DE183876C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 183876 -KLASSE 40 a. GRUPPE

. WILLIAM KEMP und MERRILL P. FREEMAN in TUCSON, V. St. A.

sowie Verfahren zum Betriebe des Ofens.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Oktober 1905 ab.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Ofen zum Schmelzen von Erzen, insbesondere von Kupfer- und Eisenerzen, bei welchem der Schmelzraum wie gewöhnlich senkrecht unter dem Reduktionsraum angeordnet ist und das Erz und der Brennstoff jedoch getrennt aufgegeben werden. Die Erfindung besteht darin, daß der Brennstoff in unmittelbar neben dem Schmelzraum des Ofens liegende und mit diesem in offener Verbindung stehende Kammern eingeführt wird, und zwar in einer Weise, daß die Verbrennung des Brennstoffes nur in den Brennstöffkammern, jedoch in der ganzen Höhe dieser erfolgen kann. Hierdurch wird einerseits die unvorteilhafte Vermischung des Brennstoffes mit dem Erz verhindert, andererseits jedoch eine Verbrennung des Brennstoffes in unmittelbarer Berührung mit dem Erz und in der Schmelzzone des letzteren und somit eine große Brennstoffersparnis erzielt. Auch findet die Brennstoffzufuhr in leichter und wenig Kraft erfordernder Weise statt, da der Brennstoff in die Kammern nur lose eingeschüttet werden braucht.

Die beiliegende Zeichnung zeigt in
Fig. ι einen senkrechten Querschnitt und Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Ofen. Der Erzschacht 3 besteht aus einem kegelförmigen Wassermantel, wie in Fig. 1 angedeutet ist, und ist oben in der üblichen Weise offen. An dem Boden des Erzschachtes sind auf jeder Seite eine Reihe von Düsen 4 angebracht, welche durch Rohre 5 mit dem Windrohr 6 verbunden sind. Der Erzschacht endet nach unten in einen Schmelzraum und unmittelbar neben diesem erstrecken sich beiderseits die Brennstoff kammern 7 zweckmäßigerweise durch die ganze Länge des Ofens. Die Kammern 7 werden von den Wassermänteln 8, 9 umgeben. Eine Reihe Düsen 10 endigt in den Wassermantel 8, um den Brennstoffkammern 7 an einer Anzahl von Punkten Luft zuzuführen. Die Düsen 10 werden durch Luftrohre 11 gespeist, welche unmittelbar mit dem Windrohr 6 in Verbindung stehen. Trichter 12 mit Rinnen 13 sind vorgesehen, welche schräg nach unten zu den Fördervorrichtungen 14 führen, welche mit Schnecken 15 versehen sind. Jede der röhrenförmigen Fördervorrichtungen 14 bildet eine Leitung, welche die Kohle von der Rinne 13 fortführt und in den Brennstoffkammern 7 verteilt. Eine Anzahl Zweigleitungen 16 sind mit den Leitungen 14 verbunden und über die ganze Länge des Ofens <a in gleichen Abständen verteilt. Jede Zweigleitung 16 ist durch ein verhältnismäßig kleines Luftrohr 17 mit einem der Luftrohre 11 verbunden. Mittels Schieberventilen 18, 19 können die Rohre 5 bezw. 11 nach Belieben geöffnet und geschlossen werden. Der Metallbehälter ist bei 20 gezeichnet; an jeder Seite sind Wandungen 21 aus feuer-

fester Masse vorgesehen, welche vorteilhaft sehr stark, wie gezeichnet, gehalten sind.

Diese Wandungen dienen zum Tragen des Brennstoffes und bilden somit die Böden der entsprechenden Brennstoffkammern 7. Die Träger 22 und die anderen dargestellten Teile sind von gewöhnlicher Bauart. Das Erz ist bei 23 und der Brennstoff bei 24 gezeichnet.

