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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Zinkweiss aus metallischem Zink, zinkhaltigen Metallen oder Metallegierungen.
Es ist bei Herstellung von Zinkweiss bekannt, die Verbrennungswärme des Zinkes in der Weise nutzbar zu machen, dass gegen oder unter die Oberfläche eines Zinkbades Luft geblasen wird. Bei diesem nach Art der z. B. in der Eisenindustrie üblichen Konverterprozessen wirkenden Verfahren wird die Verbrennungswärme im Zinkbade selbst oder unmittel. bar an dessen Oberfläche erzeugt, so dass hiebei unvermeidlicherweise ein heftiges Sieden bzw. Brodeln des ganzen Badinhaltes eintritt, so dass die etwaigen Verunreinigungen des Bades in das herzustellende Zinkweis mitgerissen werden.
Aus diesem Grunde ist dieses bekannte Verfahren, obwohl es hinsichtlich Wärmebedarf günstig erscheint, praktisch bedeutunglos, da es handelsfähige, weisse Zinkfarbe nur aus reinem Zink liefern kann, dessen Verarbeitung zu Zinkweiss, da es bereits an sich einen sehr hochwertigen Stoff darstellt, natürlich unwirtschaftlich ist.
Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, die Zinkverdampfung ohne Bodenbeheizung durch eine, lediglich von oben als Strahl wärme wirkende Aussenbeheizung herbeizuführen, wodurch die Verarbeitung auch unreiner Ausgangsstoffe möglich erscheint. Bei diesem Verfahren werden jedoch die Zinkdämpfe ausserhalb des Zinkofens in einem besonderen Raume verbrannt, in die die Luft durch Öffnungen einbläst, so dass das Verfahren wärmewirtschaftlich einen Rückschritt bedeutet.
Beim Erfindungsgegenstand sind lediglich die Vorteile der bekannten Verfahren unter gleichzeitiger Beseitigung ihrer Nachteile vereinigt, indem gemäss der Erfindung handelsfähiges Zinkweiss einwandfreier Beschaffenheit selbst aus verhältnismässig zinkarmen Ausgangsstoffen in einer auch praktisch gut verwertbaren Weise dadurch hergestellt wird, dass über dem von der Aussenbeheizung lediglich mittels Strahlwärme von oben ohne Bodenbeheizung beheizten Zinkbade eine parallel zu dessen Oberfläche gerichtete Luftströmung aufrechterhalten und dadurch die dabei infolge Verbrennung von Zinkdämpfen entstehende Verbrennungswärme auf das Zinkbad ebenfalls lediglich als Strahlwärme von oben zur Einwirkung gebracht wird.
Die über dem Zinkbade hinwegströmende Luft schichtet sich nämlich über den spezifisch schwereren Zinkdämpfen und da von der Oberfläche des Zinkbades Zinkdämpfe kontinuierlich aufsteigen, lagert bei dem Verfahren gemäss der Erfindung über dem Zinkbade ständig eine mehr oder weniger starke Schicht aus Zinkdampf, die von oben her kontinuierlich abbrennt, so dass hiebei die Reaktionswärme auf das Zinkbad lediglich als Strahlwärme zur Wirkung kommen kann. Die Zinkverdampfung geht also ohne Sieden bzw. Brodeln des Bades als Oberflächennachverdunstung vor sich, so dass gemäss der Erfindung z. B. auch Zinklegierunfen, die nur etwa 600/0 Zink enthalten, zu einwandfrei weisser Zinkfarbe verarbeitet werden können, wobei durch die Nutzbarmachung der Reaktionswärme z.
B. im Vergleich zu dem letzterwähnten bekannten Verfahren eine Brennstoffersparnis von etwa 50 (ll" erzielt werden kann.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer zur Ausführung des neuen Verfahrens geeigneten, ebenfalls neuen Vorrichtung schematisch dargestellt. Fig. 1 ist der Grundriss und Fig. 2 der senkrechte Schnitt längs der gebrochenen Mittellinie der Vorrichtung.
