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Verfahren und Ofen zur Herstellung von Eisenschwamm aus einem Gemisch von Eisenerz und Kohle.
Wenn ein Gemisch von Eisenerz und Kohle (unter weicher Benennung Holzkohlen, Steinkohlen, Koks etc. inbegriffen sind) ohne Luftzutritt erhitzt wird, so wird, wie bekannt, metallisches Eisen in Form von Eisenschwamm gebildet. Nach vorliegender Erfindung soll dieser Prozess unter Anwendung von pulverförmigen Materialien, was für die Reduktion besonders vorteilhaft ist, gleichmässig, kontinuierlich und ökonomisch, gemacht werden.
Man benutzt dabei einen stehenden Ofen von beliebiger Querschnittsform, der derart angeordnet 1st, dass er sowohl gestattet, dass "ich das aufgegebene Gemisch von Erz und kohle lediglich der Schwere folgend durch den Ofen von der Gicht bis zu der Austrittsöffnung oder Öffnungen herab bewegt, als auch, dass das aus brennbarem Gas und Luft bestehende
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dient, iu zweckmässiger Weise auf das Erz-Kohlengemisch in der Reduktionszone des Ofens einwirkt.
Bei der Ausführung der Erfindung wird zur Abkühlung des Eisenschwammes entweder das brennbare Gas oder die Luft benutzt, welche durch passend angebrachte Kanäle im Ktsenschwamm geleitet werden, ehe er durch die Austrittsöffnungen entfernt wird ; der Ofen wird so hoch gebaut, dass die Verbrennungsprodukte des gasförmigen Brennmaterials, welche gleichfalls durch passend angebrachte Kanäle geleitet werden, den grösseren Teil ihrer Wiirme an das aufgegebene Gemisch von Erz und Kohle abgeben können und dieses vorwärmen, während die bei der Reduktion des Erzes erzeugten Gase von der Stelle im Ofen, wo sie erzeugt werden, unmittelbar nach dem Schornstein abgeleitet werden.
Wenn t'ronnhares Gas zur Abkühlung des Eisenschwammes verwendet wird, so ist es vorteilhaft, die Kanäle unten gegen das Ofeninnere offen zu machen, so dass der Eisenschwamm mit don brennbaren Gas, welches er begierig aufsaugt, in Berührung kommt ; dadurch wird der aus dem Ofen kommende Eisenschwamm gegen den sonst schädlichen Einfluss der Luft unempfindlich. Bei der Ahkühlung des Eisenschwammes durch das brennbare Gas wird 11'tlteros erwärmt und in den untersten Teil der Reduktionszone des Ofens wird atmo- spha'ischo Luft in die Kanäle eintreten gelassen. Das Gemisch von brennbarem Gas und Luft wird entzündet und erhitzt das Gemisch von Erz und Kohle.
Diese Kanäle zur Ver- br(.' ! iuung des Gasgemisches sowie auch die Kanäle, durch welche die Verbrennungsprodukte streichen, sind auf der unteren Seite mit nach dem Inneren des Ofens führenden Löchern versehen, so dass die bei der Reduktion des Erzes erzeugten Gase durch diese Löcher unmittelbar entweichen und in die Kanäle, welche am oberen Ende des Ofens ausmünden, eintreten können. Wenn Luft zur Abkühlung des Eisenschwammes verwendet wird, so müssen die in der Abliiihlungszone liegenden Kanäle rundum geschlossen sein und im untersten Teile der Reduktionszone wird das brennbare Gas in die Kanäle eingeführt und Gas-und Luftgemisch entzündet.
Die Kanäle oberhalb der Abkühlungszone dagegen müssen auf der unteren Seite Löcher besitzen, um die bei der Reduktion erzeugten Gase abzuleiten.
In den beifolgenden Zeichnungen sind einige Ausführungsformen eines für den vor- legenden Zweck geeigneten Ofens von rechteckigem Querschnitt dargestellt ; der Kanäle
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Die beiden Ofenformen sind, wie ersichtlich, von zickzackförmig verlegten Rohren a und al von solcher Form durchsetzt, dass sie das gleichmässige Sinken des Gemisches von Erz und Kohle durch den Ofen nicht hindern. b sind Kammern in den Ofenwandungen, weiche die Rohre der einen Reihe mit den Rohren der nächsthöheren Reihe oder Reihen
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Gas. Diejenige der Kammern b, in welche die Luft (Fig. 3) oder das Gas (Fig. 6) einströmt, ist von der darunter liegenden Kammer durch einen Boden e mit Löchern f getrennt, durch welche das erhitzte Gas bezw. die erhitzte Luft aus den Kanälen al einströmt. t sind Löcher im Boden der Rohre a. 9 ist der Schornstein für die abziehenden Verbrennungs- prodnkte und h die Gicht.
Die Böden der Ofen bestehen aus nebeneinander liegenden, langgestreckten Vertiefungen i mit schrägen Seiten und Öffnungen an der Unterseite. Unter jeder Öffnung liegt eine Walze A', welche einen Teil dieser Öffnung deckt. Der übrige Tell der Öffnung wird von einer Klappe l gedeckt, welche sich in geschlossener Lage mit einer Kante gegen die Walze k stützt. Diese Klappe wird von den Armen m einer von aussen drehbaren Welle n getragen. Durch Drehung dieser Wellen können die Klappen 1 eingestellt und die Grösse der Austrittsöffnungen für den Eisenschwamm und damit dip Austrittsgeschwindigkeit desselben aus dem Ofen geregelt werden. Die Walzen k werden mittels einer mechanischen Vorrichtung, z. B.
