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Verfahren und Ofen zur Reduktion von Erzen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reduktion von Erzen mittels fester oder gasförmiger Reduktionsmittel oder beider unter Förderung des Gutes in dünner Schichte auf einer in einem geschlossenen System ununterbrochen wandernden Bahn durch eine Heizzone und danach durch eine Kühlzone.
Erfindungsgemäss wird das gegebenenfalls mit einem festen Reduktionsmittel vermischte Erz, in loser Form auf einer ringförmig geschlossenen, in waagrechter Ebene ununterbrochen wandernden Bahn liegend, in der Heizzone von den Heizgasen, gegebenenfalls reduzierenden Heizgasen im Gegenstrom bestrichen und das reduzierte Gut in der Kühlzone während seiner Kühlung und Entfernung von der Bahn nur von den mitgeführten Gasen umgeben.
Infolge der Lagerung der Erze in dünner Schichte auf einer wandernden Bahn, auf welcher die Erze im Gegenstrom von gegebenenfalls reduzierenden Heizgasen bestriehen werden, wird die Reduktion vollständig durchgeführt ; infolge der ringförmig geschlossenen Ausbildung des Ofens ist während der anschliessenden Kühlung jede Oxydation des Gutes ausgeschlossen, und die Kühlung erfolgt mit Rücksieht auf die Lagerung des Gutes in dünner Schichte ebenfalls sehr schnell ; schliesslich lässt sich das reduzierte und gekühlte Gut von der Bahn leicht entfernen, da es einerseits während des ganzen Prozesses unbeweglich liegenbleibt und infolgedessen nicht zusammenbacken kann und anderseits bei der Abkühlung infolge der dadurch bedingten Schrumpfung in kleine Teile zerfällt, welche leicht von der Bahn gelöst werden können.
Die Erfindung betrifft ferner einen zweckmässigen Ofen zur Ausübung des Verfahrens. Dieser Ofen besitzt erfindungsgemäss eine in zwei Zonen unterteilte, ringförmige Kammer, deren Boden durch einen drehbar angeordneten, zur Aufnahme des Erzes dienenden ringförmigen Tisch gebildet wird, eine Anordnung zum Leiten von gegebenenfalls reduzierenden Heizgasen im Gegenstrom zur Bewegungsriehtung des Tisches durch die erste Zone der Kammer und eine Kühleinrichtung für die andere Zone der Kammer.
Die in der Kammer zwischen Heiz-und Kühlzone vorgesehene Anordnung zum Leiten von Heizgasen durch die Heizzone und die Beheizungseinrichtung liegen ungefähr in der Mitte der Kammer, während die Heizzone und die Kühlzone an ihren andern Enden durch eine Begrenzungswand getrennt sind, die in der Kühlzone als Abkratzvorrichtung für das reduzierte Erz und in der Heizzone dazu dient, die Heizgase in die Beschickungsvorrichtung hinaufzuleiten und dieselben zu hindern, in den gekühlten Teil der Kammer einzutreten.
Ein Ausführungsbeispiel eines Ofens gemäss der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht, u. zw. zeigt : Fig. 1 den Ofen in senkrechtem Schnitt nach der Linie II in Fig. 2, Fig. 2 den Ofen in Draufsicht, Fig. 3 den Ofen in senkrechtem Schnitt nach der Linie Il-11 in Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt durch die Heizkammer nach der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 5 einen ähnlichen Schnitt durch eine Heiz- kammer für Elektrodenheizung, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 5 und Fig. 7 einen Schnitt durch eine Heizkammer mit elektrischen Heizelementen.
In der Zeichnung ist 1 ein dichter zylindrischer Ofenmantel mit Oberplatte 2, welche Teile zusammen eine von der Aussenluft abgeschlossene Kammer 3 bilden. In dieser Kammer ist eine senkrechte Welle 4 zentral angeordnet, die an ihrem oberen Teil ein Armkreuz 5 trägt, das als Stütze für einen in
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einen entsprechenden ringförmigen Kanal in der Oberplatte 2 hineinragenden und den Kanal nach unten zu einer Kammer 7 verschliessenden ringförmigen Tisch 6 dient. Am Unterteil der Welle 4 ist ein konisches Zahnrad 8 festgekeilt, das mit einem entsprechenden, auf einer Welle 10 vorgesehenen Getriebe 9 im Eingriff steht. Die Welle 10 ist im Ofenmantel und in einem Arm 11 auf einem Fusslager 12 der Welle 4
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mantels aufgehängten Rohr 14 ruhen.
