<Desc/Clms Page number 1>
Österreichische PATENTSCHRIFT Ni. 15489.
EMI1.1
Elektrometallurgisches Verfahren zur Gewinnung von Eisen und Eisenlegierungen in einem dreifachen Ofen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Eisengewinnung auf oloktrometallurgischem Woge, welches eine weitere Ausbildung der in den Patenten
Nr. 11499 und 11500 beschriebenen Verfahren betrifft, die im Wesen aus dem Schmelzen der Oxyde, der darauf folgenden Reduktion derselben und der Raffination bestehen.
Nach diesen Patenten erfolgt das Schmelzen und Reduzieren in einem einzigen
Apparate und das Raffinieren in einem besonderen Ofen. Nach dem Patent Nr. 11499 worden das Erz und das Reduktionsmittel getrennt voneinander durch besondere Schächte zugeführt, welche unten in einen grossen Tiegel oder Ofen münden, wo dann die nieder- gehenden Materialien zusammentreffen und das Schmelzen und Reduzieren unter der Ein- wirkung von Kohlenolektrodon durch elektrische Erhitzung erfolgt.
In vielen Fällen ist es aber vorteilhaft, das Schmelzen und Reduzieren gänzlich auseinander zu halten, und dies führte zu dem vorliegenden neuen Verfahren, bei dessen
Ausführung für jeden der beiden Vorgänge ein besonderer Apparat benützt wird.
Ein jeder der drei Apparate kann, zur Durchführung eines gesonderten Vorgangs. für sich verwendet werden ; doch ist es vorteilhafter, die drei Apparate gemeinsam zu verwenden, so dass sie einen dreifachen Ofen bilden, mittels welchem man aus dem Erze unmittelbar Eisen oder seine verschiedenen Legierungen herstellen kann.
Die vollständige Ofenanlage umf@sst drei Hauptbestandteile, u. zw. :
1. Für das Schmelzen des Erzes : Einen lotrechten, mit Erz oder einer sonstigen Cliarge gefüllten Schacht, welcher unten in einen Schmelzraum mündet.
2. Für die Reduktion des Erzes : Einen lotrechten Schacht, welcher mit Koks, Holz- kohle, Anthrazit oder einem anderen Reduktionsmittel gefüllt ist und der unten in einen
Raum übergeht, in welchem die Reduktion des Erzes oder die Darstellung des Rohmetalles vor sich geht.
3. Für die Erzeugung des raffinierten Metalles oder der Legierungen desselben :
Einen Ofen von kreisförmigem Querschnitte, in welchem die Raffination des Rohmetalles bewirkt und dieses auf die gewünschte Zusammensetzung gebracht wird,
In der beiliegenden Zeichnung ist Fig. 1 ein Schnitt durch die vollständige Ofen- anlage : Fig. 2 ist eine Einzeldarstellung des dritten Teiles, des Raffinators, im Schnitte nach der Linie J J3 C in Fig. 3, Fig. 3 ein wagrechter Schnitt durch denselben und
Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie D BEin Fig, 3,
Der erste Teil, in welchem das Schmelzen der Oxyde vor sich geht, besteht aus einem lotrechten Schachte 1, welcher gewöhnlich kreisförmigen Querschnitt besitzt, der sich nach unten vergrössert, um das Niedergehen der Charge zu erleichtern und Verstopfungen zu hindern.
Im unteren Teile ist die Zunahme des Querschnittes eine bedeutendere, da wegen der dort herrschenden Temperatur das Material teigig und klebend wird. Die
Löcher 2 erlauben, im Bedarfsfalle die im Inneren des Schachtes befindlichen Erze mechanisch zu bearbeiten : sie können mit Ziegeln verschlossen werden. Unten mündet der Schacht in dt'n Schmdzraum.
Dieser ist ein Herd 3, der gewöhnlich im wagrechten I Sdl1li1to kreisförmig ist und dessen Gewölbe in der Mitte eine weite Öffnung besitzt, die
<Desc/Clms Page number 2>
sich an den Schacht anschliosst, Dieser Herd 3 ist viel weiter ausgebaucht als der untere Teil des Schachtes, so dass er ven den Oxyden, welche den Schacht fast voliständig ein-
EMI2.1
Raum 4 freilassen, in welchem die Verbrennung der Gase erfolgt, die sich von hier aus in den Oxyden verbreiten und sie beim Durchstreichen erhitzen, um dann durch die Gicht 5 durchzuziehen. Da die Gase vollständig verbrannt werden, so sind sie beim Entweichen aus dem Schmelzofen wertlos und es kann daher die Gicht ganz offen sein, was das Aufgichten erleichtert. Die Sohle des Ofens 3 ist gegen den zweiten Apparat, den Reduzierapparat hin, geneigt.
