DE101952C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bekanntlich sind die bisherigen Versuche mifsglückt, in Hochöfen das gebräuchliche, theure, verkohlte Heizmaterial (Holzkohle und Koks) durch Gas zu ersetzen und den Hochofenprocefs so zu regeln, dafs man im Herd des Hochofens nach Belieben Gufseisen, Stahl oder Flufseisen erhält.

Mit dem den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden Hochofen sollen diese beiden Zwecke gleichzeitig erreicht werden. Der hauptsächlichste Unterschied zwischen diesem Hochofen und den allgemein gebräuchlichen besteht darin, dafs der gewöhnlich für den gesammten Ofen gebräuchliche Gasstrom in zwei verschiedene Ströme getbeilt wird:

1. in einen von aufsen in Höhe der Reductionszone in den Ofen geleiteten Generatorgasstrom, welcher in dem Schacht nach oben zieht und auf das Erz reducirend wirkt, und

2. in einen schmelzenden, von aufsen in den Ofenherd zugleich . mit Verbrennungsluft - geleiteten Generatorgasstrom, welcher das herabsinkende reducirte Eisen mit Zuschlägen zum Schmelzen bringt, horizontal durch eine Seitenöffnung in den geschlossenen Vorherd und daraus in den Schornstein entweicht.

Die Anordnung des Hochofens und der Gang des ganzen Hochofenprocesses ergeben sich aus beiliegender Zeichnung (Fig. 1).

Der Schacht A wird beständig mit Erz und Zuschlägen gefüllt, mit oder ohne Zusatz von geringen Mengen Holzkohle oder Koks. In die Reductionszone B, die der der gewöhnlichen Hochöfen entspricht, wird durch die Oeffnungen α auf annähernd 1000 bis 1200⁰ C. erhitztes Generatorgas eingeblasen , welches beim Durchzug zwischen den Erzstücken dieselben erhitzt, das Eisen reducirt und dann in das mitten in- den Schacht hineintretende Gasabzugsrohr C durch die Oeffnungen c in dessen unterem Theil· entweicht.

Das abwärts in den Herd D des Ofens sinkende reducirte Erz mit den Zuschlägen wird auf Kosten der Hitze, die beim Verbrennen des durch die Oeffnungen d eingeblasenen Gases erzeugt wird, niedergeschmolzen; die Verbrennungsluft wird durch Oeffnungen d^l, die reihenweise oder schachbrettartig versetzt zwischen den Oeffnungen d angeordnet sind, eingeblasen. Die Flamme dieses brennenden Gases umkreist die Erzsäule F und wird durch die Oeffnungen e in den vorderen, geschlossenen Theil E des Herdes gezogen, welcher mit dem grofsen Schornstein verbunden ist. Dieser Theil des Ofens, der auch noch in Fig. 2 in einem Längsschnitt nach a-b dargestellt ist, bildet eine Art von Gasofen mit der Eigenthümlichkeit, dafs in denselben durch die seitliche Oeffnung e auch noch die Flamme aus dem centralen Ofen eintritt und mit seinen Verbrennungsproducten zusammen in den gemeinsamen Schornstein entweicht. Aufserdem gelangen in diesen Ofen durch die nämliche Oeffnung e die im centralen Herd geschmolzenen Schlacken und das reducirte Metall, wobei die Schlacken durch das Loch f längs einer Rinne in einen Wagen abgelassen und entfernt werden, das Metall aber auf der Sohle dieses Vorherdes einer Bearbeitung unterworfen wird, analog derjenigen im Martin-Ofen, d. h. einem Umrühren unter Zusatz (je nach der Bestimmung des Metalles) von Spiegel-

eisen, Ferromangan, Ferrosilicium oder dergl. Das Metall wird alsdann nach Mafsgabe seiner Ansammlung durch die Oeffnung g aus dem Herd abgestochen und wie gewöhnlich gegossen. Hiermit wird so lange fortgefahren, bis der Ofen einer gründlichen Ausbesserung bedarf.

