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Verfahren zur Luftzuführung zu einem gaserzeugenden Schachtofen und Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Luftzuführung zu einem gaserzeugenden Schachtofen, der als Gasgenerator, als Hochofen oder als Kupolofen betrieben werden kann, und auf einen zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Schachtofen.
Ein gewöhnlicher Gasgenerator, ein Generator der Rostbauart oder ein Schmelz- bzw. Verhüttungsge- nerator kann nur ein Gas mit etwa 30 - 35% brennbaren Bestandteilen liefern, und dieses Gas enthält
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gewöhnlichen Rostgenerator darstellt, da er den während der Verbrennung erzeugten Koks vollständig ver- brennt, bleibt immer noch diejenige Schwierigkeit bestehen, die sich bezüglich der Destillationsproduk- te der Kohle einstellt. Diese Produkte "befeuchten" das Gas sozusagen, so dass die Teerbestandteile in dem Brennstoff nicht nur von dem abgezogenen Gas ferngehalten werden, sondern sich zusammen mit Russ absetzen und dabei eine störende Krustenbildung hervorrufen.
Aus diesem Grunde wird seit langem die Forderung gestellt, ein trockenes heisses Gas zu erzeugen, das sämtliche brennbaren Bestandteile der Kohle enthält.
Ein gewöhnlicher Kupolofen lässt sich nur mit Koks oder einem karbonisierten Brennstoff betreiben, jedoch nicht mit fossilen Brennstoffen wie Kohle. Ferner ist es nur möglich, ihn intermittierend zu betreiben, da. die Ausmauerung durch oxydierte Schlacke schnell zerstört wird. Zwar entwickelt sich diese Zerstörung bei neuzeitlichen Heisswindkupolöfen weniger schnell, doch beträgt auch im letzteren Falle die Lebensdauer des Bodens nur etwa eine Woche.
Ein gewöhnlicher Hochofen kann nur mit karbonisierten Brennstoffen wie Holzkohle oder Koks betrie- ben werden. Die grösse Höhe, die bei solchen Öfen erforderlich ist, um die Charge vorzuwärmen und deren Reduktion zu Ende zu führen, macht es darüber hinaus unmöglich, ungesinterte Erzkonzentrate zu verwenden. Versuche, die mit einem sogenannten Niederschachtofen angestellt werden, basieren bis jetzt sämtlich auf der unveränderten Anwendung des alten Hochofenprinzips, doch führt die geringe Schachthöhe bei einem Niederschachtofen unvermeidlich zu einer erheblichen Verschlechterung der Rohrwirkung des alten Hochofens.
Die ursprüngliche Funktion des Rohres steht in enger Beziehung zu der grossen Höhe des Ofens, und aus diesemGrunde muss man bei einem Niederschachtofen die Erhitzung und Reduktion der Charge auf den Herd konzentrieren. Dies hat zur Folge, dass dasTemperaturgef1 ! lle in einem solchen Ofen sehr tteil wird, was wiederum dazu führt, dass die Zeit für die Vorreduktion zu kurz wird. Dies führt leicht zur Bildung von Krusten, welche die Bildung von Brücken bzw. ein Hängenbleiben verursachen ; überdies wird der Herd so stark belastet, dass er nicht mehr Imstande ist, sowohl seine normale Funktion als auch die Rohrfunktion beim Erhitzen und Vorreduzieren zu erfüllen.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Möglichkeit zu schaffen, ein und denselben Ofen ohne Änderungen als Generator, als Hochofen oder als Kupolofen zu betreiben, u. zw. derart, dass die weiter oben . für die verschiedenen Ofenbauarten angegebenen Schwierigkeiten ausgeschaltet werden.
Wenn der Ofen als Generator arbeitet, besteht seine Hauptaufgabe darin, aus kohlenstoffhaltigen Brennstoffen ein trockenes Generatorgas mit einer hohen Temperatur von etwa 10000 C, einem geringen Gehalt an Cor, mit einem nahe bei Null liegenden Prozentsatz an CO + HO und einem hohen Gehalt an brennbaren Bestandteilen zu erzeugen, der zu etwa 45-50 ? o aus CO + H besteht, wobei der Brennstoff, soweit man die unvermeidlichen Verluste ausser acht lässt, seine gesamte Energie an das Gas abgibt.
