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Gemäss einem früheren Verfahren des Erfinders, das z. B. aus der österreichischen Patentschrift
Nr. 105794 bekanntgeworden ist, wird zur Herstellung von Zinkweiss aus metallischem Zink, aus zink- haltigen Metallen oder Metallegierungen in der Weise vorgegangen, dass über einer aus diesen metallischen
Stoffen in einem Kanal geschlossenen Querschnittes ohne Beimengung von Brennstoff durch äussere
Wärmezufuhr hergestellten Schmelze ein oxydierender Gasstrom hinweggeleitet und dadurch die hiebei infolge Verbrennung der Zinkdämpfe in der Ofenatmosphäre entstehende Reaktionswärme auf die Schmelze als Strahlwärme von oben zur Einwirkung gebracht wird.
Das obenerwähnte bekannte Verfahren bietet den Vorteil, dass selbst zinkarme Zinklegierungen zu einer Zinkfarbe von tadelloser Weissheit und Deckkraft verarbeitet werden können, da infolge der Ab- wesenheit einer mittels Aussenwärme bewirkten Bodenbeheizung vermieden werden kann, dass das Zink- bad unter Blasenbildung in heftiges Kochen gerät und dadurch die im Bade etwa enthaltenen Verunreinigungen in die Zinkdämpfe mit herausgerissen werden ; dabei kann infolge Nutzbarmachung der
Reaktionswärme auch eine grosse Brennstoffersparnis erzielt werden.
Die Erfindung bezweckt die Herstellung von Zinkweiss gemäss dem eingangs erwähnten bekannten
Verfahren in einer Weise, die unter Beibehaltung sämtlicher Vorteile dieses älteren Verfahrens des Erfinders zu weiterer Ersparnis an Brennstoff führt und gleichzeitig in einfacherweise ermöglicht, die Qualität der herzustellenden Zinkfarbe jener Ware entsprechend, die man jeweils herzustellen wünscht, regeln zu können.
Dies wird gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass bei dem eingangs erwähnten bekannten Verfahren die Aufreehterhaltung des Dauerprozesses, d. h. die Erhitzung der ebenfalls ohne Beimengungen von Brennstoff in die Schmelze nachgespeisten Metallstücke auf Schmelztemperatur und deren Überführung aus dem flüssigen in den dampfförmigen Zustand dadurch erfolgt, dass der die metallische Schmelze enthaltende Kanal während der Verbrennung der Zinkdämpfe, fortlaufend oder absatzweise, gedreht und dadurch die in der Ofenatmosphäre erzeugte Reaktionswärme auf die metallische Schmelze auch nach Art einer Bodenbeheizung zur Einwirkung gebracht wird.
Auf diese Weise kann bei richtiger Einstellung der Umlaufzahl erreicht werden, dass die in der Ofenatmosphäre erzeugte Reaktionswärme sogar fähig ist, den durch Einführung von Aussenwärme einmal in Gang gesetzten Verfahrensprozess ohne weitere Einführung von Aussenwärme selbst dauernd aufrechtzuerhalten, wobei also die Brennstoffzufuhr gewissermassen aus den zeitweise nachgespeisten zu verdampfenden Zinkblöcken selbst und für sich allein besteht. Die Regelung der Verdampfungsgeschwindigkeit und der Qualität des hergestellten Zinkweisses kann dabei in einfachster Weise durch Änderung der Umlaufzahl der die metallische Schmelze enthaltenden Drehtrommel erfolgen.
Ein weiterer Vorteil besteht dabei darin, dass auf kleinerem Raume und mit kleineren Anlagekosten als bisher eine Anlage grösserer Leistungsfähigkeit erhalten wird, bei der auch die Instandhaltungskosten verringert sind, da die Schamotteausfütterung der Trommel dadurch, dass sie beim Drehen unter die Schmelze gelangt, infolge Abgabe eines Teiles ihrer eigenen Wärme an die Schmelze bzw. an die naohgespeisten Metallblöcke unter die Einwirkung eines fortlaufend auf ihre ganze Umfläche sich erstreckenden Kühlungsprozesses gelangt, wodurch die Lebensdauer des Ofens erhöht wird.
