der eine Verbindungs-Struktur einer inneren Form mit einer äußeren Form eines Behälters für flüssige Schlacke in der ersten Vorrichtung zeigt;

Fig. 5 ist ein teilweiser Schnitt von vorne, der den inneren Aufbau der wärmeisolierenden Kammer zeigt;

Fig. 6 ist eine Kurve, die eine Abkühlungs-Rate der geschmolzenen Schlacke über die vergangene Zeit in dem Fall darstellt, in dem der Behälter für die geschmolzene Schlacke in der ersten Vorrichtung verwendet wird, und in dem ein Behälter für die geschmolzene Schlacke verwendet wird, der ein wärmeisolierendes Glied nicht aufweist;

Fig. 7 ist eine Kurve, die den Inhalt des Temperaturverlaufs in einer zweiten Ausführungsvariante zeigt;

Fig. 8 ist eine Kurve, die ein Beispiel des Temperaturverlaufs entsprechend einem herkömmlichen Verfahren zeigt;

Fig. 9 ist eine Kurve, die die einachsige Druckfestigkeit von harten Zuschlagstoffen zeigt, die durch ein Verfahren entsprechend der zweiten Ausführungsvariante hergestellt worden sind;

Fig. 10 ist eine Kurve, die einen korrigierten CBR-Wert der harten Zuschlagstoffe zeigt, die durch das obige Verfahren hergestellt worden sind;

Fig. 11 ist eine Kurve, die einen korrigierten CBR-Wert in Beziehung auf einen volumetrischen Anteil der kristallinen Schlacke in der verfestigten Schlacke in einer dritten Ausführungsvariante zeigt;

Fig. 12 ist ein seitlicher Schnitt, der eine Vorrichtung zur Herstellung von harten Zuschlagstoffen zeigt, die in der dritten Ausführungsvariante verwendet wird;

Fig. 13A ist eine Ansicht in vergrößertem Maßstab, die einen Abschnitt A in der Fig. 12 zeigt;

Fig. 13B ist ein Diagramm, dargestellt aus einer Richtung eines Pfeils B in der Fig. 13A; und

Fig. 14 ist ein Schnitt von vorne, der beispielhaft eine herkömmliche Vorrichtung zur Herstellung von harten Zuschlagstoffen zeigt.

BESTE AUSFÜHRUNGSVARIANTEN ZUR VERWIRKLICHUNG DER ERFINDUNG

Eine erste Ausführungsvariante der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 beschrieben werden.

Eine Vorrichtung zur Herstellung eines harten Zuschlagstoffes, die in der Fig. 1 gezeigt ist, ist mit einer wärmeisolierenden Kammer 10 versehen, die sich in horizontaler Richtung (einer Querrichtung in der Fig. 1) erstreckt, sowie mit einem Schmelzofen 11 zum Schmelzen von Abfällen, wie etwa Schlamm. An einem unteren Ende des Schmelzofens 11 ist eine Auslaß-Öffnung 13 gebildet. Ein Verbrennungsgas-Ausstoß-Rohr 15 ist mit dem Schmelzofen 11 oberhalb der Auslaß-Öffnung 13 verbunden. Ein unterer Abschnitt des Schmelzofens 11 ist in den Innenraum der wärmeisolierenden Kammer 10 eingeführt, so daß die Auslaß-Öffnung 13 innerhalb der Kammer 10 angeordnet ist.

Wie dies in der Fig. 2 gezeigt ist, ist die wärmeisolierende Kammer 10 von einer oberen Abdeckung 12, einer unteren Abdeckung 14 und von gegenüberliegenden seitlichen Abdeckungen 16 umschlossen. Innenflächen der Abdeckungen 12, 14, 16 sind in ihrer Gesamtheit mit warmeisolierenden Gliedern 18 abgedeckt, um den Innenraum der wärmeisolierenden Kammer auf einer hohen Temperatur zu halten. Linke und rechte Stütz-Glieder 20, die sich in der gleichen Richtung erstrecken wie die wärmeisolierende Kammer 10, sind in das wärmeisolierende Glied 18 eingelassen, das die obere Fläche der unteren Abdeckung 14 bedeckt. Eine Führungsschiene 22 erstreckt sich in der gleichen Richtung, da das Stütz-Glied 20 über eine obere Fläche jedes Stütz-Glieds 20 gelegt ist. Eine Mehrzahl von Wagen 25 (die teilweise Förder-Mittel darstellen), von denen jeder einen Behälter 24 für geschmolzene Schlacke aufweist, der auf ihnen befestigt ist, fahren auf den Führungsschienen 22 wie dies in der Fig. 3 gezeigt ist.

Jeder Behälter 24 für geschmolzene Schlacke umfaßt einen Behälter-Hauptkörper 26 und Deckel 28, die so angeordnet sind, daß sie eine Öffnung öffnen und verschließen, die an der Oberseite des Behälter-Hauptkörpers 26 gebildet ist. Der Behälter-Hauptkörper 26 umfaßt ein wärmeisolierendes Glied 30, das als ein nach oben hin offener Behälter ausgebildet ist und eine innere und äußere Form 32, 34, die an der inneren bzw. äußeren Fläche des wärmeisolierenden Gliedes 30 vorgesehen sind. Insbesonders ist der Behälter-Hauptkörper 26 gebildet, indem das wärmeisolierende Glied die innere Form 32 überdeckt, und indem die äußere Form 34 das wärmeisolierende Glied 30 überdeckt. Die Materialien für das wärmeisolierende Glied sind vorzugsweise solche, die eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegenüber Hitze und Wärme rückhaltende Eigenschaften aufweisen, wie etwa keramische Fasern. Die Materialien für die innere und äußere Form 32, 34 sind vorzugsweise Metalle, die eine noch bessere Korrosionsbeständigkeit gegenüber der geschmolzenen Schlacke aufweisen, als das wärmeisolierende Glied 30, insbesonders SUS310S oder dgl., das einen geringen Oxidationsverlust aufweist.

An einer Mehrzahl von Stellen an den oberen Enden der inneren und der äußeren Form 32, 34 sind Klemm-Abschnitte 32a, 34a gebildet, die vom Behälter radial nach außen ragen. Die entsprechenden Klemm-Abschnitte 32a, 34a sind miteinander durch ein Kopplungs-Glied 36 gekoppelt.

Wie dies in der Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt jedes Kopplungs-Glied 36 eine Schraube 38, die sich in vertikaler Richtung erstreckt. Ein oberes Ende der Schraube 38 ist an dem Klemm-Abschnitt 32a der inneren Form 32 drehbar um eine horizontale Achse 40 befestigt. Andererseits ist an dem Klemm- Abschnitt 34a der äußeren Form 34 eine Aussparung 34b gebildet, so daß die Schraube 38 durch sie hindurch aus einer Richtung von radial außen her eingeführt werden kann. Mit der Schraube 38, die durch die Aussparung 34b eingeführt ist, sind eine Einstell- Mutter 42 und eine Flügelmutter 42 mit einem Flügel 46 von oben bzw. von unten verbunden, und die Klemm-Abschnitte 32a, 34a werden miteinander gekoppelt, während der Klemm-Abschnitt 34a durch die Muttern 42, 44 gehalten wird. Ein Abschnitt d zwischen den Klemm-Abschnitten 32a, 34a kann eingestellt werden, indem die Stellung der Einstell-Mutter 42 geändert wird. Dies ermöglicht es, daß wärmeisolierende Glieder 30 unterschiedlicher Dicke dicht zwischen den Formen 32, 34 gehalten werden, und es ermöglicht die Einstellung der Dicke des wärmeisolierenden Gliedes 30, um das Verdichten des wärmeisolierenden Gliedes 30 zu vermeiden.

