DE148541C

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Publication number: DE148541C
Application number: DENDAT148541D
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

- M 148541 KLASSE 21 h.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Art der Verwendung elektrischen Arbeitsvermögens zur Umwandlung von Metalloxyden und zum Schmelzen der umgewandelten Me- ! talle. Dieses Verfahren eignet sich besonders für die Darstellung von Eisen aus seinen Erzen, auf welche in der nachfolgenden Beschreibung besonders Rücksicht genommen werden wird; jedoch kann das Verfahren mit

ίο großem Vorteil auch auf andere Verfahren der Metallgewinnung aus Erzen angewendet werden.

Bei der Darstellung von Eisen aus Eisenerz nach dem Hochofenarbeitsvorgang oder ähnlichen Verfahren wird die für die Reduktion und das Schmelzen erforderliche Wärme durch Verbrennung von Kohlen hervorgebracht. Das geschmolzene Eisen wird bei der Berührung mit der zum Reduzieren und Schmelzen notwendigen Kohle gekohlt. Durch besondere Arbeitsvorgänge werden sodann zwecks Darstellung von Eisensorten mit verschiedenem Kohlegehalt größere oder geringere Mengen Kohle entfernt.

Bei anderen neueren Verfahren werden, um die Kohlung zu vermeiden oder besser zu überwachen, Reduktion und Schmelzung getrennt. So hat man z. B. Eisenerz durch überhitztes Kohlenoxydgas zu Eisenschwamm umgewandelt, indem man nach Durchleiten des überhitzten Kohlenoxyds durch das Erz einen Teil der Gase zur Erhitzung der Wärmespeicher abtrennt und den Rest zwecks Rückbildung der Gase in Kohlenoxyd durch

glühenden Koks leitet, worauf diese Gase überhitzt und schließlich abermals durch das Eisenerz geleitet werden.

Das Schmelzen von Eisenschwamm ist in der Weise ausgeführt worden, daß man den Eisenschwamm durch eine Schicht geschmolzener, schlecht leitender Massen, z. B. Eisenoxyd, herabsinken läßt, welches von einem elektrischen Strom durchsetzt und erhitzt wird.

Mit Hilfe des vorliegend gekennzeichneten Verfahrens kann man in einem einzigen elektrometallurgischen Verfahren die Reduktion des Erzes und das Schmelzen des erhaltenen Metalls vereinigen. Die Reduktion wird durch Kohlenoxyd, Wasserstoffgas oder andere Sauerstoff entziehende Gase bewirkt, welche in einem elektrischen Erhitzungsofen erhitzt werden. Dieser ist so eingerichtet, daß die Temperatur des Gases, wenn das Schmelzen des Metalls stattfinden soll, auf die hierfür erforderliche Höhe gebracht werden kann. Wenn der zur Reduktion notwendige Wärmegrad des Gases nicht ausreichend ist, um die zum Reduzieren und Schmelzen erforderliche Wärmemenge von dem Erhitzungsapparat nach dem Oxyd und dem Metall zu überführen, so setzt man als Wärmeüberführer eine nötige Menge gleichgültiger Gase, z. B. Stickstoff, zu.

Die Erhitzung der die Reduktion bewirkenden sowie der gleichgültigen Gase kann in bekannter Weise auf elektrischem Wege ausgeführt werden, z.B. so, daß man dieselben durch einen oder an einem oder mehreren elektrischen Lichtbogen vorbeileitet, oder daß

man sie an mehr oder weniger die Elektrizität leitenden Körpern, welche durch einen durch sie hindurchgehenden elektrischen Strom erhitzt werden, vorbei- oder durch dieselben hindurchleitet.

Demgegenüber ist bei dem vorliegenden Umwandlungsverfahren die zur Anwendung gelangende Erhitzung dadurch gekennzeichnet, daß die durch Koks, Holzkohle oder

ίο andere mehr oder weniger leitende Kohlenarten geleiteten Gase mit ihrer höchsten Temperatur aus dem Ofen austreten.