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Bemerkt soll werden, dass die Verwendung von Drehöfen in einer Reihe von Industrien, darunter auch in der Zinkhüttenindustrie bekannt ist. Die in letzterer mit Drehöfen ausgeführten Verfahren, durch die als Verkaufsprodukt das als Ausgangsmaterial für die Weiterarbeitung auf metallisches Zink oder Farboxyd dienende Hüttenoxyd gewonnen wird, weisen das gemeinsame Merkmal auf, dass der Prozess nur aufrechterhalten werden kann, fall das Rohgut an dem einen Ende des Ofens in Form eines Gemisches mit Brennstoff (Kohle, Koks) eintritt und den Ofen in Achsenrichtung durchwandert, um, nachdem es dabei das Zink durch Verflüchtigung aus dem festen Aggregatezustand in Form von Zinkdämpfen abgegeben hat, am andern Ende des Ofens in chemisch geänderter Form als nutzbares Produkt oder Abfall wieder auszutreten.
Demgegenüber ist im Sinne der Erfindung zunächst neu, dass die in der Ofenatmosphäre einer Drehtrommel erzeugte Reaktionswärme der Ofenbesehickung allseitig lediglich zur Herbeiführung des Schmelzflusses und Überführung der Schmelze in die Dampfform zugeführt wird.
Dabei stellt beim erfindungsgemässen Verfahren die Ofenbeschich'1mg ein auf der ganzen Länge einheitliches Metallband dar, das in Achsenrichtung der Trommel keine Bewegung vollführen soll, und der Dauerprozess kann auch dann fortlaufend aufrechterhalten werden, wenn die äussere Wärmezufuhr völlig abgestellt wird, während die bekannten Hüttenprozesse abbrechen, wenn die äussere Brennstoff (Kohlen-, Koks-) Zufuhr aufhört, u. zw. selbst in dem Falle, wenn man die Zinkdämpfe in der Drehtrommel selbst zur Verbrennung bringen und den Prozess sonst auf eine Art Selbstbrennung einstellen würde.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer zur Verwirklichung des Verfahrens geeigneten Einrichtung dargestellt. Fig. 1 ist die Einrichtung, im Längsschnitt, während Fig. 2 den Querschnitt gemäss Linie 2-2 der Fig. 1 darstellt.
Auf der Zeichnung bezeichnet c eine Vorrichtung, welche die zum Ingangsetzen des Verfahrens notwendige Aussenwärme liefert, a ist ein einen reverberierenden Ofen darstellender Kanal und g ist ein Kanal, durch den die verbrannten Zinkdämpfe abgeführt werden.
Als Beispiel der Vorrichtung, die die Aussenwärme zum Ingangsetzen des Verfahrens liefert, ist eine Rostfeuerung dargestellt, an Stelle derselben kann aber eine beliebige andere Feuerung, z. B. eine Öl-, eine Gasfeuerung usw. oder eine elektrische Heizvorrichtung zur Anwendung gelangen.
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Beim Ingangsetzen des Verfahrens wird mittels der Heizvorrichtung c das in den Kanal a vorher eingebrachte Zink oder die zinkhaltige Legierung geschmolzen. Die Zinkdämpfe. die aus dem sich auf diese Weise ergebenden Zinkbade hochsteigen, gelangen mit der durch die Öffnung d in den Kanal a einströmenden Luft zur Verbrennung und strömen hierauf durch die Öffnung f in den Kanal g und von hier zwecks Verdichtung zu Zinkweiss in eine auf der Zeichnung nicht dargestellte Sammelvorrichtung usw.
Die Öffnung d liegt mit ihrer unteren Fläche d1 stets höher als die Badoberfläche, so dass die Luft in einer gewissen Höhe über der Badoberfläche hinwegstreieht.
Hat der Verbrennungsvorgang der Zinkdämpfe eingesetzt, so kann die Heizung e je nach der angewendeten Umlaufzahl der Trommel ganz oder zum grössten Teil abgestellt werden, da die infolge Verbrennung der Zinkdämpfe erhaltene Reaktionswärme sichert, dass die in das Metallbad b nachgespeisten Metallblöcke in flüssigen Zustand gebracht und die Zinkdämpfe durch Oberflächennachverdampfung kontinuierlich ersetzt werden.
