DE2125C - Apparat zur Umwandlung von Eisenerzen oder von Roheisen in Flufseisen und das mit Hülfe dieser Apparate ausgeführte Verfahren - Google Patents

Description

1S77.

Klasse 18.

M. J. HAMILTON in ST. LOUIS.

Apparat zur Umwandlung von Eisenerzen oder von Roheisen in Flurseisen und das mit Hülfe

dieses Apparates ausgeführte Verfahren.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 9. December 1877 ab.

Zweck der Erfindung ist, das Feld der Stahlfabrikation dadurch zu erweitern, dafs auch geringes Roheisen und solche reiche Eisenerze verarbeitet werden, welche bisher, ihres grofsen Phosphor- und Schwefelgehaltes halber keine Verwendung finden konnten. Die Erfindung bedingt ferner eine Verringerung der Herstellungskosten dadurch, dafs an Stelle des kostspieligen indirecten Verfahrens ein billiges directes tritt.

Fig. ι der beiliegenden Zeichnung ist ein senkrechter Schnitt durch den Converter mit äufserem Mantel und einer Fütterung von dem feuerbeständigsten Material, das zu haben ist.

Fig. 2 ist eine untere Ansicht des Converters.

Dieser Converter ist mit hohlen Drehzapfen i?¹ und B''- versehen, welche in geeigneten Lagern liegen.

Der hohle Zapfen J5^l verbindet durch die Röhren K und Q das ringförmige Rohr Z mit dem später zu beschreibenden Gasreiniger, während der andere Hohlzapfen B^% durch die Röhren R und S die Verbindung zwischen dem ringförmigen Rohr Y mit dem Luft-Gebläse herstellt.

Das untere Ende der Röhre 6" schliefst dicht in den oberen Arm des Knierohres X, kann sich jedoch in demselben verschieben, während der untere Arm des Rohres X mit dem Rohre Y fest verbunden ist. In gleicher Weise ist das untere Ende der Röhre Q mit dem Knierohr W beweglich verbunden, und das untere Ende -des letzteren an das Rohr Z befestigt. Die Röhren K und R sind mit Hähnen oder Ventilen W¹ und W- versehen, und diese werden am besten durch Wasserkraft in der später zu beschreibenden Weise geöffnet und geschlossen.

Eine Reihe von Zweigröhren α α leitet die Gebläseluft von der Röhre Y in Kammern c c, während eine andere Reihe Zweigröhren b b die Gase von dem Rohre Z in dieselbe Kammer führt. Diese Kammern sitzen in Büchsen c', welche in der Platte χ am Boden des Converters gut befestigt sind. Die Büchsen sind über der Platte nach Art eines abgestumpften Kegels nach oben erweitert und bilden Sockel, in welchen die Düsen d gasdicht befestigt sind. Die Platte χ ist durch radiale Rippen versteift und bildet die Decke der Kammer P, in welcher die Röhren Y und Z befestigt sind.

Der Raum zwischen der Platte χ und dem Boden des Converters ist mit plastischem Thon oder anderem geeigneten Stoffe ausgefüllt, so dafs die Verbindung der Düsen mit ihren Sockeln vollständig dicht bleibt. Dies bewerkstelligt man. Indem man den Raum zwischen den Sockeln mit dem plastischen Material ausfüllt, so zwar, dafs letzteres noch etwas darüber hinaussteht. Indem man alsdann die Kammer P durch hydraulischen Druck an ihre Stelle prefst, wird das plastische Material in jede Spalte hineingetrieben. Man kann auch die Kammer P zuerst an ihre Stelle bringen und dann das plastische Material mit Maschinen, ähnlich denen zur Herstellung von Thonröhren, durch seitlich angebrachte Löcher über die Platte χ treiben. Die Röhren α und b sind an die Rohrstutzen a' und b' angeschraubt und in der gleichen Weise mit den Büchsen c verbunden. Sie sind mit Oeffnungen a'² und b'² versehen. Diese Oeffnungen sind durch Schrauben verschlossen und dienen dazu, alle Theile, welche in die Röhren a und b gelangt sind und sich wegen ihrer Gröfse nicht durch die Düsen blasen lassen, von Zeit zu Zeit zu entfernen. Wenn die Düsen erneuert werden, mufs man diese Oeffnungen so lange offen halten, bis die Kammer P fest an ihrer Stelle sitzt, dann erst werden die Verschlufsschrauben fest angeschraubt. Der Kohlenstoffbehälter M besteht.aus einem beliebig geformten gasdichten Gefäfse, dessen unteres Ende aber, wie in der Zeichnung dargestellt, schief zulaufen mufs und in ein Rohr ausmündet, welches mit dem Hahn t versehen ist. Dieses Rohr hat eine leicht konisch sich erweiternde Mündung, welche sich in der Richtung des Gebläsestromes in das Gebläserohr öffnet, so dafs der Strom des vorbeiziehenden Gases an dem offenen Ende υ desselben ein theilweises Vacuum erzeugt. N ist ein Rohr, welches das Gas-Gebläserohr K mit dem oberen Theile des Kohlenstoffbehälters M verbindet und in ein durchlöchertes Mundstück JV¹ endigt. S ist ein Hahn, welcher im Bedürfnifsfalle die Verbindung zwischen dem Rohr K und dem Behälter M absperrt, während der Hahn t dazu dient, den