Die Deckel 28 sind am linken und am rechten oberen Ende des Behälter-Hauptkörpers 26 befestigt, und sie sind von einem sogenannten doppelt angeschlagenen Aufbau, bei dem die Deckel 28 von der Mitte des Behälter-Hauptkörpers 26 zu seinen gegenüberliegenden Seiten zu öffnen sind. Die jeweiligen Deckel 28 sind aus wärmeisolierenden Gliedern 48 gebildet, die ähnlich dem warmeisolierenden Glied 30 sind. Metallplatten 50, die ähnlich der inneren und äußeren Form 32, 34 sind, bedecken die Außenflächen der wärmeisolierenden Glieder 48. An den Außenflächen der Metallplatten so ist eine Mehrzahl von Aggregaten 52 befestigt (zwei Aggregate in der Fig. 2), die sich in der Querrichtung erstrecken. Im Gegensatz dazu sind Stützplatten 54 vorgesehen, die auf einer oberen Stirnfläche des Behälter-Hauptkörpers 26 aufrecht sind. Die äußeren End- Abschnitte der Aggregate 52 sind an den Stützplatten 54 um horizontale Achsen 56 drehbar befestigt, und dadurch sind der linke und der rechte Deckel 28 auf dem Behälter-Hauptkörper 26 so befestigt, daß sie zu öffnen und zu schließen sind.

Jeder Wagen 25, auf dem ein so aufgebauter Behälter 24 für geschmolzene Schlacke befestigt ist, umfaßt einen sich horizontal erstreckenden Wagen-Hauptkörper 58. Der Behälter 24 für geschmolzene Schlacke ist auf dem Wagen-Hauptkörper 58 angeordnet, und mit einem geeigneten Mittel befestigt. Aufhängungs-Glieder (umgekehrt U-förmige Glieder in dem dargestellten Beispiel) sind an geeigneten Stellen am Umfang der oberen Fläche des Wagen-Hauptkörpers 58 befestigt. An einer Mehrzahl von Stellen (in Querrichtung und in Langsrichtung vier voneinander entfernte Stellen in dem dargestellten Beispiel) auf der Unterseite des Wagen-Hauptkörpers 58 sind Rollen 64 drehbar über Halterungen 62 befestigt. Diese Rollen 64 sind abrollbar auf den Führungsschienen 22 angeordnet, und dadurch ist es möglich, daß sich der Behälter 24 für geschmolzene Schlacke und der Wagen 25 entlang der Führungsschienen 22 bewegen.

Unterhalb der wärmeisolierenden Kammer 10 ist eine Antriebs-Kammer 68 angeordnet, wie dies in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist. An den Stellen des vorderen und des hinteren Endes (die Stellen des linken und des rechten Endes in der Fig. 1) sind in der Antriebs-Kammer 68 horizontale Achsen 69 drehbar in einem Gehäuse der Antriebs-Kammer 68 über Lager 71, 73 gelagert. Jede horizontale Achse 69 erstreckt sich in der Querrichtung, wie dies in der Fig. 2 gezeigt ist, über Lager 71, 73, und sie besitzt ein Paar von in Querrichtung voneinander in Abstand angeordneten Rollen 70 die auf ihr befestigt sind. Entweder die vordere oder die hintere Achse 69 (hintere horizontale Achse in dem dargestellten Beispiel) ist antriebsmäßig mit einem Motor (der teilweise das Förder-Mittel bildet) 72 verbunden, der in der Fig. 1 gezeigt ist.

Eine Kette (die teilweise das Förder-Mittel bildet) 74 ist in das entsprechende Paar der vorderen und der hinteren Rollen 70 geschlungen. Die zwei Ketten 74 sind miteinander durch eine Mehrzahl von Kupplungsplatten 76 miteinander gekoppelt, die in einer Längsrichtung der Ketten 74 angeordnet sind. Eine Stoß- Stange 78 ragt von einem mittleren Abschnitt einer Außenfläche jeder Kupplungsplatte 76 nach außen. Andererseits ist ein Schlitz 19, der eine Breite aufweist die größer als ein Durchmesser der Stoß-Stangen 78 ist, und der sich durchgehend in der Längsrichtung der warmeisolierenden Kammer 10 erstreckt, an den in Querrichtung mittleren Abschnitten der unteren Platte 14 gebildet, die die wärmeisolierende Kammer 10 bildet, sowie des wärmeisolierenden Gliedes 18, das auf der Platte 14 angeordnet ist. Die Stoß-Stangen 78 sind durch den Schlitz 19 eingeführt, so daß ihre oberen End-Abschnitte in den Innenraum der wärmeisolierenden Kammer 10 eintreten (Fig. 2 und 3).

Im Gegensatz dazu erstreckt sich ein Eingriffs-Glied 66 von der Unterseite des Haupt-Körpers 58 von jedem Wagen 25 nach unten. Die Eingriffs-Glieder 66 kommen mit den oberen End- Abschnitten der Stoß-Stangen 78 in Berührung. Dementsprechend werden die Rollen 70 und die Ketten 74 durch den Motor 72 angetrieben, und die Stoß-Stangen 78, die an diesen Ketten 74 befestigt sind, bewegen sich entlang des Schlitzes 19, während sie in den Innenraum der wärmeisolierenden Kammer 10 ragen. Die Eingriffs-Glieder 66 der jeweiligen Wagen 25 werden durch die jeweiligen Stoß-Stangen 78 von hinten (von links in der Fig. 1) gestoßen, und dadurch wird es ermöglicht, daß sich die Wagen 25 nach vorne bewegen.

Wie dies in den Fig. 3 und 5 gezeigt ist, ist an der unteren Abdeckung 80, an dem wärmeisolierenden Glied 18 das an der Abdeckung 80 angeordnet ist, an den Stützgliedern 20 und an den Führungsschienen 22 ein Abschnitt, der rechts unterhalb des Schmelzofens 11 gelegen ist, von dem anderen Abschnitt abgesetzt. Der abgesetzte Abschnitt wird auf den seitlichen Abdeckungen 16 durch eine Mehrzahl (vier in dem dargestellten Beispiel) von Last-Elementen 80 und Halterungen 82 getragen, wie dies in den Fig. 2 und 5 gezeigt ist. Die Länge L (siehe Fig. 5) des abgesetzten Abschnitts ist im wesentlichen gleich der Länge eines Wagens 25. Dementsprechend erfassen die Last-Elemente 80 das Gesamtgewicht des Wagens 25 und des Behälters 24 für die geschmolzene Schlacke, die auf diesem abgesetzten Abschnitt angeordnet sind, das heißt, das Gesamtgewicht des Wagens 25 und des Behälters 24 für geschmolzene Schlacke, die genau unterhalb des Schmelzofens 11 angeordnet sind, zusammen mit dem Gewicht des wärmeisolierenden Gliedes 18 an dem abgesetzten Abschnitt.

Erfassungs-Signale von diesen Last-Elementen 80 werden in eine Antriebs-Steuerungs-Einrichtung 84 eingegeben, die in der Fig. 1 gezeigt ist. Diese Antriebs-Steuerungs-Einheit 84 betätigt den Motor 72, wenn das Gesamtgewicht, das durch die Last-Elemente 80 erfaßt wird, einen vorbestimmten Wert erreicht, der im besonderen dem Gesamtgewicht entspricht, wenn der Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke im wesentlichen mit der geschmolzenen Schlacke gefüllt ist. Daraufhin werden die Ketten 74 um die Anordnungs-Teilung der Stoß-Stangen 78, das heißt, um den Abstand zwischen den Wagen 25 angetrieben.

In der wärmeisolierenden Kammer 10 ist ein Paar von Deckeln 98, nämlich ein linker und ein rechter, von der oberen Abdeckung 12 über vertikale Achsen 97 an einer Stellung genau vor der Auslaß-Öffnung des Schmelzofens 11 (rechts von der Auslaß- Öffnung in der Fig. 1) aufgehängt. Wie dies in der Fig. 5 gezeigt ist, sind die jeweiligen Deckel 98 so angeordnet, daß ein Abstand zwischen ihren vorderen Abschnitten (rechte Abschnitte in der Fig. 5) kleiner ist als der zwischen ihren hinteren Abschnitten, wenn man dies von oben betrachtet. Wenn der Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke mit offenen Deckeln 28 an der Stelle hindurchtritt, an der die Deckel 98 angeordnet sind, kommen die Deckel 28 in Kontakt mit den entsprechenden Deckeln 98 und werden zur Mitte hin gestoßen, mit dem Ergebnis, daß die Deckel 28 zufolge ihres Gewichtes automatisch geschlossen werden.

Wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist, ist ein drehbares Tor 88, das um eine horizontale Achse 86 drehbar ist, an einer Stelle am hinteren Ende der oberen Abdeckung 12 vorgesehen, die die wärmeisolierende Kammer 10 bildet. Ein Hubtor 90, das nach oben und nach unten bewegbar ist, ist an einer Stelle unmittelbar vor dem drehbaren Tor 88 vorgesehen. In gleicher Weise ist ein drehbares Tor 94, das um eine horizontale Achse 92 drehbar ist, an einer Stelle an dem vorderen Ende der oberen Abdeckung 12 vorgesehen. Ein Hubtor 96, das nach oben und nach unten bewegbar ist, ist an einer Stelle unmittelbar nach dem drehbaren Tor 94 vorgesehen.

Die wärmeisolierende Kammer 10 ist mit einer Strahl-Pumpe (Gas-Ansaug-Mittel) 104 über eine Gas-Ansaug-Leitung 102 verbunden, wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist. In die Strahl- Pumpe 104 wird eine Hochdruck-Luft durch ein automatisches Zufuhr-Ventil (das ein Temperatur-Steuerungs-Mittel bildet) 106 zugeführt. Gas in der wärmeisolierenden Kammer 10 wird durch die Gas-Ansaug-Leitung 102 durch einen negativen Druck angesaugt, der erzeugt wird, wenn die Hochdruck-Luft in die Strahl-Pumpe 104 eingeführt wird. Die Antriebs-Kammer 68 steht mit der Umgebung des Systems über eine Mehrzahl von Ventilen 110, eine Einlaß- Leitung 111 und automatische Einlaßventile 112 in Verbindung. Das Gas in der wärmeisolierenden Kammer 10 wird durch die Strahl- Pumpe 104 angesaugt, wenn die Ventile 110 und die automatischen Einlaßventile 112 geöffnet sind. Dadurch wird Luft zu der wärmeisolierenden Kammer 10 über die Antriebs-Kammer 68 und den Schlitz 19 von der Umgebung des Systems angesaugt (d.h. ein Einlaß-Vorgang wird durchgeführt).

Weiters ist ein Temperatur-Detektor 99, der ein thermoelektrisches Element zur Erfassung der Temperatur in der wärmeisolierenden Kammer 10 aufweist, an einer geeigneten Stelle in der Kammer 10 angeordnet, d.h., an einer Stelle zwischen der Auslaß-Öffnung 13 des Schmelzofens 11 und der Gas-Ansaug-Stelle. Ein Erfassungs-Signal von dem Detektor 99 wird in die Temperatur- Steuerungs-Einrichtung 108 eingegeben, wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist.

Diese Temperatur-Steuerungs-Einrichtung 108 steuert das automatische Zufuhr-Ventil 106 und die automatischen Einlaßventile 112, um sie zu öffnen oder zu schließen, um so die Temperatur in der warmeisolierenden Kammer 10, die durch den Temperatur-Detektor 99 erfaßt worden ist, auf einen vorbestimmten Wert für die allmähliche Abkühlung zu halten (500ºC in dieser Ausführungsvariante). Falls beispielsweise die erfaßte Temperatur kleiner ist als 500ºC, dann wird das automatische Zufuhr-Ventil 106 geöffnet, um das Gas anzusaugen, und das Verbrennungs-Gas wird dadurch in die wärmeisolierende Kammer 10 über die Auslaß- Öffnung 13 des Schmelzofens 11 eingeführt. Die Wärmeenergie des Verbrennungs-Gases wird dazu benützt, die Temperatur in der wärmeisolierenden Kammer zu steigern. Falls andererseits die erfaßte Temperatur größer ist als 500ºC, wir die Steuerung in einer solchen Weise erwartet, daß das automatische Zufuhr-Ventil 106 geschlossen wird, um das Ansaugen des Gases zu stoppen, oder daß das automatische Einlaß-Ventil 112 geöffnet wird, um das Einströmen der Luft in die wärmeisolierende Kammer 10 über die Antriebs-Kammer 68 zu ermöglichen, um so den Innenraum der Kammer 10 zu kühlen, während das Gas angesaugt wird. Der Grund dafür, warum die Temperatur in der wärmeisolierenden Kammer 10 so gesteuert wird, daß sie 500ºC nicht übersteigt ist der, die thermische Verformung und den Oxidationsverlust des exponierten Metalls zufolge eines abnormalen Temperaturanstiegs in der Kammer 10 zu verhindern.

Ein Betrieb dieser Vorrichtung wird in der Folge beschrieben werden.

Zunächst einmal sind eine Mehrzahl von Behältern 24 für die geschmolzene Schlacke und Wagen 25 in gleichmäßigen Abständen auf den Führungsschienen 22 in der wärmeisolierenden Kammer 10 angeordnet, und ein Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke ist unterhalb der Auslaß-Öffnung 10 des Schmelzofens 11 positioniert. Die Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke und die Wagen 25 werden vorzugsweise in die wärmeisolierende Kammer 10 in der folgenden Weise eingeladen. Der Wagen 25 ist zusammen mit dem Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke mittels eines Kranseils aufgehängt, das in der Fig. 1 gezeigt ist, indem die Aufhängungs- Glieder 60 verwendet werden, die an dem Wagen 25 vorgesehen sind. In diesem Zustand werden der Wagen 25 und der Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke zusammen in die wärmeisolierende Kammer 10 durch das drehbare Tor 88 eingeladen. In diesem Belade-Zustand werden die Deckel 28 des Behälters 24 für die geschmolzene Schlacke offen gehalten. Um die Wärmeabstrahlung von der wärmeisolierenden Kammer 10 zu verhindern, ist es vorzuziehen, entweder das drehbare Tor 88 oder das Hubtor 90 oder beide ständig geschlossen zu halten und entweder das drehbare Tor 94 oder das Hubtor 96 oder beide ständig geschlossen zu halten.

In diesem Zustand wird der Abfall, wie etwa der Schlamm, in dem Schmelzofen 11 geschmolzen, und die Schmelzen (geschmolzene Schlacke) werden durch die Auslaß-Öffnung 13 in den darunter angeordneten Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke geleert. Da die Temperatur durch die Steuerung der Temperatur- Steuerungs-Einrichtung 108 in der wärmeisolierenden Kammer 10 auf etwa 500ºC gehalten wird, wenn die geschmolzene Schlacke in dem Behälter 24 geleert wird, wird die geschmolzene Schlacke nicht plötzlich abgekühlt, und zwar auch dann nicht, wenn die Auslaß- Öffnung 13 und der Behälter 24 nicht dicht miteinander verbunden sind. Genausowenig wird die Auslaß-Öffnung 13 durch verfestigte Schlacke blockiert.

Wenn eine bestimmte Menge von geschmolzener Schlacke auf diese Weise in den Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke geleert wird, und wenn das Gesamtgewicht, das durch die Last- Elemente 80 erfaßt wird, den vorbestimmten Wert erreicht, dann betätigt die Antriebs-Steuerungs-Einrichtung 84 den Motor 72 während eines bestimmten Zeitraums in Übereinstimmung mit den Erfassungs-Signalen von den Last-Elementen 80. Die Betätigung des Motors 72 treibt die Rollen 70 und die Ketten 74 um eine Teilung an, und die Stoß-Stangen 78, die an den Ketten 74 befestigt sind, stoßen die Eingriffs-Glieder 66, die an den Wagen 25 vorgesehen sind, um sie dadurch um eine Teilung vorwärts bewegen. Dies bewirkt, daß die Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke, in die die geschmolzene Schlacke eingeleert ist, sich von der Stelle unterhalb der Auslaß-Öffnung 13 nach vor bewegen, und es bringt den nächsten Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke an die Stelle unterhalb der Auslaß-Öffnung 13. Auf diese Weise wird die geschmolzene Schlacke kontinuierlich in die Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke geleert.