Schraube o und Schneckenrad p, beständig ge- droht. Der aus den Öffnungen in die Vertiefungen i tretende Eisenschwamm, mit Kohle und eventuell unreduziertem Erz vermischt, fällt in einen Raum q herab, in welchem sich eine Transportschnecke l'befindet, die den Eisenschwamm fortschafft. Sobald der Eisenschwamm aus dem eigentlichen Ofen getreten ist, muss er vor der Einwirkung der Luft geschüt/t werden, weshalb der Raum q geschlossen und durch ein Rohr s mit einer Zuleitung fUr indifferentes oder reduzierendes Gas verbunden ist, das vom Eisenschwamm, wenn Luft a) s Kühlmittel verwendet worden ist, absorbiert wird, wodurch der Eisenschwamm gegen die oxydierende Einwirkung der Luft geschützt wird.
In Fig. 1 bis 3 haben die Rohre a1, durch welche das brennbare Gas von der Speiseleitung d streicht, keine Böden und gegenüber den Enden dieser Rohre sind die Ofenwandungen mit Löchern M versehen. durch welche der Verlauf des Prozesses in der Ablühlungszone des Ofens beobachtet werden kann und durch welche man eine Stange oder dgl. in den Ofen einführen kann.
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die Löcher können aber auch auf andere geeignete Weise geschlossen werden. 111 Fig. 4 bis 6 sind die Wandungen der Rohre al, durch welche die von der Leitung kommende Luft streicht, nicht gelocht, so dass keine Luft in das umgebende Material eindringen und den Eisenschwamm oxydieren kann.
Falls die zur Abkühlung des Eisenschwammes erforderliche Luftmenge grösser ist als die zur vollständigen Verbrennung des brennbaren Gases nötige, so werden an geeigneten Stellen Luftablassventile (auf der Zeichnung nicht dargestellt) angebracht. Falls erwünscht, kann man als Külllmittel fill den Eisenschwamm sowohl das brennbare Gas als auch die Luft benützen, welche dann natürlich durch besondere Kanäle streichen müssen. Nach der Zeichnung haben die Rohre a durchwegs dieselbe Wandstärke und sind aus Eisen hergestellt angenommen ; doch kann ein Teil derselben, besonders im Anfang der Reduktionszone, wo die Hitze am grössten ist, aus feuerfestem Material hergestellt seiu.
Behufs Durchführung des Verfahrens nach vorliegender Erfindung wird der Ofen mit dem pulverisierten Erz-Kohlengemisch gefüllt, hierauf Gas und Luft zugeführt und das Gasgemisch in der Reduktionszone entzündet. Sobald die Hi'tze einen derartigen Grad erreicht, dass die Reduktion des Erzes beginnt, werden die Walzen bei den unteren Austrittsöffnungeu in Drehung versetzt. Das aufgegebene Kohlen-Erzgemisc1t wird von der Gicht des Schachtofens herabsinkend zunächst durch die die Rohre oder Kanäle im oberen Teile des Ofens durchströmenden gasförmigen Verbrennungsprodukte vorgewärmt.
Beim weiteren Ilerabsinken gelangt das Kohlen-Erzgemisch in die Reduktionszone, in welcher in den Kanälen Gas und Luft zusammentroffen und unter dem Einflusse der durch das verbrennende Gas-Luftgemisch erzeugten Wärme die Reduktion zu Eisenschwamm erfolgt. Die bei der Reduktion entstehenden Gase gelangen durch die auf der Unterseite der Rohre oder Kanäle befindlichen Öffnungen in diese Kanäle und ziehen mit den gas- förmigen Verbrennungsprodukten zum Schornstein. Der nach abwärts sinkende Eisenschwamm wird durch das, die Im unteren Teile des Ofens befindlichen Rohre oder Kanäle durch-
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strömende Gas oder durch die Luft gekühlt, eventuell wenn diese Kanäle von Gas durchströmt werden, durch letzteres imprägniert, um beim Austritt gegen Oxydation geschützt zu sein.
Der am Boden des Ofens sich ansammelnde Eisenschwamm wird durch die Austrittsöffnungen hinausbefördert, gelangt in den von der Förderschnecke durchsetzten Raum, in welchem eine neuerliche Imprägnierung mit indifferentem Gas stattfindet, und verlässt hierauf den Ofen.
PATENT-ANSPRÜCHE ;
1. Verfahren zur Herstellung von Eisenschwamm aus einem Gemisch von pulverförmigem oder pulverisiertem Eisenerz und Kohle, welches durch die Verbrennung eines Gemisches von brennbarem Gas und Luft erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Bestandteile des gasförmigen Brenngemisches durch Kanäle oder Rohre (a, die den im unteren Teile des Ofens bereits entstandenen Eisenschwamm durchsetzen, hin und her geleitet wird, derart, dass der Eisenschwamm abgekühlt und der betreffende gasförmige Bestandteil erhitzt wird, bevor er mit dem in der Reduktionszone des Ofens unmittelbar eingeleiteten anderen Bestandteil zusammentrifft, während die nun entstehenden Verbrennungsprodukte in Kanälen oder Rohren (a) durch das aufgegebene Gemisch von Erz und Kohle so lange hin und her geleitet werden,
bis sie den grössten Teil ihrer Wärme an das Beschickungsmateriai abgegeben und letzteres vor seinem Eintritt in die Reduktionszone erhitzt haben, wobei die Ableitung der bei der Reduktion erzeugten Gase durch die von den Verbrennungsprodukten des gasförmigen Gemisches durchströmten Kanäle oder Rohre unmittelbar nach dem Schornstein erfolgt, ohne dass diese Gase die darüber benndlicbp Masse des Gutes durchstreichen.