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Wenn der Ofen als Kupolofen arbeitet, besteht seine Hauptaufgabe darin, für das Schmelzen und zur Ermöglichung eines kontinuierlichen Betriebes an Stelle von Koks die Verwendung von gaserzeugenden Brennstoffen, insbesondere von fossilen Brennstoffen, zu ermöglichen.
Wenn der Ofen als Hochofen betrieben wird, besteht seine Hauptaufgabe darin, die Verwendung von Kohle an Stelle von Koks sowie die Verwendung von mehr oder weniger feinkörnigem Konzentrat an Stelle von grobem Sintermaterial und bzw. oder Erz zu ermöglichen.
Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren zur Luftzuführung zu einem gaserzeugenden : Schacht- ofen, der als Gasgenerator, als Hochofen oder als Kupolofen betrieben werden kann, wobei dem oberen Teil des Ofens ein kohlenstoffhaltiger, teerbildender Brennstoff und heisse Luft, letztere auf mindestens zwei Niveaus, zugeführt wird, und wobei dem Ofen unterhalb seines oberen Teiles Gas entnommen wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist hiebei im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die dem oberen Teil des Ofens zugeführte Luft 65-100% der gesamten Blasluftmenge beträgt und dass diese Luft auf einem oberen und einem unteren Niveau derart verteilt wird, vorzugsweise etwa im Verhältnis 2 : 1, dass eine Verbrennung dauernd bei beiden Niveaus stattfindet und sich eine einzige Flamme bildet, die den ganzen Verbrennungsschacht füllt. wobei die Luftzufuhr mindestens auf dem oberen Niveau durch spaltförmige, schräg nach unten gerichtete, sich im wesentlichen über den gesamten Umfang des Schachtes erstreckende Öffnungen erfolgt.
Auf diese Weise wird es ermöglicht, teerbildende Brennstoffe, wie beispielsweise Kohle, zu verwenden, ohne dass hiebei ein teerhaltiges oder bei seiner Verbrennung teerbil- dendes Gas entsteht. Weiters wird durch das erfindungsgemässe Verfahren die Ofenleistung verbessert und es kann somit für einen grossen Durchsatz ein verhältnismässig kleiner Ofen verwendet werden. Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens auf einen Hochofen ergibt sich noch der besondere Vorteil, dass hiebei das Eisenerz in Pulverform eingebracht werden kann. Bisher war es bei der Verwendung von Schlich erforderlich, diesen zuerst zu Kugeln zu brikettieren, bevor er in den Hochofen eingebracht werden konnte.
Die Tatsache, dass bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens nunmehr die Möglichkeit besteht, das Eisenerz in Pulverform zu verwenden, wirkt sich deshalb äusserst vorteilhaft aus. weil auf diese Weise die Kosten für die Erstellung und den Betrieb einer Sinterungsanlage erspart werden können.
Ausserdem erübrigt sich hiebei eine eigene Anlage für die Koksgewinnung bzw. es kommen die Kosten für die Koksgewinnung in Wegfall. Bei Erstellung einer neuen Anlage können auf diese Weise bis zu 3/4 der Kosten, welche bisher für den Bau einer üblichen bekannten Anlage erforderlich waren, erspart werden.