Der Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke, der sich von der Stelle unterhalb der Auslaß-Öffnung 13 bewegt hat, passiert den Punkt, an dem die Deckel 98 angeordnet sind. Zu diesem Zeitpunkt kommen die Deckel 28 in Berührung mit den Deckeln 98, um dadurch nach innen gestoßen zu werden, und sie werden dadurch automatisch zufolge ihres Gewichtes geschlossen. In diesem Zustand wird die geschmolzene Schlacke in dem Behälter 24 allmählich abgekühlt, und zwar mit einer Abkühlungs-Rate entsprechend der Form des wärmeisolierenden Gliedes 30, das den Behälter 24 bildet, insbesonders im Zusammenhang mit seiner Dicke, und sie wird allmählich verfestigt.

Wenn der Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke die vordere End-Stellung erreicht (die am meisten rechte Stellung in der Fig. 1), dann wird das Hubtor 96 geschlossen, und das drehbare Tor 94 wird geöffnet, und es wird der Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke zusammen mit dem Wagen 25 durch das Kranseil 116 oder durch andere Mittel aus der wärmeisolierenden Kammer 10 herausgezogen. Danach wird die verfestigte Schlacke aus dem Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke entnommen, nachdem die geschmolzene Schlacke nach der allmählichen Abkühlung vollständig abgekühlt ist. Da die Innenfläche des Behälters 24 aus der inneren Form 32 gebildet ist, die aus einem Metall hergestellt ist, das in seiner Korrosionsbeständigkeit hervorragend ist, wie etwa SUS5310S, reagieren der Behälter 24 und die geschmolzene Schlacke 24 kaum miteinander. Daher kann die geschmolzene Schlacke nach der allmählichen Abkühlung leicht vom Behälter 24 getrennt werden und aus ihm entnommen werden.

Zur gleichen Zeit, wenn der Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke und der Wagen 25 ausgeladen werden, werden ein neuer Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke und ein Wagen 25 in die warmeisolierende Kammer 10 über das drehbare Tor 88 eingeladen.

Wie dies aus der obigen Beschreibung ersehen werden kann, wird in dieser Vorrichtung die geschmolzene Schlacke, die in dem Schmelzofen 11 erzeugt wird, in eine Mehrzahl von Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke geleert, die die wärmeisolierenden Glieder 30 umfassen, und zwar nacheinander in der wärmeisolierenden Kammer 10, deren Temperatur auf dem vorbestimmten Wert gehalten wird. Dementsprechend kann die geschmolzen Schlacke in die Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke kontinuierlich eingeleert werden, ohne sie plötzlich zu kühlen. Zusätzlich dazu kann die geschmolzene Schlacke allmählich mit einer ausreichend niedrigen Abkühlungs-Rate abgekühlt werden, und zwar durch die die Wärme rückhaltende Wirkung, die durch das wärmeisolierende Glied 30 hervorgebracht wird, das in dem Behälter 24 vorgesehen ist, nachdem die geschmolzene Schlacke in den Behälter 24 geleert worden ist. Daher ist die obige Vorrichtung dazu geeignet, harte Zuschlagstoffe herzustellen, die eine große Festigkeit aufweisen und die von guter Qualität sind.

Die Fig. 6 ist eine Kurve, die die Temperatur der Schlacke über die Zeit zeigt, wobei Kurven C1, C2 einen Fall zeigen, in dem der Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke der mit dem wärmeisolierenden Glied 30 abgedeckt ist, in der obigen Ausführungsvariante verwendet wird, bzw. einen Fall, in dem ein Behälter für die geschmolzene Schlacke, der das wärmeisolierende Glied 30 nicht aufweist, verwendet wird. In dieser Kurve stellen die geraden Linien L1, L2, L3 die Schlacken-Temperatur iher die Zeit zum Vergleich in dem Fall dar, in dem die Abkühlungs-Rate 1ºC/m, 3ºC/m bzw. 5ºC/m beträgt. Es ist aus dieser Kurve klar ersichtlich, daß die Abklühlungs-Rate der geschmolzenen Schlacke in ausreichender Weise unterdrückt wird, und daß die harten Zuschlagstoffe von guter Qualität hergestellt werden können, indem der Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke verwendet wird, der mit dem wärmeisolierenden Glied 30 abgedeckt ist. Zusätzlich dazu kann die Abkühlungs-Rate auf einen geeigneten Wert eingestellt werden, und zwar entsprechend der Zusammensetzung des Rohabf alls, indem die Dicke des wärmeisolierenden Gliedes 30 verändert wird.

Mit der obigen Vorrichtung, die die Erfindung verwirklicht, sind die folgenden Wirkungen weiters erreichbar.

(a) Da die Deckel 28 auf dem Behälter-Hauptkörper 26 befestigt sind, kann die Abkühlungs-Rate weiter verlangsamt werden, und die allmählich abgekühlte Schlacke von guter Qualität kann in der Nähe des oberen End-Abschnitts des Behälters 24 für die geschmolzene Schlacke genauso wie an einem unteren Abschnitt von ihm erzeugt werden, indem die Deckel 28 geschlossen werden, nachdem die geschmolzene Schlacke eingeleert worden ist. Da zusätzlich dazu die Deckel 28 vom doppelt angeschlagenem Typ sind, ist ein Ausmaß des Vorstehens der Deckel 28 kleiner im Vergleich zu einem Deckel vom einseitig angeschlagenen Typ. Daher benötigt die wärmeisolierende Kammer 10 einen kleineren Innenraum, und die Wärmeenergie, die dazu benotigt wird die Temperatur in der Kammer 10 aufrecht zu erhalten, kann im Ausmaß des verringerten Raum eingespart werden. Da weiters die Deckel 28 geschlossen werden, wenn sie in Kontakt mit den Deckeln 98 kommen, während der Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke gefördert wird, kann die die Wärme rückhaltende Wirkung von dem Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke mit einem einfachen Aufbau zuverlässig gesteigert werden.

(b) Da die doppelten Türen an dem vorderen und an dem hinteren End-Abschnitt der wärmeisolierenden Kammer 10 vorgesehen sind, wird verhindert, daß es bewirkt wird, daß die Wärme in der Kammer 10 bei einem positiven Druck entweicht, während eine große

Menge von äußerer, kalter Luft bei einem negativen Druck angesaugt wird, wenn der Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke beladen oder entladen wird, indem die Hubtore 90, 96 geschlossen werden, wenn die drehbaren Tore 88, 94 geöffnet werden.

(c) Als ein Mittel zum Aufrechterhalten der Temperatur in der wärmeisolierenden Kammer 10 auf einem bestimmten Wert wird der Innenraum der Kammer 10 erwarmt, indem das Gas von der Kammer 10 angesaugt wird und indem Verbrennungsgas in dem Schmelzofen 11 durch den negativen Druck angesaugt wird, der durch das Ansaugen erzeugt wird. Dementsprechend kann der Innenraum der Kammer 10 in wirksamer Weise aufgeheizt werden, indem die Abwärme des Schmelzofens 11 verwendet wird, ohne eine besondere Heizvorrichtung einzubauen, und es kann das Blockieren der Auslaß-Öffnung 13 in zuverlässigerer Weise verhindert werden. Weiters kann der Innenraum der Kammer 10 durch das öffnen der automatischen Einlaßventile 112 schnell abgekühlt werden, wenn das Gas angesaugt wird, und indem Luft durch die Antriebskammer 68 in die Kammer 10 eingelassen wird.

(d) Da der Temperatur-Detektor 99 zur Erfassung der Temperatur in der wärmeisolierenden Kammer 10 und die Temperatur- Steuerungs-Einrichtung 108 zum Öffnen oder zum Schließen des automatischen Zufuhr-Ventils 106 und der automatischen Einlaßventile 112 in Übereinstimmung mit der erfaßten Temperatur vorgesehen sind, kann die Temperatur in der Kammer 10 automatisch gesteuert werden, und der Arbeitsaufwand kann eingespart werden.

(e) Da das Kopplungs-Glied 46, das zwei Muttern 42, 44 umfaßt, als ein Mittel zum Koppeln der inneren und der äußeren Form 32, 34 vorgesehen ist, kann der Abstand zwischen den beiden Formen 32, 34 leicht eingestellt werden. Daher kann das wärmeisolierende Glied 30 von unterschiedlicher Dicke leicht zwischen die Formen 32, 34 eingebaut werden.