Dem ringförmigen Tisch 6 wird das zu reduzierende Erz-gegebenenfalls unter Beimengung eines Reduktionsmittels - durch einen Trichter 15 und einen rotierenden Speisezylinder 16 zugeführt, welcher das Material portionenweise auf den Tisch 6 abgibt. Die Welle 17 des Zylinders 16 ist durch Kettentrieb 18 mit der Treibwelle 10 für die Drehbewegung des Tisches verbunden, so dass die Beschickung des Tisches sieh jederzeit nach der Geschwindigkeit desselben richtet. Dem Speisetrichter 15 entgegengesetzt gegenüber ist der Ringkanal der Kammer 7 zu einer Kammer 19 erweitert, in welcher die für die Reduktion erforderliche Wärme entwickelt wird, beispielsweise mit Hilfe von Öl, Gas oder Kohlenstaub, welche Brennstoffe unter Druck durch einen Brenner 20 (Fig. 2 und 4) in die Kammer eingeführt werden.
Anstatt durch Verbrennung kann die Entwicklung von Wärme in der Heizkammer auf elektrischem Wege stattfinden, u. zw. entweder, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, mit Elektroden oder, wie in Fig. 7 gezeigt, mittels elektrischer Widerstandskörper, die von Pressluft bestrichen werden.
Die Heizgase werden in der Kammer 7 entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Tisches 6 geführt und entweichen durch die Beschickungsvorrichtung des Erzes ; falls erwünscht, können sie durch das Rohr 21 mittels eines Ventilators 22 zurückgeleitet werden und von neuem zur Anwendung gelangen.
Die zweite Hälfte der Kammer 7 dient als Kühlzone für das reduzierte Erz. An derem Ende ist, wie vor der Beschickungsvorrichtung, eine gegebenenfalls wassergekühlte Zerkleinerungsvorrichtung vorgesehen, z. B. eine Rauhwalze 23, die mit einer Fördereinrichtung verbunden bzw. als solche ausgeführt sein kann ; ferner ist ein eventuell als Abkratzanordnung ausgestalteter Wandteil 24 (Fig. 2) vorhanden zum Abkratzen des reduzierten Gutes vom Tische in einen unter dem Armkreuz 5 angeordneten trichterförmigen Behälter 25, dessen niedrigster Punkt am zweckmässigsten ungefähr unter der Rauhwalze liegt. Der untere Teil des Behälters 25 ist wassergekühlt und mit irgendwelcher bekannten Entleerungsvorrichtung versehen.
Die Wand 24 soll ausserdem die Heizgase hindern, in den gekühlten Teil der Ofenkammer zu gelangen, indem sie die Heizgase durch die Beschickungsvorrichtung hinaufleitet.
Die Wirkungsweise des Ofens ist folgende : Durch eine geeignete Übersetzung zwischen der Treibwelle 10 und der Zylinderwelle 17 wird dem rotierenden Tisch 6 eine Erzschichte angemessener Dicke, gegebenenfalls unter Beigabe eines Reduktionsmittels, allmählich beim Passieren der Beschickungvorrichtung zugeführt und während ihrer Durchwanderung der Kammer 7 andauernd den Heizgasen, gegebenenfalls in Verbindung mit reduzierenden Gasen, im Gegenstrom begegnen.
Eine derartige ununterbrochene Weiterführung des Erzes in verhältnismässig dünner Schichte im Gegenstrom zu heissen Gasen, welche das Erz schon von der Eintrittsstelle in den Ofen an beeinflussen, bis die Heizwirkung beim Passieren der Heizkammer ihren Höhepunkt erreicht, hat eine wirkungsvolle Reduktion ohne Gefahr des Zusammenbackens zur Folge, da das Erz keinem Zusammenpressen ausgesetzt wird und in demselben vorhandene Unreinheiten während der Reduktion allmählich verbrennen, wodurch das Erz porös gemacht wird.
Nach dem Passieren der Heizkammer gelangt das reduzierte Gut in die Kühlzone, um schliesslich mittels der Rauhwalze 23 und des Kratzers 24 von der Bahn entfernt zu werden, so dass es in den darunter vorgesehenen wassergekühlten Trichter herabfällt.
Der Ofen kann auch mit mehreren übereinander oder nebeneinander vorgesehenen wandernden Bahnen versehen sein, die der Reihe nach vom Erz passiert werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Reduktion von Erzen mittels fester oder gasförmiger Reduktionsmittel oder beider unter Förderung des Gutes in dünner Schichte auf einer in einem geschlossenen System ununterbrochen wandernden Bahn durch eine Heizzone und danach durch eine Kühlzone, dadurch gekennzeichnet, dass das gegebenenfalls mit einem festen Reduktionsmittel vermischte Erz, in loser Form auf einer ringförmig geschlossenen, in waagrechter Ebene ununterbrochen wandernden Bahn liegend, in der Heizzone von den Heizgasen, gegebenenfalls reduzierenden Heizgasen im Gegenstrom bestrichen wird und dass das reduzierte Gut in der Kühlzone während seiner Kühlung und Entfernung von der Bahn nur von den mitgeführten Gasen umgeben ist.