In der deutschen Patentschrift Nr. 479032 ist nun bereits ein Gaserzeuger bekanntgeworden, bei welchem die Zufuhr in zwei Niveaus im oberen Teil des Schachtofens, die Gasabfahr In der Mitte und eine weitere Luftzuführung im unteren Teil des Ofens vorgesehen ist. Weiters ist durch die deutsche Patentschrift Nr. 636763 ein Gasgenerator bekanntgeworden, bei welchem die Luftzufuhr in zwei oder mehreren Niveaus im oberen Teil des Ofens durch nach unten gerichtete Düsen erfolgt. Bei keiner dieser beiden Vorrichtungen ist jedoch die Möglichkeit gegeben, teerbildende Brennstoffe, wie beispielsweise Kohle, zu verwenden, ohne dass hiebei ein Teer enthaltendes oder bei seiner Verbrennung Teer bildendes Gas entsteht.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, welche sich zur Anwendung beim Betrieb des Ofens als Schmelzgenerator, als Hochofen oder als Kupolofen eignet, ist dadurch gekennzeichnet, dass Luft auch dem unteren als Schmelzraum dienenden Teil des Ofens zugeführt wird, wobei die dem unteren Teil zugeführte Luftmenge höchstens 350/0 der gesamten Blasluftmenge beträgt.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, welche sich zur Anwendung beim Betrieb des Ofens als Generator eignet, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil von etwa 850/0 der gesamten Blasluftmenge dem oberen Teil des Ofens zugeführt wird.
Die Erfindung bezieht sich weiters auf einen Schachtofen, u. zw. auf einen solchen Schachtofen, dessen Schacht in bekannter Weise einen oberen engen Abschnitt aufweist, der sich nach unten zum weitesten Querschnitt des Schachtes erweitert und bei welchem ebenfalls in bekannter Weise Lufteinlässe in den oberen engen Teil des Schachtes auf zwei verschiedene Niveaus und Gasauslässe auf einem unterhalb des oberen engen Abschnittes des Schachtes liegenden Niveau angeordnet sind. Erfindungsgemäss ist ein derartiger Schachtofen dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinlässe mindestens auf dem oberen Niveau als spaltförmig, schräg nach unten gerichtete, sich im wesentlichen über den ganzen Umfang des Schachtes erstreckende Öffnungen ausgebildet sind.
Zweckmässig ist die Anordnung bei einem derartigen Schachtofen so getroffen, dass er einen als Schmelzraum ausgebildeten unteren Abschnitt mit einer Decke in Gestalt eines Kegelstumpfes aufweist, dass schräg nach unten gerichtete Lufteinlässe auch in der Schmelzkammer vorgesehen sind, wobei diese
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Lufteinlässe für die Schmelzkammer in der konischen Decke In Form von spaltförmigen Öffnungen ausgebildet sind, die sich im wesentlichen über den gesamten Umfang des Schmelzraumes erstrecken, und dass zwischen dem Schmelzraum und dem weitesten Schachtquerschnitt Gasauslässe angeordnet sind.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung, die als Ausführungsbeispiel einei. als Hochofen eingerichteten erfindungsgemässen Schachtofen veranschaulicht, näher erläutert.
Die Wand 1 des Ofens umschliesst einen Schacht, der einen verhältnismässig engen oberen Teil 2 umfasst, welcher im wesentlichen kegelförmig ausgebildet ist und sich nach unten erweitert. Dieser obere Abschnitt erweitert sich in Richtung auf den weitesten Teil des Schachtes, der-vom oberen Ende aus gemessen-bei etwa 1/3 der Gesamthöhe des Ofens liegt. Der unterhalb des Abschnittes 2 liegende Teil, nämlich die Rast 3, verjüngt sich nach unten. Unter der Rast befindet sich ein Schmelzraum oder Herd (Tiegel) 4, dessen Decke durch einen sich nach oben verjüngenden Abschnitt 5 gebildet wird.
Der obere Teil 2 ist am oberen Ende mit einem Fülltrichter 6 für Kohle und einem Fülltrichter 7 für Erzkonzentrate versehen. Die Kohle wird in einem Behälter 8 gespeichert, von dem aus sie durch einen Schieber 9 in den Ofen gelangt. Die Kohle tritt durch das Rohr 6 zentral in den oberen Ofenabschnitt 2 ein.
Die Konzentrate werden über einen Fülltrichter 10 in einen Trocknungsofen 11 eingebracht, dessen Beheizung durch Gas erfolgt, das dem Ofen 1 durch eine Leitung l ? entnommen und in einem Brenner 12 verbrannt wird. Die getrockneten Konzentrate werden über Schleusen 14 und 15 in den Aufgabebehälter 7 eingeleitet, der mit einem Schieber 16 ausgerüstet ist und das Zuführungsrohr 6 für den Brennstoff umgibt, so dass die Konzentrate um die Brennstoffzuführung herum durch einen ringförmigen Spalt zugeführt werden.
