DE178183C

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Publication number: DE178183C
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Description

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PATENTSCHRIFT

Vi 178183 KLASSE 18.«. GRUPPE 18.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. März 1904 ab.

Die den Gegenstand der Erfindung bildende Ofcnanlage ist hauptsächlich dazu bestimmt, ■schmiedbares Eisen (Schweißeisen· oder Flußeisen) aus den Magneteisensanden herzustellen, welche in Neu-Seeland und anderen Lagerstätten gefunden werden. Die Erfindung ist jedoch auch anwendbar zur Verarbeitung anderer Eisenerze, wofern diese durch Zerkleinern und Mahlen in den Zustand feiner Ver-

teilung gebracht und dann erforderlichenfalls durch Aufbereitung und Abscheidung von Kieselerde und anderen nachteiligen Gangarten weiter behandelt worden sind.

Oai feinverteilte Erz wird in einer Ofen-

anlage behandelt, die aus drei voneinander getrennten und unterschiedenen Kammern besteht, in welche das Erz in ununterbrochenem Strom eingeführt wird. In der ersten Kammer geht das Erz vom Einlaß zum Auslaß ent-

ao weder unter der Wirkung der Schwerkraft oder durch mechanische Hilfsmittel und wird dabei durch Berührung mit den überschüssigen Gasen, oder den Abgasen der nachfolgenden Operationen zur Rotglut erhitzt. Das Erz

wird dann durch die Schwerkraft noch immer in ununterbrochenem Strom durch eine mit Schieber versehene öffnung hindurchgeführt, wekhe den übermäßigen Zutritt von Gas aus der zweiten Kammer in die erste Kammer

verhindert, und wird dann entweder durch die Schwerkraft oder durch mechanische Hilfsmittel durch die zweite Kammer hindurchgeführt, in welcher es der Einwirkung eines reduzierenden Gasstromes unterworfen wird. Hierdurch wird es in Metallteilchen umgcwandelt, welche dann durch Schwerkraft und praktisch ohne Wärmeverlust in die dritte oder Schmelzkammer gelangen. Auch zwischen Reduktions- und Schmelzkammer sind Schieber angebracht, um den Gang der Metallteilchen und die Bewegung der Gase zu regeln, so daß die Wiederoxydation beim Eintritt in den Schmelzraum verhindert ist.

Das Verfahren kann in einem senkrechten gemauerten Turm oder Schacht ausgeführt werden, der eine Reihe übereinander liegender, ungefähr unter 45⁰ nach unten gerichteter Prellwände trägt. Ungefähr in der Mitte zwischen dem oberen und dem unteren Ende des Turmes ist ein regelbarer Lufteintritt angebracht. Am unteren Ende des Turmes ist ein Einlaß für reduzierende Gase, beispielsweise für Kohlenoxyd oder Kphlenwasserstoffgase, angebracht, deren Zutritt gleichfalls geregelt werden kann. Der Turm steht auf Säulen und steht über den Gaserzeugern und einem Flammofen. Der Turm besitzt unten an einer Seite einen Übergang, der zu einem Flammofen führt. In diesem Übergang ist der Schieber angebracht, der den Durchlauf des reduzierten Erzes aus dem Turm zum Flammofen regelt. Der Eingang zu dem Flammofen kann mittels eines Scha^- motteschiebers geschlossen werden. Der

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Flammofen wirrt mit Generatorgas geheizt. An der Seite des Turmes befindet sich ein Becherweik, um das zu behandelnde Erz der Ofengicht zuzuführen,

An Stelle der Prellwände kann man auch ein Schüttelsieb an der Ofengicht anbringen, welches an einer die Ofengicht abschließenden Eisenplatte angehängt ist und durch die Becherwerkwelle in Bewegung gesetzt wird. Eine ίο Öffnung zum Einführen des Erzes aus dem Becherwerk zur Ofengicht ist angebracht, und unter dem Schüttelsieb befindet sich eine Öffnung an einer Seite, die zu einem Schornstein führt. .

t5 Wenn die Höhe des Turmes verringert werden soll, so kann man die Röstkammer und gegebenenfalls auch die Reduzierkaromer durch drehbare Retorten ersetzen, welche zweckmäßig ungefähr um 3° gegen die Wagerechte geneigt sind und an dem unteren Ende eine Verbindung mit der folgenden Kammer haben.