Auf der Zeichnung sind beispielsweise durch eine Brücke a getrennte zwei Behälter b und c für die Aufnahme des zinkhaltigen Metalles oder der Metallegierung dargestellt ; die Anzahl
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der Behälter kann jedoch beliebig gross sein oder auch eins betragen. Durch Anwendung mehrerer Zinkbäder wird erreicht, dass das Zink leichter und innerhalb kürzerer Zeit zur Verdampfung gebracht wird als bei Unterbringung derselben Masse in einem einzigen grossen Behälter.
Die Seitenwände d, cl und die Deeke f des Heizkanales werden durch eine beliebige Wärmequelle erhitzt. Die Zeichnung zeigt eine Rostfeuerung g, deren Verbrennungsgase über den Metallbändern des Heizkanales hinwegstreichen.
Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Metallbäder mit ihren Mittellinien längs einer gebrochenen Linie angeordnet ; dadurch wird erreicht, dass der aus den Verbrennungsgasen der Feuerung, den Zinkdämpfen und dem Zinkrauche gebildete heisse Strom gegen die schiefstehenden Seitenwände cl stösst, wodurch der Rückprall der Wärme auf die Badoberfläche wirksamer gestaltet wird. Die Krümmung des Heizkanals nach einer
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der an der Badoberfläche etwa entstehende Zinkstaub leicht entfernt werden kann.
Die Zufuhr der Luft erfolgt zweckmässig durch in der Feuerungswandung vorgesehene Kanäle, so dass die Luft schon vorgewärmt über das erste Metallbad gelangt. Die Luftströmung wird in beliebiger Weise, z. B. durch eine am Ende des Heizkanales herbeigeführte Saugwirkung aufrechterhalten. Da sich die von den Zinkdämpfen über den Zinkbädern gebildete Schicht in Richtung des Pfeiles (Fig. 2) langsam vorwärtsbewegt, gelangen die Zinkdämpfe aus dem Zinkbade b zum Teil erst über dem Zinkbade c zur Verbrennung, so dass ihre Verbrennungswärme diesem zweiten Zinkbade c zugeführt wird. Die endgültige Oxydierung der vom letzten Metallbade des Heizkanales abgehenden Zinkdämpfe bzw. des Zinkstaubes erfolgt am oder nach dem Ende des letzten Metallbades durch weitere Zufuhr von Luft.
Dies wird zweckmässig dadurch bewirkt, dass der Strom der Zinkdämpfe der Lufteinlassöffnung le entgegengeführt wird (Fig. 1). Die dabei im Heizkanal vor dieser Öffnung le verlaufende Verbrennung der Zinkdämpfe ist mit der Entstehung eines Unterdruckes verbunden, wodurch erreicht wird, dass atmosphärische Luft nach Massgabe der Verbrennung ständig angesaugt und dabei während ihres Einströmen zugleich vorgewärmt wird.
Die verbrannten Zinkdämpfe werden in einer beliebigen geeigneten bzw. bekannten Weise zu Zinkweiss verdichtet, indem sie einem, die üblichen, auf der Zeichnung jedoch nicht besonders dargestellten Sammelvorrichtungen usw. aufnehmenden Raume o zugeführt werden.
Die Ergänzung des auf Zinkweiss verarbeiteten Metalles erfolgt in beliebiger geeigneter Weise. Man kann z. B. das frische Metall bei den Öffnungen 7 lt, i einfach an den Rand des Bades legen und durch die bei der Reaktion entstehende Wärme bzw. durch die Abwärme der abziehenden Gase und Dämpfe zum Schmelzen bringen ; das geschmolzene Metall fliesst dabei an zum Bade führenden Schrägflächen in das Bad, wobei es inzwischen bereits den Siedepunkt erreicht hat und zum Teil eventuell schon verdampft ist. Eine andere Art der Speisung besteht darin, dass ausserhalb des Heizkanales zweckmässig für jedes Metallbad je ein Becken vorgesehen wird, das mit dem betreffenden Metallbade durch einen unterhalb der Oberfläche desselben einmündenden Kanal siphonartig verbunden ist.