In den Wänden des Schachtofens werden an verschiedenen Stellen Löcher s angebracht zum Beobachten des Ofenganges und zur Nachhülfe beim Niedergang der Gichten.

Die Regelung der Reduction des Eisens und seiner Kohlungsstufe wird in dem beschriebenen Ofen einerseits durch den Zusatz gewisser Mengen von kohlenstoffreichen Materialien (Holzkohle, Koks, Anthracit, Theer und dergl.), andererseits durch mehr oder weniger grofse Intensität der Heizung im unteren centralen Herd des Hochofens je nach Temperatur und Menge des durch die OeffnungeiT α in den Ofen geblasenen reducirenden Gases erzielt.

So wird beispielsweise zur Erzeugung von Roheisen zur Gicht bis ca. 5 pCt. Holzkohle oder Koks nach Gewicht hinzugefügt und die Temperatur des durch die Oeffnungen α eingeblasenen Gases möglichst erhöht, gleichzeitig aber auch noch dessen Menge vergröfsert.

Bei Erzeugung von Flufseisen braucht man zur Beschickung gar keine Kohle hinzuzufügen, kann die Temperatur des reducirenden Gases niedriger wählen, mufs jedoch die Temperatur im unteren centralen Herd des Ofens möglichst erhöhen. Dann geht die Reduction und die Verbindung mit Kohlenstoff langsamer vor sich, das Schmelzen aber und folglich auch der Niedergang der Gichten wird beschleunigt.

Die Erzeugung von mehr oder weniger hartem Stahl verlangt die Anwendung von zwischen diesen äufsersten Grenzen liegenden Mafsregeln.

Nach dieser allgemeinen Angabe der Hauptzüge der neuen Art von Hochöfen, die mit Gas arbeiten und nach Belieben die Erzeugung von Flufseisen, Stahl oder Roheisen gestatten, werden noch einige Einzelheiten der Construction dieser Hochöfen beschrieben, die auch eine wesentliche Neuerung gegenüber den allgemein gebräuchlichen Hochöfen bilden.

I. Das in Generatoren mit Gebläse aus festem oder flüssigem Brennmaterial erzeugte Gas mufs vor dem Eintritt in die O.effnungen a bis zur Rothglühhitze erhitzt werden (annähernd auf 1000 bis 1200⁰ C.), und mufs zu diesem Zweck vorher einen aus Ziegeln bestehenden Erhitzungsapparat passiren, welcher möglichst nahe am Ofen aufgestellt sein mufs.

Statt dieser Vorrichtung kann man nach dem Ausführungsbeispiel Fig. 3 Gasgeneratoren iV dicht an den Wänden des Ofens anordnen, indem, man dieselben am Umfang des Ofens zwischen den Ständern (auf der Zeichnung nicht angegeben) anbringt, welche das Mauerwerk des Schachtes und der Rast tragen, wobei es zweckmäfsig ist, an den Stellen der Rastwände, wo die Generatoren anliegen, Entlastungsbögen zu mauern, wie in Fig. 4 angegeben. Diese Figur zeigt-den entsprechenden Theil der Oberfläche des Ofens. Beim Vorhandensein solcher Bögen ist es leicht, die Wand L auszubessern, in welcher die Oeffnungen α sich befinden, ohne das Hauptmauerwerk des Ofens M ins Wanken zu bringen.