Es sind bereits früher Versuche gemacht worden, um Eisen unmittelbar aus Eisenerz durch Rösten und Reduktion mit Gasen und nachfolgende Schmelzung in getrennten Kammern herzustellen, aber die bisher vorgeschlagenen Einrichtungen zu diesem Zweck waren für den Großbetrieb nicht geeignet, So weil die Erze durch Handarbeit aus einer Kammer in die andere übergeführt werden mußten. Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bewegung der Erze durch die Schwerkraft oder durch mechanische Mittel unter Anwendung von Schiebern zur Regelung des Ganges. Diese Schieber verhindern gleichzeitig den Übertritt der Gase aus einer Kammer in die andere, soweit dies nicht gewünscht wird. .
In den Zeichnungen ist

Fig. ι ein senkrechter Schnitt einer Einrichtung zur Ausführung -des Verfahrens, bei welcher dasselbe in einem senkrechten Turm durchgeführt wird.

Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch den Oberteil des etwas abgeänderten Turmes.

Fig. 3 ist ein Grundriß zu Fig. 1.

Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt einer abgeänderten Ausführungsform mit ümlaufender Röstkammer.

Fig; 5 ist ein Querschnitt der Röstkammer,

Fig. 6 ein Grundriß zu Fig. 4.

Fig. 7 ist ein senkrechter Schnitt einer Einrichtung, mit zwei umlaufenden Kammern. Fig. 8 ist ein Querschnitt der in Fig. 7 angewendeten Kammern,

Fig. 9 ein Grundriß zu Fig. 7.

Der senkrechte, aus Mauerwerk bestehende

Turm A besitzt in Fig. 1 viereckigen Quer-

schnitt, ist mit einem Eisenmantel versehen

und wird von vier Säulen B getragen. Im Inneren des Turmes sind die übereinander liegenden, unter 45° geneigten Prellflächen C angeordnet, welche abwechselnd an der einen oder anderen Seite liegen. Ein Ringkanal D umgibt den Turm Ά ungefähr in der Mitte, der durch einen Schlitz D¹ mit Schieber D* mit der Außenluft und durch, öffnungen D³ mit dem Inneren des Turmes in Verbindung steht. E ist ein Rohr, welches dazu dient, aus dem oberen Ende des unteren T^eü^es /1? des Turmes, der Reduktionskammer, überschüssige Gasmengen abzusaugen, welche im oberen Teil der Röstkammer Λ¹ nicht gebraucht werden. Das Rohr ist mit einem Regulierventil E¹ versehen und steht mit dem Flammofen H in Verbindung. . Ein mittels eines Handrades F¹ verstellbarer Schieber F regelt den Übertritt von Gas und Erz zwischen den beiden Kammern. Eine geneigte Überleitung G führt das reduzierte Erz vom unteren Teil des Turmes A zum oberen Teil eines Siemensofens H oder anderen geeigneten Regerierativflammofens und ist mit einem Schieber / verschließbar', welcher gestattet, den Durchfluß des reduzierten Erzes zu unterbrechen, bis eine für den Einsatz genügende Erzmenge sich angesammelt hat. Dieser Schieber kann mittels eines Handrades /^l eingestellt, werden. Durch das Rohr J wird das Gas aus den nicht gezeichneten Gaserzeugern zugeführt. -K ist ein Schamotteschieber, der die öffnung des Gasofens Ή abzuschließen gestattet und mittels des Handgriffes K¹ Verstellt werden kann. Ein Becherwerk L hebt das Erz zu einem Rumpf L¹ an der Ofengicht. Ein Schieber M an der Deckplatte der Ofengicht regelt den Zug und verhindert den Eintritt von Luft oben zum Turm. Dieser Verschluß kann in jeder beliebigen. geeigneten Weise eingestellt werden.

An Stelle der in dieser Ausführungsform dargestellten inneren Prellflächen C kann man, wie in Fig. 2 dargestellt, einen im oberen Teil des Turmes aufgehängten Rätter JV anwenden, der mittels eines Riemens N¹ von der Welle des Becherwerkes seine Bewegung erhält. Durch einen Kanal 0 treten die Verbrennungsgase aus der Röstkammer A^x zu einem Abzugskanal O¹ an der Seite des no Turmes, welcher mit einem Zugregelventil O² versehen ist, das mittels Hebel O³ und Seil O* geöffnet oder geschlossen werden kann.