Die in das äussere Becken zeitweise eingesetzten Metallblöcke von z. B. 20 leg finden nach dem Gesetze der kommunizierenden Gefässe ihren Weg in das im Heizkanal befindliche Metallbad, u. zw. ohne dass die Oberfläche des flüssigen Metallbades dadurch auch nur in der geringsten Weise gestört wird.
Da bei dem neuen Verfahren keine Bodenbeheizung vorhanden ist, tritt ein heftiges Brodeln des flüssigen Metallbades nicht ein, sondern die Verdampfung erfolgt hauptsächlich nach Art der Oberflächenverdunstung. Damit wird der Vorteil erreicht, dass im zinkhaltigen Ausgangsmetall stets vorhandene Verunreinigungen, hauptsächlich Blei nicht in den Zinkrauch übergehen, sondern allmählich zu Boden sinken, von wo sie zeitweise durch Öffnungen 1, die an der tiefsten Stelle der mit schrägen Bodenflächen ausgeführten Behälter b, c in diese einmünden, abgezapft werden können.
Werden die Verbrennungsgase einer Feuerung durch den Heizkanal hindurchgeleitet, dann sollen möglichst reine Brennstoffe, z. B. Öl, Gas, gereinigter Koks, reine Kohle verwendet werden. Die Rostfeuerung kann auch durch einen elektrischen Ofen ersetzt werden, aus dem die Wärme dem Bade in beliebiger geeigneter Weise von oben zugeführt wird.
Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist jedes der angedeuteten Metallbäder b, c in je einem geraden Abschnitt des Heizkanales angeordnet ; es kann aber eventuell ein jedes Metallbad oder einzelne derselben sich auf mehrere verschieden gerichtete Abschnitte des Heizkanales erstrecken.
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Process and device for the production of zinc white from metallic zinc, zinc-containing metals or metal alloys.
It is known in the production of zinc white to utilize the heat of combustion of the zinc in such a way that air is blown against or under the surface of a zinc bath. In this type of z. B. in the iron industry usual converter processes acting method, the heat of combustion in the zinc bath itself or directly. bar generated on its surface, so that inevitably violent boiling or boiling of the entire bath contents occurs, so that any impurities in the bath are carried away into the zinc white to be produced.
For this reason, this known process, although it appears to be favorable in terms of heat requirement, is practically meaningless, since it can only supply commercial, white zinc paint made from pure zinc, the processing of which to zinc white is of course uneconomical, since it is already a very valuable substance in itself .
It has also already been proposed to bring about zinc evaporation without floor heating by means of external heating that acts only from above as a jet of heat, whereby the processing of impure starting materials appears possible. In this process, however, the zinc vapors are burned outside the zinc furnace in a special room into which the air is blown through openings, so that the process means a step backwards in terms of heat economy.
In the subject matter of the invention, only the advantages of the known processes are combined while at the same time eliminating their disadvantages, in that, according to the invention, commercially available zinc white of perfect quality is produced even from relatively low-zinc starting materials in a manner that is also practically usable by using only radiant heat from above the external heating Zinc baths heated above without underfloor heating maintain an air flow directed parallel to its surface and thereby the heat of combustion resulting from the combustion of zinc vapors is also only brought into effect on the zinc bath as radiant heat from above.
The air flowing over the zinc bath is layered over the specifically heavier zinc vapors and since zinc vapors rise continuously from the surface of the zinc bath, in the method according to the invention a more or less thick layer of zinc vapor is continuously deposited over the zinc bath, which is continuous from above burns off, so that the heat of reaction on the zinc bath can only have an effect as radiant heat. The zinc evaporation thus takes place without boiling or bubbling of the bath as surface evaporation so that according to the invention, for. B. zinc alloys, which contain only about 600/0 zinc, can be processed into perfectly white zinc paint, whereby by utilizing the heat of reaction z.