Eine zweite Ausführungsvariante wird nun unter Bezugnahme auf die Fig, 7 bis 10 beschrieben werden. In dieser Ausführungsvariante ist ein Verfahren zur effizienten Herstellung von harten Zuschlagstoffen gezeigt, die eine ausreichende einachsige Druckfestigkeit aufweisen.

Ein grundsätzlicher Aufbau dieses Verfahrens ist ähnlich dem, der in der obigen ersten Ausführungsvariante gezeigt ist, es wird jedoch die Basizität des Aschenmaterials in dieser Ausführungsvariante im vorhinein eingestellt. Insbesonders werden in dem Fall, in dem die Basizität der Rohasche, d.h., das Gewichtsverhältnis von CaO zu SiO&sub2; größer 1,3 ist, Quarzsande (SiO&sub2;) zu der Rohasche zugegeben, um die Basizität auf einen Bereich von 0,8 bis 1,3 einzustellen. Wenn die Basizität kleiner als 0,8 ist, fallen keine Kristalle aus, so stark eine Abkühlungs-Rate auch verringert wird. Wenn im Gegensatz dazu die Basizitat uber 1,3 ist, so entsteht ein Problem, daß eine Lebensdauer eines wärmeisolierenden Gliedes, das eine Innenwand eines Schmelzofens bildet, zufolge einer übermäßig hohen Schmelztemperatur, usw. verkürzt wird. Weiters ist, je höher die Basizität des Rohmaterials ist, die Schmelztemperatur der Rohasche desto hzher, Dementsprechend wird es angezeigt sein, die Schmelztemperatur hoch genug einzustellen, und zwar entsprechend der Basizität, so daß es ermöglicht wird, daß die Schmelzen eine ausreichende Flüssigkeit aufweisen. Es ist jedoch unter Berücksichtigung der Verlängerung der Lebensdauer des wärmeisolierenden Gliedes in dem Schmelzofen wünschenswert, die Schmelztemperatur auf einen Wert niedriger als 1300ºC einzustellen.

Daher wird die geschmolzene Schlacke in einen Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke geleert, der ähnlich wie bei der ersten Ausführungsvariante ist. Die verfestigte Schlacke wird aus dem Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke entnommen, nachdem die geschmolzene Schlacke nach dem allmählichen Abkühlen vollständig abgekühlt ist. Der Abkühlungs-Temperatur-Bereich der geschmolzenen Schlacke in dem Behälter 24 besitzt eine bestimmte Temperatur-Bandbreite, die in ihrer Mitte einen Kristallisierungspunkt aufweist. Ein bestimmter Temperaturwert kann wunschgemäß eingestellt werden. Es ist jedoch in einem Bereich oberhalb von 1200ºC unwahrscheinlich, daß Kristall-Keime gebildet werden und wachsen. Weiters stoppt das Kristall-Wachstum in einem Bereich unterhalb von 1000ºC. Dementsprechend ist es wünschenswert, die geschmolzene Schlacke allmählich in einem Bereich abzukühlen, der durch diese Grenzen definiert ist, d.h., in einem Temperaturbereich von 1000ºC bis 1200ºC (siehe Fig. 7). Obwohl sie in gewünschter Weise entsprechend der Form des wärmeisolierenden Gliedes 30, insbesonders entsprechend seiner Dicke, eingestellt wird, wird die Abkühlungs-Rate vorzugsweise entsprechend der Basizität des Rohmaterials eingestellt, wie dies in der folgenden Tabelle 1 gezeigt ist.

TABELLE 1

Indem die Abkühlungs-Rate entsprechend der Basizität eingestellt wird, können die harten Zuschlagstoffe, die eine hohe Festigkeit aufweisen, konstant in einer wirksamen Weise hergestellt werden. Dies kann aus den Daten ersehen werden, die in der folgenden Tabelle 2 gezeigt sind.

TABELLE 2

O: ERZEUGTE KRISTALLINE SCHLACKE

Δ: EINGESCHLOSSENE KRISTALLINEINICHTKRISTALLINE SCHLACKE

X: ERZEUGTE NICHTKRISTALLINE SCHLACKE

Die Tabelle 2 zeigt Versuchsergebnisse des Ausfällens von Kristallen, wenn Schlacken mit verschiedenen Werten der Basizität in einem CaO/SiO&sub2; Bereich von 0,8 bis 1,3 allmählich mit verschiedenen Abkühlungs-Raten abgekühlt werden. Bei diesem Versuch wird durch eine Röntgen-Beugung unterschieden, ob die Schlacke kristallin ist oder nicht. Insbesonders wird die obige Unterscheidung auf der Basis eines Spitzenwerts der Intensität einer gebeugten Welle durchgeführt (der Spitzenwert ist groß in dem Fall einer kristallinen Schlacke). Das verwendete Rohmaterial hat eine ungefähre Zusammensetzung von CaO: 25 bis 40%, Fe&sub2;O&sub3;: 10 bis 20%, P&sub2;O&sub6;: 3 bis 10%, Al&sub2;O&sub3;: 5 bis 20%, wie etwa eine allgemeine Kalk-Schlacke.

Wie dies aus der Tabelle 2 klar ist, wird die im wesentlichen niedrige Abkühlungs-Rate benötigt, um die kristalline Schlacke in dem Bereich zu erhalten, in dem die Basizität niedrig ist. In dem Bereich jedoch, in dem die Basizität relativ hoch ist, kann die kristalline Schlacke auch erhalten werden, ohne die Abkühlungs-Rate stark zu verringern. Dementsprechend werden die harten Zuschlagstoffe, die eine hohe Festigkeit aufweisen, in zuverlässiger Weise hergestellt, während die Abkühlungs-Rate in ausreichender Weise in dem Bereich der niedrigen Basizität verringert wird, während die harten Zuschlagstoffe, die eine ausreichende Festigkeit aufweisen, in einer wirksamen Weise bei einer relativ großen Abkühlungs-Rate in dem Bereich einer hohen Basizität hergestellt werden, indem die geschmolzene Schlacke allmählich unter den Bedingungen abgekühlt wird, die in der Fig. 1 gezeigt sind.

In dem Fall, in dem die Basizität oberhalb von 1,3 eingestellt ist, wird die Abkühlungs-Rate vorzugsweise auf 5,0ºC/min oder weniger eingestellt, wie dies aus der Tabelle 2 klar ersichtlich ist.

Die Fig. 9 zeigt die einachsige Druckfestigkeit der harten Zuschlagstoffe, die erhalten werden, indem Schlacken schrittweise abgekühlt werden, die verschiedene Werte der Basizität aufweisen, und zwar bei maximal zulässigen Abkühlungs- Raten, die in der Tabelle 1 gezeigt sind. Wie dies in dieser Figur gezeigt ist, ist die Druckfestigkeit von natürlichen Zuschlagstoffen, die aus Andesit hergestellt sind, 1000 kg/cm², und die Druckfestigkeit der Zuschlagstoffe, die durch das Verfahren hergestellt worden sind, das in der obigen Druckschrift offenbart ist, beträgt maximal 1020 kg/cm². Im Gegensatz dazu können entsprechend dem Verfahren dieser Ausführungsvariante die Zuschlagstoffe, die eine Festigkeit von mindestens dem eineinhalbfachen Wert der obigen Werte aufweisen, hergestellt werden.

Die Fig. 10 zeigt korrigierte CBR Werte (%) der harten Zuschlagstoffe, die erhalten werden, indem die Schlacken, die verschiedene Werte der Basizität aufweisen, allmählich bei maximal zulässigen Abkühlungs-Raten abgekühlt werden, die in der Tabelle 1 gezeigt sind, ähnlich wie dies oben beschrieben ist. Dabei ist ein CBR (California Bearing Ratio) ein Index, der die relative Festigkeit des Straßenbetts und der Unterbau-Materials und dgl. anzeigt, und er stellt als ein Prozentsatz einen Wert dar, der erhalten wird, indem eine Kraft, die dazu benotigt wird, einen bestimmten Kolben bis zu einer vorgegebenen Tiefe in den Boden einzudrücken, durch eine vorbestimmte Standard-Kraft dividiert wird, die dem Ausmaß des Eindrückens des Kolbens entspricht. Der korrigierte CBR ist ein Wert, der erhalten wird, indem der CBR in Übereinstimmung mit einem bestimmten Standard korrigiert wird. Falls der korrigierte CBR 3% oder größer ist, dann wird entschieden, daß die harten Zuschlagstoffe für das Straßenbett-Material geeignet sind. Falls der korrigierte CBR 20% oder größer ist, dann wird entschieden, daß die harten Zuschlagstoffe für die untere Schicht des Unterbau-Materials geeignet sind. Falls der korrigierte CBR 80% oder größer ist, dann wird entschieden, daß harten Zuschlagstoffe für die obere Schicht des Unterbau-Materials geeignet sind. Daher ist das Verfahren dieser Ausführungsvariante dazu geeignet, harte Zuschlagstoffe zur Verfügung zu stellen, die in ausreichender Weise zumindest für die untere Schicht des Unterbau-Materials verwendet werden können.