Die zur Verbrennung der Zinkdämpfe notwendige Luft kann durch den Spalt in oder durch zu diesem Zwecke an der Heizvorrichtung separat vorgesehene Einführungsöffnungen einströmen, zur Verbrennung der Zinkdämpfe kann jedoch in bekannter Weise auch ein Strom von CO2 dienen, das zweckmässig von der Feuerung c selbst geliefert wird.
Während der Verbrennung der Zinkdämpfe wird die Trommel a ständig oder intermittierend
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unter das Metallbad, so dass der Boden des metallbandes von der Reaktionswärme auf der erwünschten hohen Temperatur gehalten wird, und es wird hiedurch jener Wärmeverlust, der sich sonst am Boden infolge Abwesenheit einer Bodenbeheizung mittels Aussenwärme ergeben würde, beseitigt.
Das Verfahren kann auch in der Weise ausgeführt werden, dass die Trommel a während der Verbrennung der Zinkdämpfe nicht kontinuierlich, sondern intermittierend nur dann gedreht wird, wenn es sich als zweckmässig erweist, die sich in den Trommelteilen a a2 aufspeichernde Wärme unter das Metallbad b zu bringen.
Die Drehung der Trommel macht auch die Regelung der Qualität des herzustellenden Zinkweisses in einfacher Weise möglich, zu welchem Zwecke die Trommel a mit einem Antrieb versehen wird, der mit beliebigen Organen zur Änderung der Umlaufzahl ausgerüstet ist. Durch Erhöhung der Drehgesehwindig- keit der Trommel a wird nämlich auch die Verdampfungsgesehwindigkeit des Zinkes erhöht, während die Verminderung der Drehgeschwindigkeit die Verdampfungsgeschwindigkeit verringert.
Aus der erhöhten Verdampfungsgesehwindigkeit resultiert, dass von den im Zinkbade eventuell enthaltenen Verunreinigungen ein verhältnismässig grösserer Anteil durch die sieh entfernenden Zinkdämpfe mit herausgerissen
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wird, so dass in dem Falle, wenn es sich um die Herstellung von billigerer Ware handelt, die Umlaufzahl der Trommel a entsprechend erhöht wird, wobei dann infolge der erhöhten Wärmeausnützung und infolge Verringerung der Fabrikationszeitdauer die Herstellungskosten verringert werden. Aus ähnlichen Gründen kann ein verhältnismässig stark verunreinigtes Rohmaterial mit kleinerer und ein verhältnismässig reineres Material mit grösserer Umlaufzahl der Trommel verarbeitet werden, wenn in beiden Fällen eine Ware von gleicher Qualität hergestellt werden soll.
Die im Zinkbade eventuell vorhandenen Verunreinigungen, hauptsächlich Blei setzen sich im übrigen im Zinkbade allmählich ab und zum Sammeln dieser Verunreinigungen wird an einem Teile der Trommel a zweckmässig eine Vertiefung p angewendet, aus welcher das an Verunreinigungen schon zu sehr angereichert Material von Zeit zu Zeit, z. B. durch Ausschöpfen durch die Öffnung h hindurch oder über eine auf der Zeichnung nicht dargestellte, am Boden der Vertiefung p ausgebildete verschliessbare Öffnung abgezapft werden kann.
Der Kanal des reverberierenden Ofens besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus einer um eine waagrechte Achse drehbaren zylindrischen Drehtrommel, er könnte aber auch aus mehreren derartigen Drehtrommel bestehen, die zur Bildung eines Kanales hintereinandergeschaltet werden.
Zur Aufrechterhaltung des oxydierenden Gasstromes bzw. der Strömung der verbrannten Zinkdämpfe kann eine auf der Zeichnung nicht dargestellte Saugvorrichtung dienen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Zinkweiss aus metallischem Zink, zinkhaltigen Metallen oder Metallegierungen, bei dem über einer aus diesen metallischen Stoffen in einem Kanal geschlossenen Querschnittes ohne Beimengung von Brennstoff durch äussere Wärmezufuhr hergestellten Schmelze ein oxydierender Gasstrom hinweggeleitet und dadurch die hiebei infolge Verbrennung der Zinkdämpfe in der Ofenatmosphäre erzeugte Reaktionswärme auf die Schmelze als Strahlwärme von oben zur Einwirkung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufrechterhaltung des Dauerprozesses, d. h.