Abzug des gepulverten Kohlenstoffes zu reguliren. Auf der anderen Seite des Converters und in Verbindung mit dem Gebläseluftrohr R befindet sich ein in ganz gleicher Weise eingerichteter und angeordneter Flufsmittel- Behälter S\

Es ist nicht nöthig, dafs diese Behälter sich genau in der Lage befinden, wie auf der Zeichnung angegeben, doch mufs die konische Oeffnung ν jedenfalls in der Richtung des Gebläse-Stromes liegen. Der Converter kann für später anzugebende Zwecke um seine Axe gedreht werden.

Der stationäre Converter ist in den Fig. 3 bis 8 dargestellt.

Fig. 3 ist ein verticaler Längsschnitt;

Fig. 4 eine Seitenansicht;

Fig. 5 ein senkrechter Querschnitt;

Fig. 6 eine Endansicht;

Fig. 7 und 8 sind Detailansichten in gröfserem Maafsstabe.

Es ist nur nöthig, diejenigen Theile ins Auge zu fassen, welche sich von denen des beweglichen Converters unterscheiden. Diejenigen Theile, welche in beiden Convertern gleich sind, haben dieselbe Buchstabenbezeichnung.

Der feststehende Converter O¹ hat die in Fig. 5 gezeichnete Form. Der äufsere Mantel desselben besteht aus schmiedeisernen Platten, welche im Innern mit Rippen p aus doppelt T-Eisen versehen sind. Diese Rippen dienen der zwischen denselben eingerammten Fütterung als Halt. Eine Düsenbüchse

aus Schmiedeisen

ist durch angenietete Winkeleisen mit dem Mantel verbunden.

Der Deckel χ der Düsenbüchse, in welchem die Büchsen c¹ der Kammern c gut befestigt sind, schliefst dicht aber beweglich in die Düsenbüchse x' und wird durch die Schrauben χ ³ (Fig. 7) und die Querstäbe x~ an seiner Stelle gehalten. Diese Querstäbe stecken in Löchern in den Verlängerungen der oberen und unteren Seite der Düsenbüchse. Der Raum zwischen dem Deckel χ und der Seite des Converters ist mit plastischem Thon oder anderem abdichtenden Stoffe ausgefüllt, so dafs die Düsen gasdicht mit den Sockeln, in welchen sie sich befinden, verbunden sind.

Die Röhren Y und Z ruhen auf Armen, welche, wie aus Fig. 6 ersichtlich, an dem Mantel befestigt sind. Die Keile, welche die Rohre auf den Armen festhalten, sind derart angeordnet, dafs diese Rohre im Bedürfnifsfalle leicht weggenommen werden können. Die Rohre Y und Z können mit den Büchsen c derart verbunden sein, dafs der Deckel χ weggenommen werden kann, ohne dafs dieselben in Unordnung gerathen, wobei man das Rohr, welches die Zweigröhren α und b mit den Kammern c verbindet, aus zwei Theilen macht und diese Theile über dem Niveau der Düsenbüchse durch eine Muffe miteinander verbindet.

Die Enden der Röhren Y und Z₁ welche mit den Gebläseröhren in Verbindung stehen, sind im rechten Winkel zu diesen gebogen und derart angeordnet, dafs sie dicht in die kurzen Röhren X und W schliefsen, aber frei in denselben gleiten können. Diese kurzen Röhren sind fest mit dem Converter verbunden. Wenn der Converter grofs ist, so wird derselbe mit zwei Stichlöchern c^l c* versehen.

Die Nasen <r² leiten das geschmolzene Eisen oder den geschmolzenen Stahl in die Giefskellen. Die Düsen sitzen derart in den Seiten des Converters, dafs sich immer eine Düse auf der einen Seite dem Zwischenräume zwischen zwei Düsen auf der anderen Seite gegenüber befindet; dieselben sitzen sämmtlich einige Zoll über dem Boden, welcher, wie aus Fig. 3 ersichtlich, von der Mitte nach beiden Seiten schräg abfällt, damit die Schlacke nach dem Abstiche des Metalles leicht abfliefsen kann und nichts von derselben von einer Operation zu der anderen in dem Ofen zurückbleibt.

