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Verfahren zur Vorwärmung von zu reduzierenden Erzen durch Nutzbarmachung der entweichenden Reduktionsgase.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorwärmung von zu reduzierenden Erzen, insbesondere wenn diese im elektrischen Ofen verschmolzen werden sollen, durch die Wärme, die bei der Verbrennung der von der Reduktion des Erzes herrührenden Gase entwickelt wird. Das Hauptmerkmal dieses Verfahrens besteht darin, dass die Verbrennung dieser Gase mittels ihnen hinter der Reduktionszone zugeführter Luft in unmittelbarer Berührung mit dem getrennt von der Kohle durch einen vertikalen Schacht niedergehenden Erz bewirkt wird.
Um die Abhitze metallurgischer Öfen zur Vorwärmung der Beschickung oder dgl. nutzbar zu machen, wurden bisher z. B. Doppelpuddelbfen benutzt. Bei diesen wird in dem einen Teil die Beschickung durch die Flamme des anderen vorgewärmt, wodurch aber eine unmittelbare Verwertung der Abhitze nicht bewirkt wird, da der Ofen durch besonders zugeführte Heizgase gespeist wird. Ferner hat man bei der Herstellung von Stahl die betreffenden Zusätze durch die von der Entkohlung herstammenden Gase innerhalb eines und desselben Ofens vorerhitzt, wobei also die eigentliche Beschickung nicht vorgewärmt und nur die Abhitze für die weiteren Operationen nutzbar gemacht wird.
Schliesslich hat man )'ei Karbidöfen das Kohlenkalkgemisch durch Verbrennen des entstehenden Kohlenoxydes Non aussen vorgewärmt, da eine unmittelbare intensive Vorwärmung der Beschickung hiebei nicht ausführbar ist, indem sonst die Kohle verbrennen würde und Wärmeverluste stattfinden würden, so dass a) so hiebei eine ausgiebige Ausnutzung der brennbaren Ofengase nicht möglich ist. Ferner ist es bekannt, durch Verbrennen von getrennt zugeführtem Kohlenstoff schon reduzierte Erze zu schmelzen. Auch hat man Hochöfen gebaut, bei welchen eine getrennte Zufuhr von Kohlenstoff stattfindet, doch wird hiebei keine besondere Vorwärmung des Erzes durch Verbrennen von Kohlenoxyd bewirkt.
Bei vorliegendem Verfahren treten, wenn die Grössenverhältnisse der hiefür zu benutzenden Vorrichtung richtig bemessen sind, sehr geringe Wärmeverluste auf. Man kann sogar einen Wärmeüberschuss erzeugen. In diesem Falle geht die Reaktion von selbst weiter, ohne dass man elektrischer Energie bedarf, welche in diesem Falle nur als Erreger dient und z. B. dadurch unterstützt oder ersetzt werden kann, dass man zuvor den Tiegel und die Vorrichtung mittels Gas erhitzt, dessen Wärmewirkung man im Notfalle mit Hilfe von für diesen Zweck bestimmten Rohren betätigen kann.
Zur Ausführung des Verfahrens eignet sich beispielsweise die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung. Die Vorrichtung besteht zweckmässig aus einer Art Kupolofen oder einem vertikalen zylindrischen Ofen a aus feuerbeständigem Material, wobei die Gicht mit einer Beschickungskammer b mit gewöhnlichen doppelten Verschlüssen versehen ist, um ein Beschicken ohne Lufteintritt und ohne Austritt der von der Reaktion stammenden Gase zu gestatten. In der Höhe dieses Schachtes a ist ein Rohrf angebracht, durch welches ein durchsaugen der Gase mittels eines Ventilators erfolgen kann.
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seinem unteren Teil bildet der Ofen a ein Kniestück und mündet in eine geaolosaena Kammer oder Tiegel c, In dessen oberer'Wandung Öffnungen d, 4 für den Eintritt von Luft angeordnet sind, deren Sauerstoff, indem er sich mit dem gebildeten Kohlenoxyd verbindet, hinter der reduktionszone Kohlensäure bildet ; Gegenüber der Mündung des
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befindet sich eine Öffnung für die vertikale, positive Elektrode, die dazu dient, entweder das Fortarbeiten des Ofens oder die Einleitung der Reaktion zu sichern, während die negative Elektrode durch den Boden des Tiegels gebildet wird.
Die Tätigkeit des Ofens, wenn die Reaktion eingeleitet ist, ist folgende : Das von der Reduktion des heissen Erzes kommende Kohlenoxyd wird angesaugt und mischt sich schon in dem unteren Teil des Schachtes a mit Luft, welche durch die Öffnungen d, d und durch die ringförmige Öffnung, welche die positive Elektrode umgibt, eintritt. Die Luft verbindet sich mit dem Kohlenoxyd und bildet Kohlensäure unter beträchtlicher Erzeugung von Wärme, die alsdann gänzlich aufgebraucht wird, um die zu behandelnden Stoffe zu erhitzen. Letztere schmelzen gewöhnlich und gelangen in den Reduktionsraum, wo die Reduktion und Kohlung des Metalles vor sich geht.
Auf diese Weise kann man Roheisen und Eisen mit sehr geringem Brennstoffverbrauch erzeugen und dadurch deren Herstellungskosten beträchtlich herabsetzen.