Der Ofen wird vorteilhaft in folgender Weise in Betrieb gesetzt:

In die Schmelzkammer wird zunächst Holz gelegt und angezündet. Darauf wird durch die Zweigleitungen 16 in der vorhin beschriebenen Weise Kohle dem brennenden Holz zugeführt und Wind durch die Düsen

10 so lange geblasen, bis eine weißglühende Masse in den Brennstoffkammern erzeugt ist. Jetzt wird dem oberen Ende des Erzschachtes 3 das zu behandelnde Erz in gewöhnlicher Weise zugeführt. Enthält das Erz Schwefel oder brennbare Verbindungen von diesem, so werden die Ventile 18 in entsprechendem Maße offen gelassen. Wenn dagegen das Erz keinen Schwefel enthält, werden die Ventile 18 für gewöhnlich geschlossen. Sobald die Schneckenförderer 15 in Betrieb sind, wird die Kohle stetig von dem Trichter 12 durch die Rinnen 13 und durch die verschiedenen Zweigleitungen 16 geführt, so daß die Brennstoffkammern 7 gefüllt werden. Die Kohle stapelt sich nicht in den Zweigleitungen 16 auf, sondern fällt auf die Wandungen 21 nieder und häuft sich dort vorzugsweise bis zu einer Ebene auf,

die etwas unter den Enden der Zweigleitungen sich befindet. Mittlerweile wird das Erz 23 nach abwärts geführt und zwischen die Brennstoffmassen 24 eingelassen und ist somit in wirksamer Berührung mit diesen, wird aber nicht damit vermischt, d. h. die Erzmasse als Ganzes ist stets getrennt von der Brennstoffmasse. Wenn der Brennstoff verbrannt ist, wird neuer Brennstoff durch die Zweigleitungen 16 zugeführt, wobei die Zuführung so geregelt wird, daß die Zweigleitungen 16 immer von Brennstoff freigehalten werden. Luft wird durch die Rohre

11 dem Brennstoff zugeführt, und wenn der Ofen in Wirksamkeit ist, bleiben die Ventile 19 stets mehr oder weniger offen. Die Luftrohre 17 sind stets offen und dienen nicht nur dazu, eine Luftbewegung durch die ' Zweigleitungen 16 und nach abwärts einen Luftstrom, welcher dem Brennstoff in die Brennstoffkammern folgt, aufrecht zu erhalten, wodurch die Verbrennung des Brennstoffes während seines Durchganges durch die Zweigleitungen 16 verhindert wird, sondern auch dazu, den Brennstoff 24 mit Luft zu versehen. Dem Brennstoff 24 wird auf diese Weise ein von unten nach aufwärts ' gehender und ein von oben nach unten gehender Luftstrom zugeführt. Falls die Erze schwefelhaltig sind und der Luftstrom, der durch die Düsen 4 geht, zugelassen wird kommt die Luft unmittelbar mit. dem Schwefel und Eisen in dem erhitzten Erz, welches Schwefeloxydgase und Eisenoxyd bildet, in Berührung und erzeugt auf diese Weise Schmelzhitze. Auf diese Weise wird ein großer Vorteil erzielt, weil die schädlichen Stoffe aus dem Erz ausgetrieben werden und die Notwendigkeit des Röstens vermieden wird; außerdem dienen die Gase selbst wirksam als Brennstoff, wodurch der Verbrauch an Kohle vermindert wird. Es wird bemerkt, daß die Brennstoffkammern 7 verhältnismäßig groß sind. Eine jede dieser Brennstoffkammern hat annähernd die Gestalt eines großen Feuerraumes. Eine verhältnismäßig große Kohlensäule wird auf diese Weise veranlaßt, in unmittelbare Berührung mit dem Erzkörper zu brennen; dabei ist keine Gefahr vorhanden, daß ein Teil der Kohle entzündet wird, bevor sie tatsächlich in die Brennstoffkammer eingetreten ist. Sie müßte eigentlich so abgegrenzt werden, daß die Kohle von der Förderschnecke 15 lose auf den Boden der Brennstoffkammern oder in eine Ebene fällt, bis zu welcher der Brennstoff in der Kammer eingefüllt werden kann. Es ist natürlich unmöglich für die Kohle, ob sie in großen Klumpen oder in anderer Form sich befindet, sich während des Herabfallens auf diese kurze Entfernung zu entzünden, so lange als die Luftröhre 17 einen starken Strom kalter Luft auf jedes besondere Kohlenstück bei seinem Fallen aufblasen. Es wird vorgezogen, die Kohle beim Herunterfallen lose zuzuführen, wie oben erwähnt ist, jedoch wird die Erfindung nicht auf diese Zuführungsart beschränkt, da es manchmal wünschenswert sein kann, die Kohle nach abwärts dem Brennstoff in zusammenhängender Form von den Leitungen 14 zuzuführen; dies kann geschehen, vorausgesetzt, daß der durch die Zweigleitungen 16 nach abwärts gehende Zug mit genügender Kraft aufrechter erhalten wird, um eine Verbrennung in jenen Leitungen zu verhindern, wobei die Verwendung dieses Abwärtszuges ein wesentliches Merkmal der Erfindung aus dem Grunde bildet, weil dadurch ein aufwärts gehender Zug durch die Zweigleitungen und damit die Verbrennung des Brennstoffes in ihnen verhindert wird. Um die Zuführung von Kohle zu unterbrechen, wenn die Brennstoffkammern voll sind, wird die Drehung der Förderschnecke 15 einfach unterbrochen. Der zwischen den Brennstoffkammern 7 liegende Raum bildet die Schmelzkammer. Einer der Hauptzwecke der Erfindung be-