B. in comparison to the last mentioned known method a fuel saving of about 50 (ll "can be achieved.
In the drawing, an exemplary embodiment of a likewise new device suitable for performing the new method is shown schematically. Figure 1 is the plan view and Figure 2 is the vertical section along the broken center line of the device.
The drawing shows, for example, two containers b and c, separated by a bridge a, for receiving the zinc-containing metal or the metal alloy; the number
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however, the container can be of any size or even one. By using several zinc baths it is achieved that the zinc is made to evaporate more easily and within a shorter time than when the same mass is placed in a single large container.
The side walls d, cl and the deeke f of the heating channel are heated by any heat source. The drawing shows a grate furnace g, the combustion gases of which sweep over the metal strips of the heating duct.
In the illustrated embodiment, the individual metal baths are arranged with their center lines along a broken line; This ensures that the hot stream formed from the combustion gases of the furnace, the zinc vapors and the zinc smoke hits the sloping side walls cl, whereby the rebound of the heat on the bath surface is made more effective. The curvature of the heating duct after a
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any zinc dust that may develop on the bath surface can be easily removed.
The air is expediently supplied through channels provided in the furnace wall, so that the air reaches the first metal bath already preheated. The air flow is in any way, e.g. B. maintained by a suction brought about at the end of the heating channel. Since the layer formed by the zinc vapors above the zinc baths slowly moves forward in the direction of the arrow (Fig. 2), the zinc vapors from zinc bath b partly only reach combustion above zinc bath c, so that their heat of combustion is fed to this second zinc bath c . The final oxidation of the zinc vapors or zinc dust leaving the last metal bath of the heating channel takes place at or after the end of the last metal bath by further supply of air.
This is expediently brought about by the flow of zinc vapors being directed towards the air inlet opening le (FIG. 1). The combustion of the zinc vapors in the heating channel in front of this opening le is associated with the creation of a negative pressure, which means that atmospheric air is constantly sucked in according to the combustion and is simultaneously preheated as it flows in.
The burned zinc vapors are compressed to zinc white in any suitable or known manner by being fed to a space o accommodating the usual collecting devices etc. which are not specifically shown in the drawing.
The addition of the zinc-white processed metal takes place in any suitable manner. You can z. B. the fresh metal at the openings 7 lt, i simply put on the edge of the bath and melted by the heat generated during the reaction or by the waste heat of the exhausting gases and vapors; the molten metal flows into the bath on inclined surfaces leading to the bath, whereby it has already reached the boiling point and some of it may have already evaporated. Another type of supply consists in providing a basin for each metal bath outside the heating channel, which is connected in a siphon-like manner to the metal bath concerned by a channel opening below the surface of the same.
The metal blocks of z. B. 20 leg find their way into the metal bath located in the heating channel, u. without the surface of the liquid metal bath being disturbed even in the slightest way.
Since there is no floor heating in the new process, the liquid metal bath does not boil violently, but rather the evaporation takes place mainly in the manner of surface evaporation. This has the advantage that in the zinc-containing parent metal, the impurities that are always present, mainly lead, do not pass into the zinc smoke, but gradually sink to the bottom, from where they are temporarily passed through openings 1, which are at the deepest point of the containers b, c flow into this, can be tapped.
If the combustion gases of a furnace are passed through the heating duct, then the purest possible fuel, e.g. B. oil, gas, purified coke, pure coal can be used. The grate furnace can also be replaced by an electric furnace, from which the heat is supplied to the bath from above in any suitable manner.
In the illustrated embodiment, each of the indicated metal baths b, c is arranged in a straight section of the heating channel; however, each metal bath or individual ones thereof can possibly extend over several differently directed sections of the heating channel.
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