Die Gase entweichen aus dem Converter durch eine Oeffnung g in die freie Luft oder in eine Kammer, in welcher das Erz oder die Gebläseluft vorgewärmt werden kann, g * g¹ sind Oeffnungen, durch welche der Converter beschickt wird. Diese Oeffnungen sind mit feuerfesten Stopfen e' verschlossen, welche vor Einlassen der Gebläseluft gut befestigt und abgedichtet werden. Die Stopfen sind mit einem Gegengewichte und einem Hebel versehen, welcher sowohl eine verticale, als auch eine horizontale Bewegung hat, so dafs dieselben ohne Schwierigkeit weggenommen und in eine andere Lage gebracht werden können, in welcher sie das Beschicken nicht hindern. Wenn sie auf ihrem Platze sind, werden sie durch eine Klammer und Keile, ähnlich den zum Verschliefsen der Retortendeckel in Gaswerken gebräuchlichen, befestigt. Für das Beschicken kann man sich eines Trichters g* bedienen, welcher eine Schädigung der Fütterung vermeidet.

Der in Fig. 9 und 10 dargestellte bewegliche Converter C?² mit seitlich angebrachten Düsen hat seine Vorzüge vor den oben beschriebenen. Aehnlich diesen besteht der Mantel aus schmiedeisernen Platten und ist im Innern mit feuerfestem Material ausgefüttert, das zwischen die inneren Rippen aus doppelt T-Eisen eingerammt ist.

Der Converter ist mit zwei gufseisernen Ringen q q versehen, welche an dem Mantel befestigt und durch radiale Arme mit inneren Ringen q" verbunden sind.

An diesen inneren Ringen sind die Zahnräder q³ befestigt, durch welche der Converter seine Bewegung erhält.

Die äufseren Ringe ruhen auf den Antifrictionsrollen /⁴, welche auf geigneten Supporten angebracht sind.

Die Röhren Q und S sind an dem Mantel des Converters befestigt, ebenso die Röhren X und W, in welchen die Knieröhren Y und Z gleiten können. An die äufseren Enden der

Röhren Q und S sind mit Bolzen die kurzen leicht konischen Röhren befestigt, in welchen die Ellbogen der Röhren K und R stecken. Diese kurzen konischen Röhren müssen sehr sorgfältig centrirt sein, so dafs, wenn der Converter sich um seine Drehungsaxe bewegt, die Fugen zwischen diesen Röhren und den Röhren K und R gasdicht bleiben. Alle übrigen Theile bleiben dieselben, wie bei den früher beschriebenen Convertern und bedürfen keiner Beschreibung, da dieselben Buchstaben ähnliche Theile in den verschiedenen Convertern bezeichnen.

Der Apparat, welcher dazu dient, die Ventile in den Röhren K und R zu bewegen und die Zuströmung von Gas und Luft zu reguliren, ist in Fig. Ii dargestellt.

Das eine Ende des Armes w* ist «an der Spindel des Ventiles IV¹ befestigt, während das andere durch die Stange e³ mit der Kolbenstange y⁴ des Kolbens <?⁵ in Verbindung steht. Der Kolben o⁵ liegt in dem Cylinder ν⁴, welcher durch die Röhren w³ und w⁴ in der auf der Zeichnung dargestellten Weise mit dem Cylinder ν³ in Verbindung steht.

Diese Röhren gehen von dem Converter unter dem Fufsboden zu dem Standorte des Arbeiters und ihre horizontalen Theile sind durch Röhren mit Hähnen i⁶ und <r⁷ mit dem Abflufswasser-Reservoir verbunden. Direct unter dem Stande sind die Röhren w³ und w⁴ durch das Rohr ιυ^η mit dem Zuflufsrohr w⁶ verbunden. Das Rohr ιυ^Ί ist mit den Hähnen c⁴ und f⁹ versehen. Der Hahn c^A dient dazu, die Verbindung beider Röhren mit der Zuflufsröhre w^e zu unterbrechen, während der Hahn c⁹ die Verbindung der beiden Röhren untereinander unterbricht oder herstellt.

Der Kolben o^% in dem Cylinder ν³ ist mit dem Kolben o³ in dem Cylinder ν² durch die Kolbenstange y~ verbunden, letztere ist über den Kolben o³ hinaus verlängert und am Ende dieser Verlängerung y³ ist ein Zeiger angebracht, welcher auf einer Scala genau angiebt, wie weit das Ventil W^x geöffnet ist, so dafs die Zuströmung des Gases mit Sicherheit regulirt werden kann. Der Cylinder ζ;² ist durch den Hahn c^s mit den Zuflufsröhren und den Verbindungsröhren verbunden. In der Zuflufsröhre w° befindet sich ein Hahn f⁵ für den weiter unten angegebenen Zweck, w⁵ ist eine Röhre, welche zu dem Abflufswasser-Reservoir führt.

Ein in ganz gleicher Weise angeordneter Apparat ist mit dem Luftventilrohr R verbunden, um die Zuströmung der atmosphärischen Luft nach den Blasedüsen hin zu reguliren.