Dort, wo sich der obere Abschnitt 2 in Richtung auf die Rast 3 erweitert, sind Gasenmahmekangle 18, die durch einen Gaskanal 19 miteinander verbunden sind, ringförmig angeordnet.
Einlassöffnungen für heisse Luft sind im oberen Teil des Ofens auf zwei verschiedenen Niveaus vorgesehen. Auf dem oberen Niveau sind die Einlässe wie ein Schlitz 17 geformt, der schräg nach unten gerichtet ist, den gesamten Schacht umgibt und dort angeordnet ist, wo sich der obere Ofenabschnitt verhältnismässig stark nach unten erweitert, d. h. unmittelbar unterhalb des Punktes, an dem Brennstoff und Konzentrate zugeführt werden. Auf dem anderen Niveau sind die Einlassöffnungen in Form einer Anzahl von Blasformen 20 ausgebildet, die ebenfalls schräg nach unten gerichtet sind.
Ferner sind Lufteinlässe In der konischen Decke 5 des Herdes 4 angeordnet. Diese Einlässe sind in Form eines Schlitzes 23 ausgebildet, der schräg nach unten gerichtet ist und den ganzen Tiegel umgibt.
Die heisse Luft wird den verschiedenen Einlässen mittels Leitungen 21 bzw. 22 bzw. 24 zugeführt.
Die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Ofens ist nachstehend erläutert. Da sich der Querschnitt des Schachtes im oberen Teil des oberen Abschnittes 2 stark erweitert, ergibt sich hier für den zugeführten Brennstoff eine freie Fläche, auf der er sich verteilen kann, und auf der die Konzentrate in einer durch die Einstellung des Schiebers 16 bestimmten Menge ruhen. Unmittelbar unterhalb dieser Stelle erweitert sich der Ofenquerschnitt unter einem Winkel von etwa 600 auf etwa den dreifachen Durchmesser des Kohlezuführungsrohres, und annähernd in der Mitte dieses konischen Abschnittes ist der Lufteinlass 17 angeordnet. Wie bereits erwähnt, bildet dieser Lufteinlass einen schräg nach unten gerichteten ringförmigen Schlitz.
Die Aufgabe dieses Schlitzes besteht zum Teil darin, die Luft über eine möglichst grosse Kohlemenge zu verteilen, und zum andern Teil darin, die Konzentrate durch eine Blaswirkung in Richtung auf die Mitte des Schachtes zu bewegen. Infolgedessen wird der Bereich, der sich unmittelbar an den Luftschlitz 17 anschliesst, aus reinem Kohlenstoff bestehen, der unter Gasentwicklung verbrennt, wobei dieses Gas die Konzentrate zur Mitte des Schachtes bläst. Bei der Verbrennung der Kohle, die längs der Wand des Ofens am intensivsten und innerhalb des Kernes der Kohlesäule weniger intensiv ist, fallen die Kohlestücke und die Konzentrate nach aussen und unten an dem Luftschlitz 17 vorbei. Hiebet setzen sich die Konzentrate jeweils im Windschatten hinter den brennenden Kohleklumpen ab und werden von einem für die Reduktion sehr gut geeigneten Gas bestrichen.
Dann beginnt die Reduktion der Konzentrate, und letztere zeigen sofort das Bestreben, sich zu locker gebundenen Klumpen von Eisenschwamm zu agglomerieren. Diese Klumpen aus schwammigem Material können während ihrer weiteren Abwärtsbewegung erneut in Stücke zerfallen, doch nehmen sie auch neue sich nach unten bewegende Konzentrate auf, die an ihrer Oberfläche festhaften. Daher zeigen die Klumpen eine Neigung, sich porös zu immer grösser werdenden Kugeln zu agglomerieren, während die Kohleklumpen oder-stücke verbrennen und sich hiebei verkleinern.