Eine dritte Ausführungsvariante wird als n?chstes unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 13 beschrieben werden. In dieser Ausführungsvariante ist ein Verfahren zur effizienteren Herstellung von harten Zuschlagstoffen gezeigt, die auch als obere Schicht des Unterbau-Materials verwendet werden können.

Eine Vorrichtung 121 zur Erzeugung von verfestigter Schlacke, die in den Fig. 12 und 13 gezeigt ist, ist unterhalb eines Schmelzofens zum Schmelzen von Rohasche vorgesehen, die eine Verbrennungsasche ist. Ein Kettenförderer 124 ist in einem geneigten Zustand in einem Gehäuse (wärmeisolierende Kammer) 122 der Vorrichtung 121 vorgesehen. In dem Gehäuse 122 ist eine Einlaß-Öffnung 123 gebildet, die mit einem Ausstoßabschnitt an der Unterseite des Schmelzofens verbunden ist. Geschmolzene Schlacke S wird von dem Ausstoßabschnitt in das Gehäuse 122 durch die Einlaß-Öffnung 123 geleert.

Der Kettenförderer 124 umfaßt ein Paar von angetriebenen Rollen 124a, die an einem längsseitigen Ende des Gehäuses 122 angeordnet sind, wobei die Rollen 124a um einen bestimmten Abstand voneinander entfernt sind, sowie ein Paar von Antriebsrollen 124b, die durch einen Motor M angetrieben werden, der oberhalb des Gehäuses 122 vorgesehen ist. Ein Paar von endlosen Ketten 124c ist um die entsprechenden Rollen 124a, 124b in einer umlaufenden Art gewickelt.

Zwischen den beiden Ketten 124c ist eine Mehrzahl von Behältern 124d für die geschmolzene Schlacke in vorbestimmten Abständen angeordnet. Führungsrollen 124e sind an den Ketten 124c an ihrer äußeren Seite in vorgegebenen Abständen befestigt. Die jeweiligen Führungsrollen 124e können auf entsprechenden Schienen 124f um ihre horizontalen Achsen abrollen, wie dies in der Fig. 13A gezeigt ist. Mit anderen Worten, es transportiert der umlaufende Antrieb der Ketten 124c die Behälter 124 für die geschmolzene Schlacke vorwärts (nach rechts in der Zeichnung der Fig. 12).

Unterhalb eines vorderen Endes des Gehäuses 122 in Bezug auf eine Transportrichtung ist eine Auslaß-Öffnung 122a gebildet, die eine Doppel-Schieber-öffnung 122b umfaßt. Wenn die Doppel- Schieber-öf fnung 122 geöffnet wird, fällt verfestigte Schlacke C, die von dem Behälter 124d für die geschmolzene Schlacke freigegeben wird, der sich nach unten gedreht hat, in einen Behälter 125 für verfestigte Schlacke, der rechts unterhalb der Auslaß-Öffnung 122a angeordnet ist. Eine öffnung 122c, die an einem oberen mittleren Abschnitt des Gehäuses 122 in der Längsrichtung angeordnet ist, dient dazu, die Temperatur in dem Gehäuse 122 auf einem vorbestimmten Wert zu halten, indem es ermöglicht wird, daß das Abgas von hoher Temperatur in dem Schmelzofen in das Gehäuse 122 durch eine Ansaugwirkung eines Ejektors 126 eingeführt wird.

In dieser Vorrichtung wird die verfestigte Schlacke C, die in den Behälter 125 für die verfestigte Schlacke über die Auslaß-Öffnung 122a freigegeben wird, durch einen bekannten Brecher gebrochen, um als Straßenbett-Material verwendet zu werden. Entsprechend einem Verfahren, das später beschrieben werden wird, ist es äußerst wichtig, die Abkühlungs-Rate der geschmolzenen Schlacke S in dem Fall zu steuern, in dem die geschmolzene Schlacke S erhalten wird, indem die verfestigte Schlacke C abgekühlt wird. Diese Steuerung wird entsprechend einem Verfahren der Änderung einer Drehzahl des Motors M durchgeführt, um so eine Menge der geschmolzenen Schlacke S zu ändern, die in den Behälter 124d für die geschmolzene Schlacke gefüllt wird, entsprechend einem Verfahren der Änderung der Kapazität des Behälters 124d für die geschmolzene Schlacke, entsprechend einem Verfahren zum Anbringen eines wärmeisolierenden Gliedes auf den Behälter 124d für die geschmolzene Schlacke oder dgl.

Da es eine Temperaturverteilung der geschmolzenen Schlacke S in dem Behälter 124d gibt, differiert die Abkühlungs- Rate. Beispielsweise ist die Abkühlungs-Rate groß an einem Abschnitt der geschmolzenen Schlacke S in der Nähe der Außenwand des Behälters 124d für die geschmolzene Schlacke, da eine große Menge von Wärme nach außen abgestrahlt wird. Andererseits ist die Abkühlungs-Rate am kleinsten in einem mittleren Abschnitt der geschmolzenen Schlacke S, da die Temperatur der Schlacke am höchsten ist. Der Unterschied in der Abkühlungs-Rate wird durch eine Füllmenge der Schlacke bestimmt, durch die Kapazität des Behälters 124d für die geschmolzene Schlacke und durch den Grad der Warmeisolierung. Es ist beispielsweise möglich, die Abkühlungs-Rate auf der Basis einer Temperatur-Messung durch eine Thermoelement und eine Bewertung des thermischen Verhaltens vorauszusagen. Ein Kristallisations-Verhältnis der geschmolzenen Schlacke in dem Behälter 124d kann vorausgesagt werden, auf der Basis des Unterschiedes in der Abkühlungs-Rate, und dementsprechend wird die Abkühlungs-Rate steuerbar.

Als nächstes werden Ergebnisse eines Experimentes beschrieben werden, das unter Verwendung dieser Vorrichtung durchgeführt worden ist.

In dem Fall, in dem die Drehzahl des Motors M so gesteigert worden ist, um zwei Liter geschmolzener Schlacke S, die aus der Rohasche erhalten worden ist, die eine Basizität von 0,24 aufweist, in den Behälter 124d für die geschmolzene Schlacke einzufüllen, der eine Kapazität von 30 Liter aufweist, und in dem die eingefüllte geschmolzene Schlacke S in der Vorrichtung 121 zur Erzeugung verfestigter Schlacke abgekühlt worden ist, wurde die Abkühlungs-Rate der geschmolzenen Schlacke S kleiner als 28ºC/min in einem Temperaturbereich von 1000ºC bis 1200ºC, und die gesamte geschmolzene Schlacke S wurde eine glasige verfestigte Schlacke C. Der korrigierte CBR-Wert der verfestigten Schlacke C war 48,5%, und es wurde herausgefunden, daß diese Schlacke nicht als die obere Schicht des Unterbau-Materials verwendet werden konnte.