Der mit dem Gasventile IV¹ verbundene Cylinder ν² und der ähnliche Cylinder, welcher mit den Luftventilen in Verbindung steht, sind beide so placirt, dafs sie durch einen zwischen ihnen stehenden Knaben gleichzeitig gehandhabt werden können.

Beim Beginne der Operation wird das Ventil W^x geschlossen und in dieser Stellung festgestellt; der Kolben o⁵ befindet sich alsdann auf dem Boden des Cylinders ν⁴ und folglich die Kolben o³ und o⁴ an der höchsten Stelle ihrer bezw. Cylinder.

Die Hähne c^s, c⁶ und c⁷ sind geschlossen, die Hähne c⁴ und c⁹ geöffnet, und das Wasser kann von der Zuflufsröhre w⁶ in die Cylinder ν³ und ν⁴ fliefsen. Hierauf wird das Ventil W* losgemacht und die Hähne c⁴ und f⁹ werden geschlossen und bleiben es während der nunmehr folgenden Operation. Um das Ventil W¹ zu öffnen, ist es nur nöthig, den Hahn ί⁵ nach und nach zu öffnen und dann den Hahn c^s langsam so zu drehen, dafs das Wasser über den Kolben in den Cylinder »² fliefsen kann und diesen niederdrückt. Infolge dessen wird auch der Kolben in dem Cylinder ν³ abwärts bewegt.

Folge hiervon ist, dafs das Wasser unter dem Kolben in dem Cylinder ν³ durch die Röhre w³ in den Cylinder ν⁴ geprefst und der in diesem Cylinder eingeschlossene Kolben nach oben gedrückt wird; hierbei verdrängt letzterer das über ihm befindliche Wasser, welches durch das Rohr w⁴ zurückfliefst, und den durch das Niedergehen des Kolbens in dem Cylinder v^% gebildeten leeren Raum füllt.

Eine umgekehrte Bewegung des Ventils c^% schliefst natürlich das Ventil W¹.

Wenn das Ventil nur theilweise geöffnet werden soll, so bringt man den Zeiger auf den betreffenden Theilstrich der Scala und schliefst den Hahn c^s, so dafs der Druck auf den Kolben in dem Cylinder ν'¹ aufhört, und dieser Kolben in seiner Lage gehalten wird.

Der Gasreiniger/ (Fig. 12) hat einen äufseren Mantel aus Schmiedeisen und eine innere Fütterung aus feuerfesten Steinen, um den Wärmeverlust durch Ausstrahlung so viel wie möglich zu vermeiden.

Der Reiniger ist cylindrisch und durch den konischen Boden/ in zwei Theile getheilt. Der untere Theil bildet den Aschenraum, in welchen die Theile fallen, welche zu grofs sind, um in der Gasatmosphäre des Reinigungs-Apparates in Suspension gehalten zu werden.

An dem Boden / ist ein kurzes Rohr /³ mit Hahn oder Ventil /' befestigt und durch letzteres wird die Verbindung zwischen dem oberen und unteren Theile des Reinigers hergestellt. Der Hahn wird durch die Stange /⁴ bewegt, welche durch die Stopfbüchse /⁵ nach aufsen reicht. Das Rohr J führt von der Aschenkammer in die freie Luft und ist mit einem HaIm_-/¹ versehen; h h' sind Mannlöcher. Ersteres dient dazu, um den Reiniger für Reparaturen zugänglich zu machen, und durch letzteres wird die Asche aus dem Aschenkasten entfernt. Beide Mannlöcher sind gewöhnlich durch geeignete Deckel verschlossen.

Der Hahn/¹ wird stets geschlossen, ehe der Hahn J¹ geöffnet, und umgekehrt wird dieser immer geschlossen, bevor man den Hahn /' öffnet. Das Rohr K steht mit dem Converter

und das Rohr H mit dem Generator in Verbindung.

Der Generator ist in Fig. 13 und 14 in senkrechten Schnitten dargestellt, Fig. 15 ist ein senkrechter Schnitt durch den Beschickungs-Apparat, und die Fig. 16, 17 und 18 sind in vergröfsertem Maafsstabe gezeichnete Detailansichten.

A ist ein cylindrischer Behälter mit einem Mantel aus Schmiedeisen und einer Fütterung von feuerfesten Steinen, n"¹ ist der Aschkasten.

Auf dem Behälter A sitzt ein Beschickungs-Apparat (Fig. 15). Derselbe besteht aus dem Cylinder V, in welchem der Kolben O durch Dämpfe oder Wasserdruck auf und nieder bewegt werden kann.