Das Verfahren bzw. der Vorgang besteht somit darin, dass die Konzentrate zuerst zur Mitte des Schachtes geblasen. werden, wenn sie den ersten Lufteinlass passieren, und dass sie dann nach aussen und unten gezogen werden, was darauf zurückzuführen ist, dass Brennstoff verbraucht wird, mit
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dem Ergebnis, dass sich die Konzentrate gut mit der Kohle vermischen, während sich die Konzentrate, die ursprünglich feinkörnig sind, zu immer grösser werdenden Klumpen agglomerieren. Diese Klumpen zeigen das Bestreben, nach aussen in Richtung auf den Gasauslass henmterzafallen.
Die kräftige Verbrennung an dem Lufteinlass 17 steigert unmittelbar die Temperatur des Brennstoffes und der Konzentrate auf die Reaktionstemperatur. Beispielsweise kann ein brennender Kohleklumpen in- nerhalb weniger Minuten auf 10000 C erhitzt werden, während die Erhitzung bei einem gewöhnlichen Hochofen 5 - 7 Stunden erfordert, da die Erhitzung in einem solchen Ofen nur durch physikalische Wärmeübertragung erfolgt. Der erfindungsgemässe Ofen erreicht somit unmittelbar am Einlass seine volle Akti- vität.
Um die Temperatur der anfänglichen Verbrennung, d. h. die Temperatur der oxydierenden Flamme, an dem Einlass 17 niedrig zu halten, hat der Schacht an dieser Stelle einen Meinen Durchmesser, d. h. die zugeführte verhältnismässig kühle Kohle wird die Zone der anfänglichen Verbrennung schnell passieren, da die Kohle weiter unten in dem Schacht schnell verbraucht wird. Um die Verbrennung aufrechtzuerhalten, muss die Luft vorgewärmt werden, u. zw. vorzugsweise auf 500-700 C. Auch die Konzen- trate sollen vorgewärmt werden.
Auch wenn ohne Verwendung von Konzentraten gearbeitet wird, d. h. wenn der Ofen als Generator oder Kupolofen betrieben wird, kann man die Verbs'enamg so variieren, dass die Kohle entweder so langsam zugeführt wird, dass die Temperatur am Lufteinisss Ms auf etwa 2000 C ansteigt, oder so schnell, dass das Feuer ausgeht. Aus diesem Grunde lässt sich dis Temperatur leicht auf etwa 1200 C einstellen, d. h. auf einen Wert, der beträchtlich unterhalb des Schmelzpunktes der Schlacke liegt.
Wenn die Temperatur im oberen Teil des Ofens nicht zu hoch werden soll, muss man daher mit einer bestimmten Mindestvorsehubgeschwindigkeit der Kohle arbeiten. Zwar zeigen die gasförmigen Bestandteile des Brennstoffes eine Temperaturhaltewirkung, wenn sie destilliert werden, doch trotzdem wird die Temperatur ansteigen, wenn die Geschwindigkeit der Brennstoffzufuhr nicht genügend hoch ist.
Deshalb muss man den Brennstoff an dem Lufteinlass 17 in einer Menge vsEbeileiten, die grösser ist als diejenige, die dem Brennstoffverbrauch in dem Herd 4 entspricht. Aus diesem Grunde sind ein oder
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lässe, die als Blasformen üblicher Ausführung ausgebildet sein können, haben die Aufgabe, dadurch, dass sie Luft einblasen, die Wärme zum Teil in Richtung auf die Mitte des Schachtes zu verteilen, und zum andern Teil noch mehr Kohle zu verbrennen, damit ein schnellerer Vorschub an dem Lufteinlass 17 vorbei erzielt wird. Der Grund dafür, dass das Einblasen von Luft durch die Einlässe 20 zur Ausbreitung der Flamme zur Mitte des Schachtes beitragen kann, besteht darin, dass die eingeblasene Luft hauptsächlich das von dem oberen Teil des Ofens eintreffendeGas und erst in zweiter Linie festen Brennstoff verbrennt.