Die Wirkungsweise der Generatoren N unterscheidet sich von derjenigen der gwöhnlichen dadurch, dafs die sich aus dem Brennmaterial entwickelnden Entgasungsproducte und die Feuchtigkeitsdämpfe unabhängig von den eigentlichen Feuergasen (Vergasungsproducte) entfernt werden, und dafs infolge dessen diese letzteren reicher an Kohlenoxyd und ärmer an Stickstoff, zugleich aber auch bedeutend trockener und heifser als die gewöhnlichen Generatorgase sind. '

In Fig. 3 bezeichnet O das Luftleitungsrohr (mit einem Ventil zum Reguliren) von dem Gebläse. Dieses Rohr führt den Wind in eine Kammer und von da durch die Löcher η in den Generator N. Hier tritt der Wind in eine dicke Schicht glühenden und bereits verkohlten Brennmaterials. Das sich hier bildende Kohlenöxyd tritt mit einem Theil des Stickstoffes durch die Löcher α in den Ofen. Die Entgasungsproducte aber und die Feuchtigkeit des Brennmaterials, welches durch den Trichter m aufgefüllt wird, steigen mit dem übrigen Theil des Stickstoffes der Luft durch das Rohr P und später durch dessen Zweigröhren ρ in den oberen Theil des Ofens, wo sie die frisch aufgefüllte Beschickung durchströmen und derselben ihre Wärme abgeben, worauf sie den Ofen durch die Gicht verlassen (oder vermittelst eines besonderen, die Gase sammelnden Apparates abgezogen werden, um die Arbeiter an der Gicht nicht zu belästigen), da diese Producte so gut wie gar keinen Werth haben. Das'Rohr P kann schlecht wärmeleitend sein und aus Ziegeln bestehen. Die Regelung der aus dem Generator abziehenden Menge der Entgasungsproducte läfst sich vermittelst Klappen in den Zweigröhren ρ bewerkstelligen.

II. Da die Reduction des Eisens aus seinem Oxyd durch Kohlenoxyd sich ohne äufseren Aufwand von Wärme vollzieht, wird die von den heifsen Gasen in den Ofen eingeführte Wärme nur zur Erhitzung des Erzes und der Zuschläge dienen, und folglich werden die aus dem Generator mit einer Temperatur von ca. 1000 bis 1200⁰C. in den Ofen gelangenden Gase beim Eintritt in das mitten in den Schacht A hineinreichende Abzugsrohr C noch eine Hitze von wenigstens 8oo° C. besitzen.

Dieser Umstand giebt die Möglichkeit, die in das Rohr C gelangenden Gase zu regeneriren, indem man in dasselbe Holzkohle K füllt, wie in Fig 3 angegeben. Zum Einfüllen dieser Holzkohle dient der Trichter H am oberen Ende des Rohres C. Ein gewisser Ueberschufs dieser Kohle wird aus dem unteren Ende des Rohres C mit der Asche zusammen in den Ofen... gelangen und mit der Erzsäule in den unteren Herd sinken. Das regenerirte Gas kann nach vorhergegangenem Passiren eines trockenen Staubreinigungsapparates wieder nützliche Verwendung finden, insbesondere in. erhitztem Zustand, zum Schmelzen des reducirten Eisens und der Schlacke in dem centralen und vorderen Herd D und E. Wenn die Verbrennungstemperatur dieses Gases für das Schmelzen von weichem Eisen sich als unzulänglich erweist, so kann ihm eine gewisse Menge Acetylen beigemengt werden.

III. Zum Schmelzen des reducirten Eisens und der Schlacke kann sehr bequem flüssiges Brennmaterial Verwendung finden, wenn durch die Oeffnungen d d^l vermittelst Zerstäubungsapparates Naphta und heifser Wind eingeblasen werden.

Claims (1)

1. Pate nt-Anspruch:

   Ein Gashochofen zur Herstellung von Flufs- und Roheisen, gekennzeichnet durch die Einführung i. eines heifsen reducirenden Gasstromes in die Rast (B) des Hochofens, welcher Gasstrom in der Ofenbeschickung behufs Reduction des Erzes hochsteigt, und 2. eines Gas- und Luftgemisches in den Herd (D) des Ofens, welches Gasgemisch die reducirte Beschickung schmilzt und seitlich durch den Eisen und Schlacke aufnehmenden Vorherd (E) entweicht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.