Diese Neigung bezweckt, den Abfluss der nun geschmolzenen Oxyde zum Reduktionsapparat zu erleichtern, ohne dass diese durch die Öffnungen, durch welche die Kohlenelektroden 6 gestockt sind, auslaufen können, da diese Öffnungen an der höchsten Stelle der schiefen Ebene angeordnet sind.
Das Schmelzen der Oxyde im Herd wird durch die aus dem Reduktiol1sraume 7 kommenden Gase bewirkt. Diese Gase bestehen der Hauptsache nach aus Kohlenoxid und
EMI2.2
Schmelzen, breitet sich dann in dem ganzen Ofen 3 und insbesondere in dem freien ringförmigen Raum 4 aus, wo die Verbrennung vollendet wird ; von hier aus dringt er in das poröse Erz ein, erhitzt es nach und nach und entweicht durch die Gicht 5.
EMI2.3
der Ofensohlo selbst liegenden oder in grösserer Entfernung befindlichen Erzst (icke nicht zum regelmässigen Schmelzen,
Der elektrische Strom, welcher aushilfsweise die zur Schmelzung nötige Wärme liefert, wird durch zwei Kohlenstifte 6 zugeführt, welche durch in dem oberen Teile der die Sohle bildenden schiefen Ebene ausgesparte Öffnungen in den Ofen ragen.
Man kann ihn aber auch durch lotrechte Kohlen oder irgendwie anders zuleiten ; doch empfiehlt es sich die Stromzuleitung derart anzuorunen, dass man im Bedarfsfalle die verschiedenen Stellen der Ofensohle erhitzen kann.
Der zweite Teil der Anlage, in welchem die Reduktion der Oxyde erfolgt, besteht aus einem Schachte 10 von gewöhnlich kreisförmigem Querschnitte und mit lotrechter Achse und eben solchen Wänden. In diesem Schachte gibt man von oben Koks, die Holzkohle, den Anthrazit oder sonst ein reduzierendes Material auf, Der Schacht wird vollgefüllt, so dass auf die unten liegenden Koksteile ein Druck ausgeübt wird, welcher dieselben wie eine Säule bis zur Sohle des Reduktionsranmes schiebt. Die obere Mündung des Schachtes 10 wird von einer Füllvorrichtung 11 verschlossen, welche derart eingerichtet ist, dass sie das Entweichen von Gasen, wenn dies nicht gewünscht wird, hintanhält.
Unten geht der Schacht 10 in den Reduktionsraum 7 über. Dies ist ein Ofen, welcher gewöhnlich kreisförmigen Querschnitt besitzt ; seine Seitenwände pflegen lotrecht zu stehen ;
EMI2.4
dort, wo die geschmolzenen Oxyde ankommen, höher und dort, wo das Metall und die
Schlacke in den Raffinator treten, tiefer. Das Ofen gewölbe, welches etwa die Gestalt einer
Kugelschale besitzt, hat eine grosse kreisrunde Öffnung, die sich an den Schacht anschliesst und durch welche das Reduktionsmatorial, unter dem Drucke der darüber liegenden
Schichten, in den Herdranm 7 tritt.
Dann ist die bereits. erwähnte Öffnung 8 vorgesehen, durch welche die Reduktionsgase ausströmen. Ferner sind eine oder mehrere Öffnungen @ vorhanden, durch welche Kohlenstifte eingeführt werden, die den Strom zuleiten, wenn man es für passend hält, denselben durch das Ofengewölhe zu führen. Die Seitenwinde des Tiegels können Öffnungen oder Türen besitzen, damit man im Innenraume Ausbesserungen vornehmen kann, ferner auch Öffnungen zum Durchstecken der Kohlenstifte, wenn man den
<Desc/Clms Page number 3>
Strom seitlich zuführen will. Mindestens sind aber zwei Öffnungen 12 und 13 für den Abfluss des Rohmetalles und der Schlacke ausgespart.
Diese sind entweder übereinander in derselben Vertikalen angeordnet oder vorteilhafter in einiger Entfernung voneinander in verschiedenen Vertikalen ; in allen Fällen müssen sich aber beide hinter der im Schachte 10
EMI3.1
ohne eine dicke Schichte glühenden Reduktionsmateriales zu passieren. Diese Anordnung der Abflussöftnungen in Verbindung mit der Höhe des Schachtes 10, welche bewirkt, dass die Reduktionsmasse bis an den Boden des Raumes 7 gedrückt wird, sichert eine vollständige Reduktion.