Angesichts der Tatsache, dass sich die Flamme von den Einlässen 20 aus über ein grösseres Kohlevolumen erstreckt, wird ihre Temperatur niedrig gehalten. Wenn die Einlässe 20 nicht vorhanden wären, müsste die Zufuhr des Brennstoffes langsamer werden, die Temperatur am Einlass 17 würde steigen, die entstehende Schlacke würde schmelzen, und unterhalb des Einlasses 17 würde sich eine Schlackenzone ausbilden. Mit Hilfe der Einlässe 20 wird die Wärme sowohl waagrecht als auch senkrecht verteilt, und man erhält eine
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Brennstoff an den Einlässen 20 in der Nähe der Ofenwand am intensivsten verbrannt, und die Bewegung des Brennstoffes nach aussen und unten wird in der Weise gefördert, dass sich der Eisenschwamm gut über den ganzen Ofenquerschnitt verteilt.
Hiebe ! wird das Volumen des Brennstoffes verringert, während sich das Volumen des schwammigen Materials vergrössert, was zur Folge hat, dass der Schwamm nach aussen zum
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handene hohe Sinkgeschwindigkeit der Charge infolge des grossen Schachtdurchmessers herabgesetzt.
Diese Vergrösserung des Schachtquerschnittes führt einerseits zu einer Verlängerung der Fertigreduktionszeit für den Eisenschwamm, was erwünscht ist, da sich die Reduktion erheblich langsamer abspielt, nachdem etwa 70 - 800/0 des in demErz enthaltenen Sauerstoffes entwichen sind, und anderseits zu einer niedrigen Geschwindigkeit des Gases, das durch die Gasauslässe 18 entweicht, was bedeutet, dass das Gas, das mit hoher Geschwindigkeit vom oberen Teil des Ofens kommt, dann, wenn es umgelenkt wird, um durch die Gasauslässe zu entweichen, gleichzeitig eine geringere Geschwindigkeit annimmt, wobei infolge einer Zyklonwirkung Staubteilchen abgeschieden werden.
Das Gas wird daher in einem möglichst reinen Zustand abgezogen, d. h. der Gasauslass bildet eine erste wirksame Russfalle, und dieser abgeschiedene Russ übt auf den Ofen eine günstige Wirkung aus.
Bei der Verbrennung von Teerbestandteilen enthaltenden Brennstoffen wie Kohle wird der ursprüngliche Bestandteil der Teere, den man chemisch in schematischer Weise mit CH bezeichnen kann, in der
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Regel zu einem wasserstoffreicheren Gasbestandteil und einem kohlenstoffreicheren Teerbestandtell zer- setzt ; der erste Bestandteil umfasst die Reihe von H und CH bis zu den schweren Kohlenwasserstoffen, während der zweite Bestandteil die Reihe der leichtflüssigen Öle bis zu den immer schwerer werdenden Teeren und schliesslich bis zum Pech umfasst.
Zusätzlich zur beschriebenenCH, Komponente enthält die Kohle ausser Kohlenstoff noch gewisse Mengen an gebundenem Sauerstoff. Wenn Kohle mit einer kleinen Luftmenge verbrannt wird, entstehen somit "benetzende" Öle oder Teere. Wenn man die Luftmenge etwas vergrössert, bildet sich Russ, der den Ofen verstopft. Wenn die Luftmenge jedoch genügend gross ist, erhält man ein reines Gas, und es wird weder Teer noch Russ erzeugt.
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Unterhalb des oberen Teiles des Ofens befindet sich die Rast 3, die ihr Gas von unten aufnimmt, d. h. das im oberen Teil reduzierte und zu Schwamm gewordene Material trifft auf reines, soeben aus dem
Koks in dem Herd gebildetes CO-Gas und wird daher gut mit Kohlenstoff angereichert. Hiezu wird eine gewisse Zeit benötigt, da sich die endgültige Reduktion langsam abspielt.
An das untere Ende der Rast 3 schliesst sich die Herd- oder Tiegeldecke 5 an, die das hochsteigende Gas und den sich nach unten bewegenden Schwamm zwingt, in der Mitte des Ofens zusammenzutreffen.