die Erhitzung der ebenfalls ohne Beimengung von Brennstoff in die Schmelze nachgespeisten Metallstücke auf Schmelztemperatur und deren Überführung aus dem flüssigen in den dampfförmigen Zustand dadurch erfolgt, dass der die metallische Schmelze enthaltende Kanal während der Verbrennung der Zinkdämpfe fortlaufend oder absatzweise gedreht und dadurch die in der Ofenatmosphäre erzeugte Reaktionswärme auf die metallische Schmelze auch nach Art einer Bodenbeheizung zur Einwirkung gebracht wird.
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According to an earlier method of the inventor, which z. B. from the Austrian patent
No. 105794 has become known, the procedure for the production of zinc white from metallic zinc, from zinc-containing metals or metal alloys is that one of these metallic
Substances in a channel with a closed cross-section without adding fuel from the outside
An oxidizing gas stream is passed away and the heat of reaction resulting from the combustion of the zinc vapors in the furnace atmosphere is brought into action on the melt as radiant heat from above.
The above-mentioned known method offers the advantage that even zinc alloys with a low level of zinc can be processed into a zinc color of flawless whiteness and covering power, since the absence of floor heating caused by external heat prevents the zinc bath from boiling violently with the formation of bubbles and thereby any impurities contained in the bath are torn out into the zinc vapors; as a result of the utilization of the
Heat of reaction also a large fuel saving can be achieved.
The invention aims to produce zinc white according to the known method mentioned at the beginning
Process in a way that, while retaining all the advantages of this older process of the inventor, leads to further fuel savings and at the same time enables the quality of the zinc paint to be produced to be regulated according to the goods that one wishes to produce in each case.
According to the present invention, this is achieved in that, in the known method mentioned at the beginning, the maintenance of the continuous process, i. H. The heating of the metal pieces, which are also fed into the melt without adding fuel, to the melting temperature and their conversion from the liquid to the vapor state takes place in that the channel containing the metallic melt is rotated continuously or intermittently during the combustion of the zinc vapors and thereby the in The heat of reaction generated in the furnace atmosphere is also brought into action on the metallic melt in the manner of floor heating.
In this way, if the circulation rate is set correctly, the reaction heat generated in the furnace atmosphere is even capable of continuously maintaining the process itself, once started by the introduction of outside heat, without further introduction of outside heat, with the fuel supply to a certain extent from the replenished to be evaporated zinc blocks itself and for itself. The regulation of the evaporation rate and the quality of the zinc white produced can take place in the simplest way by changing the number of revolutions of the rotary drum containing the metallic melt.
Another advantage is that in a smaller space and with lower system costs than before, a system with greater efficiency is obtained, in which the maintenance costs are also reduced, since the fireclay lining of the drum is due to the fact that it gets under the melt when rotating part of their own heat reaches the melt or the near-fed metal blocks under the influence of a cooling process that continuously extends over their entire surrounding area, whereby the service life of the furnace is increased.
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It should be noted that the use of rotary furnaces is known in a number of industries, including the zinc smelting industry. The processes carried out in the latter with rotary kilns, through which the metallurgical oxide used as the starting material for further processing on metallic zinc or oxide oxide is obtained as a sales product, have the common feature that the process can only be maintained if the raw material falls at one end of the Furnace in the form of a mixture with fuel (coal, coke) enters and wanders through the furnace in the axial direction, after it has released the zinc by volatilization from the solid aggregate state in the form of zinc vapors, at the other end of the furnace in a chemically changed form than usable product or waste.
In contrast, it is initially new in the context of the invention that the heat of reaction generated in the furnace atmosphere of a rotating drum is fed to the furnace loading on all sides only to bring about the melt flow and convert the melt into the form of vapor.
In the process according to the invention, the furnace coating represents a metal strip that is uniform over its entire length, which should not move in the axial direction of the drum, and the continuous process can also be continuously maintained if the external heat supply is completely switched off during the known smelter processes cancel when the external fuel (coal, coke) supply stops, u. even if the zinc vapors in the rotating drum were to be burned and the process would otherwise be set to a kind of self-combustion.