Da die im Raume 7 erfolgende Reduktion der Oxyde mehr Wärme aufbraucht, als durch die Umwandlung des Koks in Kohlenoxyd erzeugt wird, so ist es nötig, den elektrischen Strom als Hilfswärmequeile zu verwenden. Dieser Strom kann durch Kohlen 14 und 15 zugeführt werden, welche das Ofengewö ! bo durchsetzen und nahe bis an die Schlacke reichen, oder auch durch wagrechte, besser durch geneigte Kohlen, welche durch die lotrechten Wände geben und gleichfalls bis an die Schlacke heranreichen.
Nachdem die Vorrichtung einige Zeit in Betrieb war, sammelt sich auf der Sohle des Reduktionsraumes eine Schichte 1 von Rohmetall an ; oberhalb derselben liegt eine Schichte 17 unvollständig reduzierter Oxyde, welche mehr oder weniger mit einer dritten, der Hauptsache nach aus Schlacke bestehenden Schichte 18 vermengt sind.
Die Kokssäule ruht auf der Ofensohle unterhalb des Schachtes 10, aber die Stücke, welche an der der Achse des Raumes 7 zugewendeten Seite frei liegen, werden vom Metall oder der Schlacke emporgehoben, schwimmen in der flüssigen Masse, verbreiten sich nach allen Seiten und erfüllen schliesslich den ganzen unteren Teil des Raumes 7 bis an die Linie 19-19, bis zu welcher die Schlacke steht ; dann kreist die ganze flüssige Masse in den zwischen den Kolisst (Ickelben befindlichen Hohlräumen, wie dies im gewöhnlichen Hochofen der Fall ist.
Die aus dem Scbmelzraume 3 abfliessenden geschmolzenen Oxyde fallen auf die aus
Koks und Schlacke bestehende Mischung und werden dort unter dem Einflusse der vom elektrischen Strom hervorgebrachten hohen Temperatur reduziert. Die dabei entwickelten Gase entweichen durch die Öffnung 8 und bewirken das Schmelzen weiterer Partien der
Erze. Das erschmolzene Metall fliesst auf die Ofensohle ; die von Oxyden befreite Schlacke Hiesst über. Die Schlacke und das Metall können aus dem Raume 7 durch abwechselndes vollständiges Ablassen entfernt werden ; doch ist es empfehlenswert, wenigstens die Schlacke fast ununterbrochen abzuführen, was ebenso wie beim gewöhnlichen Hochofen leicht durch- führbar ist.
Der dritte Teil der Ofenanlage, in welchen das Rohmetall aus dem Reduktionsapparat fliesst und in welchem es auf die verlangte Zusammensetzung gebracht wird, ist der
Raffinator, der gewöhnlich die im Patente Nr. 11500 beschriebene Einrichtung besitzt.
Er besteht aus einer Kammer 20, welche gewöhnlich kreisrunden Querschnitt besitzt und eine Füllöffnung 21 und eine Rinne 22 hat, durch welch letztere das aus dem Reduktions- apparat kommende Rohmaterial einfliesst Ferner ist eine Öffnung 23 für den Abfluss des
Metalles 24 und eine Öffnung 25 für den Abfluss der Schlacke 26 vorgesehen.
Das Erhitzen wird mittels des elektrischen Stromes bewirkt, welcher der geschmolzenen
Masse durch zwei Kohlenstifte 27 zugeführt wird, welche das Gewölbe oder die Seiten- wandungen durchsetzen. Diese Kohlenstifte können lotrecht stehen oder schief. Der Raffinator kann verschieden gebaut sein. Die Aussenwand, welche dem Ofen die nötige Festigkeit zu verleihen hat, soll aber immer zylindrisch mit kreisförmigem oder schwach ovalem Quer- schnitt sein, wie dies in den Zeichnungen dargestellt ist. Diese Gestalt erlaubt eine sehr widerstandsfähige und sparsame Ausführung. Der Vorgang bei der Raffination ist ein ähnlicher wie beim Martinverfahren.
Hat man nur einen Raffinator, so lässt man das Metall sich in Racm 7 des Reduktions- apparates ansammeln und auf einmal in den Raffinator fliessen. Den Reduktionsapparat lasst man ununterbrochen arbeiten, während der Raffinator absatzweise die einzelnen ihm xugeführten Chargen bewältigt. Hantig ist es jedoch vorteilhaft, bei jeder Gruppe von
Vorrichtungen zwei Rafnnatorcn anzubringen, in welche das Rohmaterial regelmässig, in eben dem Masse, als es erzeugt wird, einfliesst. Der eine der beiden Raffinatoren nimmt dann das Metall auf, während der andere das gereinigte Metall auf die gewünschte Zusammen- setzung bringt.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.