Dann erfolgt das Schmelzen des Schwammes, so dass Eisen und Schwamm-Material durch eine heisse Kohleschicht hindurchsickern, ohne mit dem oxydierenden Teil der Flamme in Berührung zu kommen, die sich unter der Decke des Herdes bildet. Hiedurch wird eine erneute Oxydation des Schwammes verhindert. Gleichzeitig erfolgt eine äusserst wirksame Entschwefelung. Wenn man auf eine wirksame Entschwefelung verzichtet, kann man den Ofen auch mit einer Rast und einem Tiegel ausbilden, wie es bei den entsprechenden Teilen eines Hochofens üblicher Bauart bekannt ist ; die grundsätzliche Arbeitsweise des Ofens bleibt jedoch unverändert.
Der Tiegel ist mit einer gewölbten Decke 5 versehen, in der ein ringförmiger Luftschlitz 23 ausgebildet ist, so dass die Luft sofort beim Eintreten in den Tiegel auf eine grosse Kohlemenge trifft, wodurch CO gebildet wird. Der Luftschlitz 23 ist schräg nach unten gerichtet, d. h. auch in diesem Falle wird das Gleichstromprinzip angewendet, das zu einer vorteilhafteren Temperaturverteilung zwischen dem Material und demGas führt, was einer Verbesserung gegenüber demGegenstromprinzip gleichkommt. Die starke Erweiterung des Ofens unterhalb der Tiegeldecke zwingt die Kohle, lange in der Verbrennungszone zu verbleiben, was erforderlich ist, um eine Temperatur zu erreichen, wie sie zum Schmelzen der nicht brennbaren Bestandteile erforderlich ist.
Da der grösste Teil der insgesamt erforderlichen Luftmenge für die Verbrennung im oberen Teil des Ofens benötigt wird, erhält der Schmelzraum eine verhältnismässig kleine Luftmenge, die normalerweise etwa 30% derjenigenLuftmenge ausmacht, die man dem Herd eines gewöhnlichen Hochofens zuführt. Der Grund dafür, dass diese kleine Luftmenge ausreicht, besteht darin, dass diese Luft lediglich benutzt wird, um Eisen zu schmelzen, das bereits vollständig erhitzt und mit Kohlenstoff angereichert ist, d. h. die Funktion des Tiegels lässt sich sehr genau mit derjenigen eines Kupolofens vergleichen.
Der Ofen arbeitet somit insgesamt in der Weise, dass er zuerst den Teer des Brennstoffes verbrennt, woraufhin der dabei gebildete Koks verbrannt wird, während ein gewöhnlicher Generator stets zuerst den Koks verbrennt und danach den Teer destilliert.
Die Arbeitsweise des erfindungsgemässen Ofens wurde an Hand der Beschreibung eines Hochofens erläutert. Grundsätzlich arbeitet der Ofen In der gleichen Weise, wenn er wie ein Schmelzgenerator oder ein Kupolofen betrieben wird. Die bezüglich der Zusammensetzung der Charge, der benötigten Luftmengen usw. in Frage kommenden Abänderungen liegen für jeden Fachmann auf der Hand, so dass sich eine weitere Erläuterung an dieser Stelle erübrigt. Es sei lediglich die Tatsache erwähnt, dass beim Betrieb des Ofens als Hochofen etwa 35% der gesamten Luftmenge in den Schmelzraum eingeleitet werden soll, während man dem Schmelzraum beim Betrieb des Ofens als Schmelzgenerator nur etwa 15% der gesamten Luftmenge zuzuführen braucht.
Der in der Zeichnung wiedergegebene Ofen ist mit einem Herd ausgerüstet, in dem praktisch sämtli- che verbleibenden kohlenstoffhaltigen Bestandteile der Charge verbrannt werden. Im Rahmen der Erfindung ist es vorgesehen, den Herd wegzulassen und aus dem unteren Teil des Ofens eine Charge abzuziehen, die eine erhebliche Menge an kohlenstoffhaltigem Material umfasst. Beispielsweise kann man den Ofen mit Kohle beschicken, eine gewünschte Gasmenge über die Gasauslässe abziehen und dann den zurückbleibenden Kohlenstoff der Kohle in Form von Koks aus dem unteren Teil des Ofens entnehmen.
Im folgenden werden Beispiele für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens in Anwendung auf einen Gasgenerator, auf einen Hochofen und auf einen Kupolofen gegeben.
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