Wenn die Ausführungsform nach Fig. 1 benutzt wird, so gestaltet sich die Durchführung des Verfahrens wie folgt. Der Siemensofen wird" zuerst wie üblich bei Abschluß des Schamotteschiebers K erhitzt, und gleichzeitig wird ein reduzierendes Gas, beispielsweise Kohlenoxyd oder Kohlenwasserstoffgas, durch iao Rohr J in den Kanal G eingelassen, der zum unteren Teil des Turmes A führt. Das Gas

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steigt im turm auf, ein Teil wird durch das Rohr E abgesaugt, und der Rest entzündet sich beim Zusammentreffen mit der durch Schlitz D' und Löcher D³ eintretenden Verbrcnnungsluft, so daß der obere Teil A¹ des Turmes erhitzt wird. Das aufbereitete Erz wird durch das Becherwerk L der Gicht des Turmes A zugeführt und fällt auf die oberste Prellfläche C und von da von Fläche zu ίο Fläche herunter, wobei jedes Teilchen der Hitze ausgesetzt wird. Wenn das Erz die Lufteinlaßöffnungen /)³ erreicht hat, ist es rotglühend geworden. Beim weiteren Abwärtsgang im Turm durchfällt das Erz den reduzierenden Gasstrom in der Reduktionskammer A², und sobald es den Kanal G erreicht hat, ist es vollständig von Sauerstoff befreit und zu feinen Teilchen metallischen Eisens reduziert. Sobald sieh "eine Charge im Kanal G angesammelt hat, wird die Gaszufuhr zum Ofen H unterbrochen; dann werden die Schieber / und K geöffnet, und das reduzierte Erz tritt in den Ofen H, wo es geschmolzen und zu einer Luppe zusammengeschweißt oder aber in üblicher Weise in Stahl umgewandelt wird.

Bei der Anwendung der Ausführung in Fig. 2 fällt das Erz aus dem Rätter N regenartig im Turm herunter, wird jedoch im übrigen in der gleichen Weise behandelt, mit der Ausnahme, daß die Verbrennungsgase durch den Kanal O¹ und nicht durch die Gicht des Turmes A entweichen.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Teil des Turmes, der in Fig. ι die Röstkammer bildet, weggelassen ist, wodurch die Turmhöhe sich erheblich vermindert. Die Röstkämmer wird durch einen umlaufenden Zylinder A 'gebildet, wel-4<> eher -zweckmäßig unter ungefähr 8o° gegen den Turm geneigt ist und unmittelbar über den Lufteinlässen D³ mit dem Turm in Verbindung steht. Der Zylinder wird von Rollen P drehbar unterstützt und dur.ch Winkeleisenringe P¹ in seiner richtigen Stellung.erhalten, damit er nicht zu nahe an den Turm heranrückt. Im Inneren des Zylinders verlaufende Längsrippen Q halten das Erz in Bewegung und mischen es mit den Gasen, so daß jedes Erzteilchen der Hitze der Kammer vollständig ausgesetzt wird.

Die Verfahrensweise bei der Benutzung dieser Ausführungsform ist dieselbe wie bei^: der oben beschriebenen, mit der Ausnahme, daß das Erz vom Förderwerk L in den Zylinder^!¹ eingeführt wird und in den Turm A erst unmittelbar über den Lufteinlässen D^a eintritt.