Die Stange y des Kolbens O ist mit einem Kolben U eines zweiten Cylinders T verbunden, in welchen das Brennmaterial eingefüllt wird, bevor es in den Generator A gelangt. Das Brennmaterial wird dem Cylinder T durch eine Oeffhimg e* zugeführt. Das Rohr G verbindet "den Generator A entweder direct oder durch die gasdichte Ventilbüchse E mit dem Cylinder T und ist mit einem Hahn G¹ versehen. Das Rohr B^ verbindet den hohlen abgestumpften Kegel Z^ mit der äufseren Luft und ist mit einem Hahn i?⁵ versehen. F ist ein Stocher, welcher durch die gasdichte Stopfbüchse in den unteren Theil des hohlen Kegels Z' hineingreift und den Zweck hat, das Brennmaterial zu lockern, wenn sich dasselbe stauchen sollte. Der Stocher wird durch den Hebel F¹ bewegt.

Die Cylinder T und V und ihr Zubehör werden von Trägern gehalten, welche den Generator A entlasten und auch die Plattform tragen, auf welcher der Arbeiter steht.

Die Ventilbüchse E enthält ein Ventil E¹ und hat doppelte Decke, Boden und Seiten, so dafs Zwischenräume gebildet werden, durch welche während der ganzen Zeit, in welcher das in dem Generator A enthaltene Brennmaterial in Brand ist, Wasser frei circiiliren kann. Auf diese Weise werden die Flächen des Ventils und seines Sitzes kühl gehalten. Das hierzu erforderliche Kühlwasser wird von einem höher gelegenen Reservoir zugeleitet.

Das Ventil E' ist hohl, ebenso die Ventilstange, welche durch eine Stopfbüchse geht und mit einer Vorrichtung versehen ist, mittelst deren das Ventil durch Dampf- oder Wasserkraft in Thätigkeit gesetzt wird.

Ein Kaltwasserrohr a° geht durch die hohle Ventilstange a^s bis beinahe an das Ende des Ventils E und eine elastische Röhre d' steht mit diesem Rohr in Verbindung und leitet das erforderliche Kühlwasser zu.

Nachdem das Wasser das Ventil E¹ gekühlt hat, geht es durch den Raum α^η zwischen der äufseren Fläche des Rohres a^ß und der inneren Fläche der Ventilstange hindurch nach einer zweiten elastischen Röhre und wird von dieser nach aufsen geführt. Diese Röhre ist auf der Zeichnung nicht sichtbar.

D' ist ein ringförmiges Rohr, welches den oberen Theil des Generators A umgiebt und von Armen, welche an den Mantel des Generators A angenietet sind, getragen wird. Dieses Rohr steht einerseits durch die Oeffnungen jⁱ mit dem Innern des Generators, andererseits durch das Rohr H mit dem Hahn H¹ mit dem Reiniger in Verbindung.

D ist ebenfalls ein ringförmiges Rohr, welches den Generator A umgiebt und durch die Düsen j mit dem Generator, und durch das Rohr £>² mit dem Hauptgebläserohr in Verbindung steht.

Durch den Hahn D³ kann man die Gebläseluft von dem Generator A absperren. Das Rohr K verbindet den Aschkasten mit dem Rohr D³ und ist mit dem Hahn K'² versehen. Das Rohr K* führt von dem Aschkasten in die freie Luft und ist mit dem Hahn K} versehen. Ein gufseiserner Ring/⁵ von der in der Zeichnung dargestellten Form ist mit zwei Röhrend ¹A \ welche kaltes Wasser zuführen, und zwei anderen Röhren h ² h -, welche das heifsgewordene Wasser ableiten, versehen.

Dieser Ring wird' von den Trägern i'i gehalten, welche auf der Backsteinfütterung des Aschkastens ruhen. Diese Träger können hohl sein und kann Wasser durch dieselben geleitet werden. Die Roststäbe g ³ werden ebenfalls von diesen Trägern gehalten und von den Röhren t* mit Kühlwasser versehen. V" ist ein Ventil, welches mit der Ausnahme, dafs es eine leichte Keilform hat, in jeder Hinsicht dem oben beschriebenen Ventil E gleicht. Das in demselben liegende Rohr b^A wird durch das elastische Rohr t^l mit Kühlwasser versorgt, welches durch den Raum C" und ein anderes hinter i' liegendes elastisches Rohr abgeleitet wird.

Die hohle Ventilstange /' ist aufsen mit Schraubengewinde versehen nnd steckt in der gleichfalls mit Gewinde versehenen Nabe des Handrades

welches an der Platte

festigt ist und durch die in die Nabe eingelassenen Bänder m'¹ an seiner Stelle gehalten wird. Dreht man also das Rad c', so wird die Ventilstange / ' in horizontaler Richtung bewegt und das Ventil V auf diese Weise geöffnet oder geschlossen.