Weiters wurden in dem Fall, in dem 30 Liter der geschmolzenen Schlacke S, die aus der Rohasche erhalten worden ist, die die Basizität von 0,8 aufweist, in den Behälter 124d für die geschmolzene Schlacke eingefüllt worden ist, der mit einem wärmeisolierenden Glied abgedeckt worden ist, und der eine Kapazität von 30 Litern aufweist, und die während des Transports abgekühlt worden ist, die folgenden Resultate erhalten. Die Abkühlungs-Rate von 35% der geschmolzenen Schlacke in der Mitte des Behälters 124d wurde kleiner als 0,4ºC/min in einem Temperaturbereich von 1000 bis 1200ºC und die geschmolzene Schlacke wurde kristallisiert. Die Abkühlungs-Rate der geschmolzenen Schlacke an einem äußeren Umfangsabschnitt des Behälters 124d wurde größer als 0,4ºC/min und die geschmolzene Schlacke wurde glasartig. Der korrigierte CBR-Wert dieser verfestigten Schlacke war 143% und es wurde herausgefunden, daß diese Schlacke C als die obere Schicht des Unterbau-Materials verwendet werden konnte, und natürlich auch als die untere Schicht des Unterbau-Materials. Weiters war das spezifische Gewicht der verfestigten Schlacke in gesättigtem an der Oberfläche trockenem Zustand 2,9, die Absorption von ihr war 0,52, der Los Angeles Reibverlust von ihr 30,4% und die chemische Stabilität von ihr war 0,7%. Daher wurde herausgefunden, daß die verfestigte Schlacke C alle anderen Beurteilungsstandards als Unterbau-Material erfüllt hatte.

Als nächstes ergab sich in dem Fall, in dem 160 Liter von geschm6lzener Schlacke S, die aus einer Rohasche erhalten wurden, die die Basizität von 1,0 aufwies, in den Behälter 124d für die geschmolzene Schlacke gefüllt worden sind, der mit einem wärmeisolierenden Glied abgedeckt war, und der eine Kapazität von 160 Liter aufwies, und die während des Transports abgekühlt wurde, die Abkühlungs-Rate der geschmolzenen Schlacke S mit 1,0ºC/min oder weniger an jedem Punkt des Behälters 124d in einem Temperaturbereich von 1000 bis 1200ºC, und es wurde vollständig kristalline verfestigte Schlacke C erhalten. Der korrigierte CBR-Wert dieser verfestigten Schlacke war 35,7%, und es wurde herausgefunden, daß diese Schlacke C nicht als die untere Schicht des Unterbau-Materials verwendet werden konnte.

Wie dies aus dem oben Gesagten ersehen werden kann, wurde als ein Ergebnis der Änderung der Abkühlungs-Rate der geschmolzenen Schlacke S und der Arten der Rohasche eine Kurve erhalten, wie sie in der Fig. 11 gezeigt ist. Diese Kurve zeigt einen Zusammenhang zwischen einem volumetrischen Anteil von kristalliner Schlacke in der verfestigten Schlacke C, die auf diese Weise produziert worden ist, und den korrigierten CBR-Wert.

Entsprechend dieser Kurve wird in dem Fall der Zuschlagstoffe, die aus der verfestigten Schlacke erhalten werden, deren volumetrischer Anteil von kristalliner Schlacke 13 bis 54% beträgt, der korrigierte CBR-Wert von ihr 80% oder größer, und die Zuschlagstoffe können nicht nur als das Straßenbett-Material und als die untere Schicht des Unterbau- Materials, sondern auch als die obere Schicht des Unterbau- Materials verwendet werden. Eine Verbesserung des CBR-Werts wird als ein Ergebnis dessen betrachtet, daß die glasartige Schlacke in die Zwischenräume zwischen die Zuschlagstoffe gefüllt wird, um die Zuschlagstoffe fest zu machen.

Falls im Gegensatz dazu der volumetrische Anteil der kristallinen Schlacke 54% oder mehr wird, wird der CBR-Wert niedriger als 80%. Dies hat seinen Grund darin, daß eine absolute Menge von glasartiger Schlacke ungenügend ist, um die Zwischenräume zwischen den Zuschlagstoffen auszufüllen, die aus kristalliner Schlacke hergestellt sind, obwohl die glasartige Schlacke in diese Zwischenräume eingefüllt ist, und daß die Zwischenräume nicht mit glasartiger Schlacke aufgefüllt verbleiben. Falls weiters der volumetrische Anteil der kristallinen Schlacke kleiner als 13% wird, wird der korrigierte CBR-Wert kleiner als 80% ähnlich zu dem Fall, in dem die Zwischenräume nicht mit der glasartigen Schlacke gefüllt bleiben, da die glasartige Schlacke, die ursprünglich eine geringere Festigkeit im Vergleich zu der kristallinen Schlacke aufweist, einen großen Anteil der Zuschlagstoffe ausmacht.

Der Bereich für die Abkühlungs-Temperatur besitzt vorzugsweise eine bestimmte Temperatur-Bandbreite, die in ihrer Mitte einen Kristallisierungspunkt umfaßt, wie dies detailliert in der zweiten Ausführungsvariante beschrieben worden ist. Besonders bevorzugt wird die geschmolzene Schlacke S in einem Temperaturbereich von etwa 1000 bis 1200ºC abgekühlt. Die Abkühlungs-Rate wird vorzugsweise entsprechend der Basizität des Rohmaterials eingestellt, wie dies in der Tabelle 1 gezeigt ist, und zwar ähnlich der zweiten Ausführungsvariante. Der Grund dafür ist der, wie er aus den Daten ersehen werden kann, die in der Tabelle 1 gezeigt sind.

Dementsprechend werden die harten Zuschlagstoffe, die eine hohe Festigkeit aufweisen, zuverlässig hergestellt, während die Abkühlungs-Rate in ausreichender Weise in dem Bereich der niedrigen Basizität verringert wird, während die harten Zuschlagstoffe, die eine hohe Festigkeit aufweisen, in wirksamer Weise bei einer relativ hohen Abkühlungs-Rate hergestellt werden, in dem Bereich großer Basizität, indem die geschmolzene Schlacke allmählich unter den Bedingungen abgekühlt wird, die in der Tabelle 1 gezeigt sind. Zusätzlich dazu ist es entsprechend dem Verfahren dieser Ausführungsvariante nicht notwendig die gesamte geschmolzene Schlacke zu kristallisieren, wie dies oben beschrieben worden ist. Daher kann eine Zeit, die zum Kühlen der geschmolzenen Schlacke benötigt wird, weiter verkürzt werden, und die harten Zuschlagstoffe, die als das Unterbau-Material verwendet werden, können mit einer verbesserten Effizienz hergestellt werden.

Das Obige ist in Bezug auf das Verfahren der Abkühlung der geschmolzenen Schlacke beschrieben, um so 13 bis 54% des Volumens von ihr zu kristallisieren. Es kann jedoch auch passend sein, nach dem Erhalten des Unterbau-Materials, dessen Volumsanteil von kristalliner Substanz geringer als 13% oder höher als 54% ist, kristalline Zuschlagstoffe oder glasartige Zuschlagstoffe mit dem erhaltenen Unterbau-Material zu mischen, und zwar entsprechend den Notwendigkeiten, so daß der volumsmäßige Anteil der kristallinen Substanz in den letztlich erhaltenen gemischten Zuschlagstoffen in einem Bereich von 13% bis 54% liegt.

Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsvarianten beschränkt, sondern kann beispielsweise die folgenden Arten annehmen.

(1) Obwohl die Behälter 24 für geschmolzene Schlacke bewegt werden, indem die Wagen 25 in der ersten Ausführungsvariante bewegt werden, spielt es keine Rolle, welches Förder-Mittel auch immer verwendet wird, um die Behälter für geschmolzene Schlacke entsprechend der Erfindung zu bewegen. Neben dem Gurtförderer, der in der dritten Ausführungsvariante gezeigt ist, sind verschiedene andere Transport-Mittel anwendbar, die einen Kratzer und einen Balkenförderer umfassen.

(2) Entsprechend der Erfindung ist es ausreichend, daß die Behälter für die geschmolzene Schlacke als Behälter geformt sind, die nach oben hin offen sind, Die Behälter für geschmolzene Schlacke können andere Formen annehmen, die einen nicht dargestellten Kegelstumpf, einen Pyramidenstumpf, usw. umfassen. In dem Fall, in dem die Behälter für geschmolzene Schlacke als Kegelstümpfe geformt sind, kann eine Abstrahlfläche kleiner ausgebildet werden, im Vergleich zu einem abgestumpft konischen Behälter, der das gleiche Volumen aufweist, wodurch es ermöglicht wird, daß die Abkühlungs-Rate der geschmolzenen Rate weiter verringert wird.

