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Verfahren nebst Hochofen zur unmittelbaren und ununterbrochenen Metallgewinnung, insbesondere zur direkten Eisenerzeugung.
Die direkte Eisenerzeugung aus Erzen in von aussen beheizten Retorten oder dgl. mittels eines erhitzten, reduzierend wirkenden Gases, z. B. Kohlenoxydgas, unter Ausschluss fester Kohle ist bereits mehrfach vorgeschlagen worden, jedoch wird bei diesen bekannten Verfahren das zur Reduktion der Erze dienende Gas vor seinem Eintritt in den Ofen bezw. in die Retorte erhitzt. Andererseits ist bereits ein Verfahren zur direkten Eisenerzeugung bekannt geworden, bei welchem ein reduzierend wirkendes Gasgemisch ohne Vorwärmung in geschlossene mit Erz beschickte Muffeln oder dgl. eingeführt wird, nachdem letztere durch Aussenbeheizung bis zur Kirschrotglut erhitzt worden sind.
Dieses Verfahren zeigt indessen den wirtschaftlich schwerwiegenden Nachteil, dass es nicht in ununterbrochenem Betriebe durchgeführt werden kann.
Vorliegendes Verfahren besteht demgegenüber im wesentlichen darin, dass die zu ver- hiittenc1en Erze in einem von aussen beheizten Hochofen oder einer stehenden Retorte ohne Zusat/ von fester Kohle unter Luftabschluss erhitzt und durch in den Ofen eingeführtes, reines Kohlenoxydgas in der Weise reduziert werden, dass die Erhitzung der Erze, die Einführung des Kohlenoxydgases und die Reduktion selbst im Ofen gleichzeitig nebeneinander erfolgt, indem das nicht vorgewärmte Kohlenoxydgas erst im Ofen selbst durch ständig von aussen sich ersetzende Wärmezufuhr auf die erforderliche Temperatur, die
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schleunigte Reduktion zu erzielen, werden die Ofengase bezw.
das Kohlenoxydgas zweck- mässig mittels eines Exhaustors oder dgl. durch die Erzsäule hindurchgesaugt.
Dieses Verfahren zur unmittelbaren Metallgewinnung aus den Erzen wird praktisch erst dadurch ermöglicht, dass der Ofen bezw. sein Inhalt durch äussere Wärmezufuhr ständig auf so hohe Temperatur erhitzt wird, wie sie zur Erzielung der reduzierenden Wirkung
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wird neben der Vervollkommung und Beschleunigung des Reduktionsvorganges die Alüg- lichkeit gegeben, den Gang des Ofens innerhalb weiter Grenzen zu regeln, z. B. Ofenansätze und sonstige störende Einfüsse durch verstärkte Saugwirkung zu beseitigen.
In der Zeichnung ist ein zur Durchführung des Verfahrens dienender Hochofen ver-
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Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie C-D der Fig. 4 ; Fig. 3 zeigt den Grundriss des Hochofen : Fig. 4 ist ein wagerechter Schnitt nach Linie E-F der Fig. 2; Fig. 5 und G sind Einzelansichten des Hochofens.
Der aus feuerfestem Mauerwerk aufgebaute Mantel'a des zylindrischen Ofens ist mit konzentrisch angeordneten, inneren längskanälen bol und b2 versehen, die in der Mitte des Ofens in einen gemeinsamen Ringkanal c münden und in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise um ihre eigene Breite gegeneinander versetzt sind. In den erweiterten Eintritts- öffnungen dl hezw. d2 der Kanäle b1 und b2 sind Gaspfeifen el und e2, z. B. Bunsenbrenner, vorgesehen, welche von den ringförmigen, durch Rohre 9 miteinander verbundenen Brennerrohren h1 bezw. h2 abgezweigt sind und von einer gemeinsamen Gasteitung ! gespeist werden. Der Ringkanal c ist mit einem Abzugsstutzen k versehen.
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Die an einen geeigneten Generator angeschlossene Leitung m zur Einführung von Kohlenoxydgas mündet in ein den Mantel a des Ofens umgebendes Ringrohr n, von
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die Formen p des Gestelles r münden. Das Gestell r wird aus Eisen hergestellt und während des Betriebes ständig mit Wasser gekühlt. In dem Gestell r sind Seitenöffnungen s vorgesehen, welche während des Ofenganges durch Lehm oder dgl. luftdicht verschlossen werden und zur Einführung von Kratzern oder Brechstangen dienen, durch die das Metall im Bedarfsfalle losgebrochen wird. Ferner ist an dem Vorherd t des Gestells r eine luftdicht verschliessbare Tür u zur Herausnahme des gewonnenen Metalls vorgesehen. Die Ofengase worden durch das Gichtrohr v abgesaugt, welches mit einem Exhaustor oder dgl. verbunden ist.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Hochofen ist folgende : Durch die Brenner el, e2 wird in den Kanälen b1 bezw. b2 eine Temperatur von etwa 14000 C erzeugt, so dass das durch die Formen p zugeführte liohlenoxydgas nach seinem Eintritt in den Ofen sofort auf diejenige Temperatur gebracht wird, welche zur Erzielung der reduzierenden Wirkung auf die Erze erforderlich ist. Die Brenner , e werden zweckmässig durch die abgehenden brennbaren Ofengase gespeist.
Durch das Kohlenoxydgas werden die durch die Gicht eingestürzten, gegebenenfalls vorgerösteten Erze ihres Sauerstoffs beraubt, und zwar wird die Einwirkung des Kohlenoxyds auf den Erzsauerstoff nicht nur durch die hohe Temperatur, sondern besonders auch durch die Absaugung der Gase befördert.
Das erhaltene Metall wird im unteren Teile des Ofens abgekühlt, so dass es später an der Luft nicht oxydiert, sodann nach Freilegung der Seitenöffnungen s durch Brechstangen oder dgl. losgebrochen und durch die geöffnete Tür u herausgenommen.
Die Verwendung und Weiterverarbeitung des erhaltenen reinen Eisens im Martinofen mit flüssigem Roheisenzusatz erbringt eine wesentliche Beschleunigung des Schmelzprozesses und Verbilligung der Fabrikationskosten unter gleichzeitiger Verbesserung der Qualität des Ftusseisfns. Ebenso bildet das reduzierte Eisen bei seiner Reinheit von allen schädlichen
Bestandteilen das beste und zugleich billigste Material zur Tiegelstahlfabrikation.
Natürlich kann der beschriebene Hochofen in seiner Bauart den jeweiligen Umständen entsprechend in mannigfache Weise abgeändert werden, ohne dass das Wesen der Erfindung hiedurch 1) (-rührt wird. Beispielsweise können die zur Beheizung der Längskanäle des Ofens dienenden Gaspfeifen nur unten oder nur oben oder seitlich angebracht sein. Die Hcizkanäle des Ofens können gerade oder schräg oder gewunden verlaufen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur unmittelbaren und ununterbrochenen Metallgewinnung aus Erzen, insbesondere zur direkten Eisenerzeugung, mittels eines reduzierend wirkenden Gases und unter Ausschluss fester hohle in einem mit Aussenbeheizung versehenen, unter Luftabschluss be- triebenen Hochofen oder dgl., dadurch gekennzeichnet, dass das zur Reduktion der Erze in den Hochofen eingeführte Kohlenoxydgas ebenso wie das zu reduzierende Erz im Ofen selbst durch ständige Wärmetransmission des hoch erhitzten Ofen1JJauerwerks auf die er- forderliche Reduktionstemperatur von etwa 9000 C erhitzt wird.
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