Erreicht wird dies dadurch, daß, zum Unterschied von den bekannten Anordnungen dieser Art, der Kanal für die Ableitung der erhitzten Gase zwischen den beiden Elektroden, also im Wirkungsbereich des den Ofen durchfließenden elektrischen Stromes, angeordnet ist. Ein Vorteil der Anwendung eines aus billigen Kohlenarten bestehenden Erhitzungswiderstandes anstatt einer Erhitzung durch den elektrischen Lichtbogen liegt darin, daß dabei kein Aufwand an einer teueren Elektrodenmässe erforderlich ist. Ein großer Vorteil ist auch, daß bei wiederholtem Einleiten der für die Reduktion und das Schmelzen verwendeten Gase in den Erhitzungsofen die den Erhitzungswiderstand bildende Kohle die in den Gasen befindlichen Mengen Kohlensäure und Wasserdampf in Kohlenoxyd und Wasserstoffgas umsetzt. Auch werden minderwertige Generatorgase, welche größere Mengen Kohlensäure und Wasserdampf enthalten, aufgebessert, wenn man sie durch einen solchen Ofen hindurchleitet. Die Öfen müssen deshalb so eingerichtet sein, daß die als Erhitzungskörper dienende Kohle stetig erneuert werden kann.

Der Kohle werden am besten solche Stoffe zugesetzt, welche mit den in der Kohle enthaltenen anorganischen Stoffen, gegebenenfalls auch mit der Kohle selbst bei derjenigen Temperatur, auf welche die Kohle durch den Strom erhitzt wird, leichtflüssige Verbindüngen bilden, welche aus dem Ofen abgestochen werden können. Als solche Zusätze können Kieselsäure, Kalk, Alkalien usw. angeführt werden.

Für die Erhitzung der Gase kann bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren beispielsweise ein Ofen verwendet werden, dessen hauptsächlichste Teile auf der beiliegenden Zeichnung dargestellt sind.

Fig. ι zeigt einen senkrechten Längsschnitt des Ofens nach der Linie x-x in Fig. 2, Fig. 2 einen wagerechten Schnitt nach der lÄm&y-y in Fig. ι, Fig. 3 einen senkrechten Schnitt nach der Linie \-^ in Fig. 2 und Fig. 4 einen solchen, nach, der Linie u-u in Fig. 2.

A und A¹ sind die beiden Elektroden, welche zweckmäßig aus Eisen oder einem anderen geeigneten Metall bestehen. Dieselben befinden sich am besten bei der im Ofen entwickelten Temperatur in geschmolzenem Zustande, weil dann ein niedrigerer Übergangswiderstand nach der über ihnen liegenden Kohle erzielt wird.

Wenn der Ofenraum mit leitender Kohle gefüllt ist, wird durch diese eine leitende Verbindung zwischen den beiden Elektroden gebildet, und die unteren Teile der Kohlenmasse werden je nach der Größe der verfügbaren Spannung von stärkeren oder schwächeren elektrischen Strömen durchsetzt.

Die Kohlenmasse kann aus grob oder fein zerkleinerten Stücken bestehen, welche jedoch · nicht so klein sein .dürfen, daß sie die Gase nicht durchlassen. Die Gase werden durch die Rohre B und B¹ in den Ofen eingelassen, streichen durch die wärmsten Teile der Kohlenmasse in Richtung der Pfeile hindurch und werden sodann durch den Kanal C nach den Flammofen oder Schachtofen geführt, in welchen die Reduktion und das Schmelzen mit diesen erhitzten Gasen ausgeführt wird.

Wenn in den eingelassenen Gasen Kohlensäure oder Wasserdampf enthalten ist, so werden diese von der Kohle in Kohlenoxyd bezw. Wasserstoffgas umgewandelt. Die Aschenbestandteile der hierbei verbrauchten Kohle bilden mit den vorgenannten Zuschlagen bei der Temperatur des Ofens eine leichtflüssige Schlacke, welche sich oberhalb der Elektroden ansammelt und durch die Abstiche D und D¹ abgelassen wird.

Neue Kohle wird durch die Füllöfrnungen JF aufgegeben.

Claims

Patent-Anspruch :

Mit Koks, Holzkohle oder anderen mehr oder weniger leitenden Kohlenarten zu beschickender elektrischer Ofen zur Erhitzung von Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal für die Ableitung der erhitzten Gase zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist, so daß die an den Elektroden eingetretenen Gase mit der höchsten Temperatur austreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.