Dieses Ventil ist stets offen und wird nur dann geschlossen, wenn der Aschkasten gereinigt werden soll. Der Stocher J>³ dient dazu, die Rückstände zu entfernen, welche zu grofs sind, um durch den Rost fallen zu können. Dieser Stocher hat eine seitliche, aber keine verticale Bewegung und geht durch die hohle Büchse r^l, welche sich um ihre verticale Axe in der Kammer r~ drehen läfst. Die Büchse r' ist inwendig cylindrisch, aufsen aber leicht konisch geformt und schliefst genau in der Kammer r'¹.

Der hohle Raum der Büchse dient als Stopfbüchse und ist, wie alle Stopfbüchsen und Fugen

des Apparates, welche einem hohen Hitzegrad ausgesetzt sind, mit Asbest verpackt. Eine geringe Menge Graphit ist um den beweglichen Theil gelegt, gegen welchen die Packung durch festes Einschrauben von r³ geprefst wird.

Verfahren.

Nachdem die Fütterung in dem Generator getrocknet ist, werden die Hähne X³ und D³ geschlossen, während die Ventile JS' und V¹, sowie die Thüre «⁴ offen bleiben. Der Kolben U wird nach oben bewegt, bis er über der oberen Kante der Oeffnung <?⁴ des Beschickungscylinders T, Fig. 15, steht.

Der untere Theil des Generators A wird durch die Oeffnung e" bis ungefähr auf das Niveau der Düsen j mit kleinen Stücken wohlgetrockneten Holzes angefüllt und der Generator dann durch dieselbe Oeffnung mit Koks oder Holzkohle ganz gefüllt. Hierauf wird das Holz an dem Roste g³ entzündet und das Feuer durch einen durch Oeffnung n" eintretenden Luftzug unterhalten.

Sobald die Beschickung richtig in Brand ist, werden Rost und Aschenraum gesäubert und die Oeffnung«³ verschlossen. Hierauf wird das Ventil E¹ geschlossen, ebenso die Hähne G\ H¹ .und JsT⁵, so dafs der Generator gasdicht abgeschlossen ist.

Der Hahn D³ wird alsdann theilweise geöffnet und ein leichter Luftstrom durch das Rohr D und die Düsen j eingeführt, bis die Gase in dem Apparate das Maximum ihrer Spannung erreicht haben, worauf der Hahn D³ ganz geöffnet wird.

Wenn der Ofen von neuem mit Brennmaterial beschickt werden mufs, nachdem die Gase in dem Generator das Maximum ihrer Spannung erreicht haben, so wird der Kolben U in dem Beschickungscylinder über die Oeffnung e* in die Höhe gehoben und der Cylinder bis einige Zoll unter dem unteren Rande der Oeffnung e⁴ mit Brennstoff (Koks, Kohle, Holzkohle oder gut getrocknetem Holz) angefüllt. Hierauf wird der Kolben auf den Brennstoff niedergelassen, in welcher Lage er jede Verbindung zwischen dem von dem Brennstoffe eingenommenen Raum und der freien Luft abschliefst.

Der Hahn B* wird nunmehr geschlossen und der Hahn G¹ geöffnet, so dafs die Gase aus dem Generator A in den Cylinder T unter den Kolben U strömen und den Druck über und unter dem Ventil E¹ ausgleichen. Letzteres wird alsdann zurückgezogen, so dafs der Brennstoff in den Generator A fallen kann. Nunmehr wird der Hahn G¹ geschlossen und der Kolben bis zu der Verbindungsstelle des Cylinders T mit dem hohlen Kegel Z¹ niedergelassen. Das Ventil Z?¹ wird vorgestofsen und der Hahn B'- geöffnet, so dafs die in dem hohlen Kegel Z^x enthaltenen Gase ins Freie entweichen können. Da auf diese Weise das Gleichgewicht des Druckes über und unter dem Ventil £' aufgehoben ist, so wird dieses durch die in dem Generator befindlichen Gase gegen seinen Sitz fest angedrückt. Der Kolben U wird nunmehr wieder über die Oeffnung e^A gehoben und das Beschicken in der beschriebenen Weise fortgesetzt. Wenn sich der Brennstoff in dem oberen Theile von Z¹ stauen sollte, so kann er durch den Stocher F gelockert werden.