. Bei der Ausführungsform nach Fig. y, 8

und 9 sind zwei umlaufende zylindrische

Kammern vorhanden, welche ungefähr unter

ΌΒ ί$3 einem Winkel von io° geneigt sind, und von welchen die eine Kammer, die Röstkammer, holier liegt als die andere, die Reduktionskanimer. Das untere Ende der ersteren ist mit dem oberen Ende der letzteren durch einen Kanal R verbunden, durch den das Erz infolge der Schwerkraft hindurchgeht. Die untere Kammer A² ist am unteren Ende mit dem Siemensofen H verbunden. Auch hier werden die Kammern A¹ und A* von Rollenlagern P und Winkeleisenlauf ringen P¹ getragen. Die Lufteinlässe D⁸ sind ungefähr in der Mitte des Kanales R angeordnet und ebenso eingerichtet wie bei Fig. 1. J ist das Rohr zum Einleiten des Gases in die ReduktionsUammer und E das Rohr, aus welchem überschüssiges Gas aus der Reduktionskammer abgeleitet und in den Ofen H geführt werden kann. Auch hier ist dieses Rohr mit einem Regulierventil E¹ versehen (s. Fig. 9). S ist eine Stange, die mit einer Abschlußplatte S¹ ' versehen ist und dazu dient, den Ausgang des Reduktionszylinders mehr oder weniger zu schließen, um den Erz- und Gasübertritt zu regeln. S² ist eine öffnung in dieser Platte, durch welche Erz aus dem Kanal R zur Reduktionskammer A² . übertreten kann. Die Platte S¹ wird mittels eines Handrades 5³ ' bewegt. In der Mitte der Platte S¹, gegenüber der Mündung des Rohres E, ist eine Anzahl nicht dargestellter Öffnurlgen angebracht, welche den Übertritt des Gases zum Rohr E gestatten, wenn die Platte S¹ den ·' ' Ausgang zum Kanal R vollständig verschlossen hat.

G ist ein mit der Reduktionskammer A² zusammenhängender Kanal, welcher zum unteren Ende der Reduktionskammer führt und mit diesem umläuft; G¹ ist ein anderer Kanal, der mit dem oberen Teil des Ofens H in Verbindung steht. Wenn diese beiden Kanäle G, G' senkrecht übereinander liegen, können die Schieber / und K geöffnet werden, um die in A² angesammelte Beschickung in den 105 Ofen H überzuführen. Q sind die Rippen im Inneren der umlaufenden Kammern wie bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und $. L ist das Förderwerk und L¹ der Rumpf, durch welchen das obere Ende der Rostkammer mit Erz beschickt wird. Um den Eintritt von Luft zur Kammer ^¹ zu verhindern und den Zug zu regeln, dient ein kreisförmiger Schieber Γ am Ende einer Stange Γ¹, welcher durch Drehen des Handrades F² die öffnung Γ³ zum Kamin T* zu öffnen und zu schließen gestattet.

Auch bei dieser Ausführungsform wird das Verfahren in ähnlicher Weise durchgeführt, indem zuerst der Ofen H erhitzt und durch iao Rohr J reduzierendes Gas in die Reduktionskammer A² eingeführt wird, während gleich-

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zeitig der Zutritt von Luft zum Kanal R bewirkt wird. In letzterem findet die Verbrennung des Gases statt, und die sich dabei entwickelnde Hitze wirkt in der Kammer A¹ und erhitzt diese. Sowohl die Kammer A¹ als die Kammer A^% wird dann in Drehung versetzt, worauf das Erz der oberen öffnung der Kammer A¹ zugeleitet wird. In dieser Kammer erfolgt die Röstung und in der

ίο Kammer A- die Reduktion des Erzes. Sobald sich eine bestimmte Menge reduzierten Erzes angesammelt hat, wird die Drehung der Kammer unterbrochen, desgleichen die Luftzufuhr zum Ofen und die Beschickung nach

öffnen der Schieber /, K in den Ofen H übergeführt und hier wie bereits beschrieben weiter verarbeitet.

Die Kammer A¹ kann anstatt durch Ver-

brennung des reduzierenden Gases aus der Kammer Ä^z auch auf andere Weise erhitzt 20 werden.

Patent-A νSPRuch:

Ofenanlage zur Erzeugung von schmiedbarem Eisen unmittelbar aus feinkörnigem Eisenerz durch nacheinander folgendes Behandeln der Erze in einem Rost- oder Vorwärm-, einem Reduktions- und einem Schmelzraum mit reduzierenden Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Ofenräumen Schieber vorgesehen sind, um sowohl den Gang der mittels der Schwerkraft oder mechanischer Hilfsmittel bewegten Erze als auch die Bewegung der Gase durch die einzelnen Ofenabteilungen regeln zu können.

Hierzu \ Blatt Zeichnungen.