The drawing shows an exemplary embodiment of a device suitable for implementing the method. FIG. 1 is the device in longitudinal section, while FIG. 2 shows the cross section according to line 2-2 of FIG.
In the drawing, c denotes a device which supplies the external heat necessary to start the process, a is a duct representing a reverberating furnace and g is a duct through which the burned zinc vapors are discharged.
A grate furnace is shown as an example of the device that supplies the external heat to start the process, but any other furnace, e.g. B. an oil, a gas furnace, etc. or an electric heater are used.
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When the process is started, the zinc or the zinc-containing alloy previously introduced into the channel a is melted by means of the heating device c. The zinc fumes. the resulting zinc bath rise up with the air flowing through the opening d into the channel a for combustion and then flow through the opening f into the channel g and from here for the purpose of compression to zinc white in one of the drawings illustrated collection device etc.
The opening d with its lower surface d1 is always higher than the bath surface, so that the air sweeps away at a certain height above the bath surface.
If the combustion process of the zinc vapors has started, the heating e can be switched off entirely or for the most part, depending on the number of revolutions of the drum used, since the heat of reaction obtained as a result of the combustion of the zinc vapors ensures that the metal blocks fed into the metal bath b are brought into a liquid state and the zinc vapors are continuously replaced by surface re-evaporation.
The air necessary for the combustion of the zinc vapors can flow in through the gap in or through inlet openings provided separately for this purpose on the heating device, but a stream of CO2 can also be used in a known manner to burn the zinc vapors, which is expediently supplied by the furnace c itself .
While the zinc vapors are being burned, the drum a becomes continuous or intermittent
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under the metal bath, so that the bottom of the metal strip is kept at the desired high temperature by the heat of reaction, and this eliminates the heat loss that would otherwise occur on the bottom due to the absence of floor heating by means of external heat.
The method can also be carried out in such a way that the drum a is not rotated continuously during the combustion of the zinc vapors, but only rotated intermittently if it proves expedient to add the heat accumulating in the drum parts a a2 under the metal bath b bring.
The rotation of the drum also makes it possible to control the quality of the zinc white to be produced in a simple manner, for which purpose the drum a is provided with a drive which is equipped with any means for changing the number of revolutions. Increasing the speed of rotation of the drum a also increases the rate of evaporation of the zinc, while reducing the speed of rotation reduces the rate of evaporation.
The increased rate of evaporation results in a relatively larger proportion of the impurities possibly contained in the zinc bath being torn out by the removing zinc vapors
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is, so that in the case when it comes to the production of cheaper goods, the number of revolutions of the drum a is increased accordingly, the production costs are then reduced as a result of the increased heat utilization and as a result of the reduction in the production time. For similar reasons, a relatively heavily contaminated raw material with a smaller and a relatively purer material with a higher number of revolutions of the drum can be processed if a product of the same quality is to be produced in both cases.
Any impurities that may be present in the zinc bath, mainly lead, gradually settle in the zinc bath and to collect these impurities, it is advisable to use a recess p on one part of the drum a, from which the material, which is already too rich in impurities, is from time to time, z. B. can be tapped by scooping through the opening h through or via a closable opening formed at the bottom of the recess p, not shown in the drawing.
In the embodiment shown, the channel of the reverberating furnace consists of a cylindrical rotating drum which can be rotated about a horizontal axis, but it could also consist of several such rotating drums which are connected in series to form a channel.
A suction device (not shown in the drawing) can be used to maintain the oxidizing gas flow or the flow of the burned zinc vapors.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the production of zinc white from metallic zinc, zinc-containing metals or metal alloys, in which an oxidizing gas flow is passed over a melt produced from these metallic substances in a channel without the addition of fuel by an external heat supply and thereby the resulting combustion of the zinc vapors Reaction heat generated in the furnace atmosphere is brought into action on the melt as radiant heat from above, characterized in that the maintenance of the continuous process, i.e. H.
the heating of the pieces of metal, which are also fed into the melt without adding fuel, to the melting temperature and their conversion from the liquid to the vapor state takes place in that the channel containing the metallic melt is continuously or intermittently rotated during the combustion of the zinc vapors and thereby the temperature in the furnace atmosphere The heat of reaction generated is brought into action on the metallic melt also in the manner of floor heating.