(3) Obwohl die Last-Zellen 80 als ein Mittel verwendet werden, um zu erfassen, daß die vorbestimmte Menge von geschmolzener Schlacke in den Behälter 24 für geschmolzene Schlacke eingeleert worden ist, ist es ebenso möglich, einen Pegel-Sensor zur Erfassung des Pegels der geschmolzenen Schlacke in dem Behälter 24 für geschmolzene Schlacke zu verwenden, der auf Strahlungsbasis arbeitet. In dem Fall, in dem die Ausguß- Menge der geschmolzenen Schlacke konstant ist, können die jeweiligen Behälter 24 für geschmolzene Schlacke zufolge des Ablaufs eines bestimmten Zeitraums bewegt werden.

(4) Ein Mittel zum Schließen der Deckel 28 ist nicht auf die oben beschriebenen Deckel 98 beschränkt, sondern es können Stoß-Einrichtungen zum Drücken der Deckel 28 von gegenüberliegenden Seiten vorgesehen sein.

(5) Obwohl die Formen 32, 34 an der Innenseite und an der Außenseite des wärmeisolierenden Glieds 20 in jedem Behälter 24 für geschmolzene Schlacke vorgesehen sind, sind die Wirkungen ähnlich denen, die in den obigen Ausführungsvarianten beschrieben worden sind, auch zu erhalten, indem zumindest die innere Form 32 auf der Innenseite des wärmeisolierenden Glieds 30 vorgesehen ist.

(6) Obwohl die Temperatur in der wärmeisolierenden Kammer 10 gesteuert wird, indem 500ºC als eine Bezugstemperatur in der ersten Ausführungsvariante verwendet wird, kann die Bezugstemperatur nach Bedarf entsprechend dem Gesamtaufbau der Vorrichtung eingestellt werden. Es kann ebenso passend sein, die Temperatur auf irgend einen Wert in einem zulässigen Temperaturbereich einzustellen, wobei die eingestellte Temperatur veränderlich ist.

(7) In der ersten Ausführungsvariante wird das Kranseil 116 dazu verwendet, die Behälter 24 für die geschmolzene Schlacke in die wärmeisolierende Kammer 10 einzuladen und von ihr auszuladen. Es kann jedoch ein Förder-Mittel oder dgl. anstelle des Kranseils 116 verwendet werden, um die Behälter 24 einzuladen oder auszuladen.

(8) Die dritte Ausführungsvariante ist in Bezug auf den Fall beschrieben, in dem die Vorrichtung, die unterschiedlich von der die in der ersten Ausführungsvariante beschrieben worden ist, verwendet wird, um die harten Zuschlagstoffe zu erzeugen. Es muß jedoch nicht gesagt werden, daß das Verfahren der dritten Ausführungsvariante in der Vorrichtung der ersten Ausführungsvariante durchgeführt werden kann.


Anspruch[de]

1. Behälter für geschmolzene Schlacke, in den geschmolzene Schlacke eingeleert wird, die aus Abfall hergestellt ist, umfassend:

ein wärmeisolierendes Glied, das als ein nach oben hin offener Behälter ausgebildet ist; und

eine Form, die aus einem Metall hergestellt ist, das in seiner Korrosionsbeständigkeit gegenüber der geschmolzenen Schlacke hervorragender ist als das wärmeisoliernde Glied, und die zumindest auf einer inneren Fläche des wärmeisolierenden Gliedes angebracht ist.

2. Behälter für geschmolzene Schlacke nach Anspruch 1, weiters umfassend einen Deckel, der zum öffnen und zum Schließen an einem oberen Abschnitt des Behälters für geschmolzene Schlacke angebracht ist.

3. Behälter für geschmolzene Schlacke nach Anspruch 2, wobei der Deckel doppelt angeschlagen ist.

4. Verfahren zur Herstellung harter Zuschlagstoffe aus Abfall unter Verwendung des Behälters für geschmolzene Schlacke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend die folgenden Schritte:

Schmelzen des Abfalls in einem Schmelzofen, um geschmolzene Schlacke zu erzeugen, während der Behälter für geschmolzene Schlacke in eine warmeisolierende Kammer geladen wird, deren Innentemperatur auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, der dazu geeignet ist, die Schlacke allmählich abzukühlen; und

Einleeren der geschmolzenen Schlacke in den Behälter für geschmolzene Schlacke in der wärmeisolierenden Kammer, um die geschmolzene Schlacke in dem Behälter für geschmolzene Schlacke abzukühlen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei nach dem Schmelzen von Rohasche, die Verbrennungsasche ist, die geschmolzene Asche mit einer Abkühlungs-Rate von 0,4ºC/min abgekühlt wird, und zwar in dem Fall, in dem ein Gewichtsverhältnis von CaO zu SiO&sub2; in der Rohasche kleiner als 0,9 ist; mit einer Abkühlungs-Rate von 0,7ºC/min in dem Fall, in dem das Gewichtsverhältnis von CaO zu SiO&sub2; in der Rohasche nicht kleiner als 0,9, jedoch kleiner als 1,0 ist; mit der Abkühlungs-Rate von 1,5ºC/min in dem Fall, in dem ein Gewichtsverhältnis von CaO zu SiO&sub2; in der Rohasche nicht kleiner als 1,0, jedoch kleiner als 1,1 ist; mit der Abkühlungs- Rate von 2,0ºC/min in dem Fall, in dem ein Gewichtsverhältnis von CaO zu SiO&sub2; in der Rohasche nicht kleiner als 1,1, jedoch kleiner als 1,2 ist; mit der Abkühlungs-Rate von 3,0ºC/min in dem Fall, in dem das Gewichtsverhältnis von CaO zu SiO&sub2; in der Rohasche nicht kleiner als 1,2, jedoch kleiner als 1,3 ist; und mit einer Abkühlungs-Rate von 5,0ºC/min in dem Fall, in dem das Gewichtsverhältnis nicht kleiner als 1,3 ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Gewichtsverhältnis von CaO zu SiO&sub2; auf nicht weniger als 0,8, jedoch nicht mehr als 1,3 eingestellt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Volumsanteil von kristallinen Substanzen in der verfestigten Schlacke, die durch Abkühlen der geschmolzenen Schlacke erhalten worden ist, in einem Bereich von nicht weniger als 13% und von nicht mehr als 54% eingestellt wird.

8. Vorrichtung zur Herstellung harter Zuschlagstoffe aus Abfall unter Verwendung des Behälters für geschmolzene Schlacke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend:

einen Schmelzofen zum Schmelzen des Abfalls und zum Entleeren des geschmolzenen Abfalls als geschmolzene Schlacke durch eine Ausstoß-Öffnung, die an seiner Unterseite vorgesehen ist;

eine wärmeisolierende Kammer, in die die Ausstoß-Öffnung von oben her eingeführt wird;

ein Wärme rückhaltendes Mittel zum Aufrechterhalten einer Innentemperatur der wärmeisolierenden Kammer auf einem Wert, der dazu geeignet ist, die geschmolzene Schlacke allmählich abzukühlen; und

Förder-Mittel zum Fördern einer Mehrzahl von Behältern für geschmolzene Schlacke, einer nach dem anderen, in eine Stellung, in der Behälter für geschmolzene Schlacke die geschmolzene Schlacke aufnimmt, die durch die Ausstoß-Öffnung des Schmelzofens ausgestoßen wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Wärme rückhaltende Mittel ein Gas-Ansaug-Mittel umfaßt, um Gas in die wärmeisolierende Kammer anzusaugen, um so die Ausströmung von Verbrennungsgas aus dem Schmelzofen durch die Ausstoß-Öffnung in die warmeisolierende Kammer zu fördern.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Wärme rückhaltende Mittel ein Temperatur-Erfassungs-Mittel umfaßt, um die Temperatur in der wärmeisolierenden Kammer zu erfassen, sowie ein Temperatur-Steuerungs-Mittel, um den Betrieb des Gas-Ansaug- Mittels in Übereinstimmung mit der erfaßten Temperatur zu steuern.







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