steht nun darin, das Erz der Mitte der Schmelzkammer zuzuführen und feste Kohle, frei von Verbrennung, in unmittelbarer Berührung mit dem Erzkörper, ohne sich mit letzterem zu mischen, zu bringen, so daß die Kohle erst, nachdem sie an Ort und Stelle gebracht ist, entzündet wird.

Es ist ersichtlich, daß der Ofen im Vergleich mit anderen öfen eine große Anzahl

ίο von Vorteilen besitzt. So z. B. kann ein Sulfiderz, welches irgendeinen Prozentsatz Schwefel enthält, durch Verbrauch einer verhältnismäßig kleinen Menge Kohle geschmolzen werden. Wenn ein Erz keinen Schwefel enthält, kann es mit geringeren Kosten in diesem Ofen geschmolzen werden als in anderen öfen, und zwar aus dem Grunde, weil der verwendete Brennstoff erst in der Schmelzzone aufgezehrt wird. In den meisten der

gewöhnlichen öfen findet eine beträchtliche Verschwendung statt, welche verschuldet wird durch die Tatsache, daß ein großer Prozentsatz der Hitze verloren wird in Form von unverbranntem Kohlenoxyd, welches durch den Erzkörper hindurchgeht und aus dem oberen Ende des Ofens entweicht. Bei vorliegendem Ofen kann kein Kohlenoxyd entweichen, da keines über der Schmelzzone gebildet wird. ■ ·· '

Es sind bereits früher Öfen konstruiert worden, bei welchen der Versuch gemacht ist, das Erz und den Brennstoff unabhängig und stetig zuzuführen. Bei vorliegendem Ofen findet noch mehr wie dieses statt, und zwar dadurch, daß während der stetigen Zuführung des Brennstdffes zu dem Erz die vorzeitige Verbrennung des so zugeführten Brennstoffes verhindert wird.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Hochöfen, bei welchem der Schmelzraum senkrecht unter dem Reduktionsraum angeordnet ist und das Erz und der Brennstoff getrennt aufgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß für den Brennstoff unmittelbar neben dem Schmelzraum des Erzschachtes gelegene und mit diesem in ihrer ganzen Höhe in offener Verbindung stehende Kammern (7) vorgesehen sind, so daß die Verbrennung des Brennstoffes nur in den Brennstoffkammern (7), jedoch in der ganzen Höhe der letzteren erfolgen kann.

2. Verfahren zum Betriebe des Hochofens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff von oben zugleich mit einem Luftstrom, dessen Kraft derjenigen des durch die Rohre-(io) in die Brennstoffkammern eingeführten Luftstromes gleich ist, in die Brennstoffkammern eingeführt wird, zum Zweck, ein Entzünden des Brennstoffes vor Eintritt in' die Brennstoffkammern zu verhindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.