Wenn die Asche aus dem Aschkasten n'² entfernt werden mufs,· wird der Hahn D³ geschlossen und das keilförmige Ventil V¹ durch Drehen des Rades C^% vorwärts geschoben, bis es sich dicht an den Ring /⁵ anlegt. Der Hahn X^s wird nunmehr geöffnet und die in dem Aschkasten enthaltenen Gase ins Freie gelassen, bis der Druck innerhalb und aufserhalb des Aschkastens gleich oder beinahe gleich ist. Alsdann wird der Hahn K³ geöffnet und das übrige Gas durch die atmosphärische Luft, welche durch das Rohr K zu- und durch das Rohr K³ ausströmt, verdrängt. Man mufs dafür sorgen, dafs alles Gas aus dem Aschkasten 7z² entfernt ist, bevor die TMr 7z⁴ geöffnet wird, es könnte sonst leicht vorkommen, dafs das zurückbleibende Gas durch etwa in dem Aschkasten befindliche glühende Asche oder Kohlen beim Oeffnen der Thür 72⁴ entzündet und hierdurch eine Explosion verursacht würde. Sobald alle Gase auf diese Weise entfernt sind, wird der Hahn X² geschlossen, die Thür τζ⁴ geöffnet und der Aschkasten gereinigt, worauf der Hahn X⁶ geschlossen und die Thür u'¹ wieder an ihre Stelle gebracht wird. Wenn die Düsen unterhalb, anstatt oberhalb der Roststäbe g³ einmünden, so fällt das Rohr X weg und die Thür wird alsdann geöffnet, sobald als das Ventil V geschlossen und durch das Oeffnen des Hahnes X" der gewöhnliche Atmosphärendruck hergestellt ist.

Der Reinigungs-Apparat / wird in der Weise vorbereitet, dafs die Mannlöcher h' dicht verschlossen, der Hahn J geschlossen und der Hahn /' geöffnet wird. Wenn es nöthig ist, die Asche aus der Abtheilüng f- zu entfernen, so wird der Hahn _/' geschlossen und der Hahn _/' geöffnet, so dafs die Gase aus f~ ins Freie entweichen können, bis der Druck im Innern dem Drucke der äufseren Atmosphäre gleich ist. Das Mannloch A¹ wird jetzt geöffnet und die Asche entfernt, worauf der Deckel wieder auf das Mannloch aufgesetzt, der Hahn _/' geschlossen und der Hahn /¹ geöffnet wird.

Unter Kohlenoxydgas wird im Verlaufe dieser Beschreibung Kohlenoxydgas mit den ihm beigemengten Gasen verstanden, wie sie von dem Generator nach dem Converter gelangen.

Bei dem Beschicken des Converters wird der Boden desselben vorerst mit einer dünnen Lage von entzündetem Brennstoffe bedeckt und über diese das umzuwandelnde Erz aufgeschüttet. Dasselbe mufs vorher gewaschen und in Stücke von der Gröfse von Steinschlag gebrochen werden, worauf man es möglichst gleichmäfsig über den entzündeten Brennstoff ausbreitet.

Hierauf wird ein sehr schwacher Luftstrom durch das Rohr R eingeblasen, so dafs der auf dem Boden des Converters befindliche Brennstoff in heller Flamme brennt. Nun wird der Hahn W¹ nach und nach geöffnet und Kohlenoxydgas durch die Röhren b zugeleitet, welches in den Kammern c c c mit Luft, welche durch die Röhren α α α ankommt, zusammentrifft, sich mit dieser mengt und in diesem gemengten Zustande durch die Düsen d in den Converter tritt. Sobald das Kohlenoxydgas mit der Flamme auf dem Boden des Converters zusammentrifft, verbrennt es zu Kohlensäure und erzeugt eine intensive Hitze, welche sogar Schmiedeisen zu schmelzen im Stande ist und das in dem Converter befindliche Erz zum Schmelzen bringt. Anstatt entzündeten Brennstoff auf den Boden des Converters zu bringen, kann man denselben auch auf Erz legen oder man kann die Gase an dem Mundstück des Converters entzünden.

Nach vollendeter Schmelzung wird durch Schliefsen des Hahnes W¹ die Luft abgesperrt und das Einblasen von Kohlenoxydgas durch die geschmolzene Masse fortgesetzt, bis das Erz reducirt ist. Die sich bildenden Gase entweichen durch die Gicht.

Um diesen Theil des Verfahrens zu erleichtern, werden die Hähne s und t geöffnet, wodurch alsdann der in dem Behälter M befindliche gepulverte Kohlenstoff durch das Mundstück ν herausgeführt und von den vorüberstreichenden Gasen in die geschmolzene Masse fortgerissen wird; hier verbindet er sich mit dem in der Masse enthaltenen Sauerstoffe und trägt so wesentlich zur Desoxydation des Erzes bei. Dieser gepulverte Kohlenstoff kann aus Koks, Holzkohle, Steinkohle oder irgend einem anderen kohlenstoffhaltigen Stoffe bestehen.

Das so reducirte Erz kann nun durch passende gasförmige oder gepulverte Agentien in Flufs gebracht werden. Der in derselben Weise, wie der Kohlenstoffbehälter M construirte und auf der anderen Seite des Converters liegende Behälter S² dient zur Aufnahme des gepulverten oder gasförmigen Flufsmittels, welches gewöhnlich von dem Luftgebläse nach den Düsen und von dort durch die geschmolzene Masse getrieben wird.

Enthält jedoch das Erz einen beträchtlichen Procentsatz von fremden Stoffen, wie Silicium etc., so mufs man das Kohlenoxydgas als Vehikel benutzen, durch welches das Flufsmittel nach dem Converter geschafft wird; man bedient sich alsdann des auf der betreffenden Seite des Converters liegenden Kohlenstoffbehälters zur Aufnahme des gepulverten Flufsmittels. Wenn die unreinen Stoffe in grofser Menge vorhanden sind und man benützte atmosphärische Luft als Vehikel für die Flussmittel, so fände ein unnöthiger Verlust an Metall statt, indem sich Silicate bildeten. Ist auf der anderen Seite die Menge der in dem Erze enthaltenen Unreinigkeiten gering, so würde man nur Brennstoff verschwenden, wollte man den Gasstrom als Vehikel für die Flüsse benutzen. Eine vorher vorzunehmende Analyse bestimmt, welches der beiden Gebläse zu verwenden ist.

Aus einer oder der anderen Ursache kann es vorkommen, dafs die Temperatur des Bades unter den intensiven Hitzgrad sinkt, der nöthig ist, um das Schmiedeisen in dem Zustande der Schmelzung zu halten, dessen man bei dem nunmehr folgenden Verfahren bedarf. In diesem Falle müssen Luft und Gas gleichzeitig zugeleitet werden, um den verlorenen Hitzegrad, wieder herzustellen und das Luftgebläse zur Beförderung des Flufsmittels nach den Düsen benutzt werden, wo es von der sich dort bildenden Kohlensäure durch die Masse getrieben wird. Die mechanischen Anordnungen sind derart getroffen, dafs alle diese Fälle vorgesehen sind.

Unter gewissen Umständen ist es gut, wenn man in Stücke gebrochenen Kalkstein mit dem Erze vermengt, ehe man dasselbe in den Converter einfüllt.

Nachdem das Erz auf diese Weise reducirt und in Flufs gebracht wurde, wird der Converter hinlänglich gedreht, dafs die Schlacke in die Giefskelle oder einen anderen für diesen Zweck bereit gehaltenen Behälter abgelassen werden kann. Nachdem die Schlacke entfernt wurde, wird der Converter wieder in seine verticale Lage gebracht (nachdem man, kurz vordem er sich be^vegt, den Gas- und Luftstrom mit voller Kraft zuleitet) und ein Strom atmosphärischer Luft oder Kohlensäure durch das Metall getrieben, um allen Kohlenstoff, der aufserdem für die Reduction erforderlich vorhanden ist, zu entfernen, so dafs man die für den gewünschten Härtegrad erforderliche Menge Kohlenoxydgas und gepulverten Kohlenstoff genau bestimmen kann. Das so gereinigte Metall kann auf irgend einen beliebigen Härtegrad carburirt werden, indem man die atmosphärische Luft abschliefst und durch das während einer bestimmten Zeit zugeleitete Kohlenoxydgas eine bestimmte Gewichtsmenge von pulverisirtem Kohlenstoff aus dem wieder gefüllten Kohlenstoffbehälter zuleitet. Sobald diese letzte Operation vollendet ist, wird der Converter gedreht, das Gas abgesperrt und das Metall in Giefskellen abgestochen, von wo aus es in Gufsformen von beliebiger Gestalt gegossen werden kann.

Will man Eisenabfälle oder Roheisen in Stahl umwandeln, so mufs man dasselbe in kleine Stücke brechen und so gleichmäfsig wie möglich über einer dünnen Schicht entzündeten Brennstoffes auf dem Boden des Converters ausbreiten. Hierauf wird die atmosphärische Luft und Kohlenoxydgas in der oben beschriebenen Weise zugeleitet, doch mufs in diesem Falle das Kohlenoxydgas im Ueberschusse in der Schmelzflamme vorhanden sein, so dafs nur ein Theil in Kohlensäure verbrennt und der unnöthige Verlust an Metall vermieden wird, den sonst die Oxydation des Metalles verur-

Claims (1)

1. sachte. Nach vollendeter Schmelzung werden die Unreinigkeiten entfernt und die endliche Carburirung des Metalles in derselben Weise und durch dieselben Mittel bewirkt, welche auch bei der directen Darstellung des Metalles aus dem Erze zur Verwendung kommen.

   Enthält das Erz oder das Metall Phosphor oder Schwefel und hat man es für gut befunden, die gewöhnlichen Flufsmittel mit Hülfe des Kohlenoxydgases in den Converter zu befördern, so werden, nachdem die übrigen Unreinigkeiten in Flufs gebracht sind, die für die Entfernung des Phosphors oder Schwefels dienenden Agentien, wie Chlor, Chlornatrium u. s. w., durch atmosphärische Luft oder durch Kohlensäure nach dem Converter befördert; wenn die gewöhnlichen Flufsmittel dagegen mit Hülfe von atmosphärischer Luft oder Kohlensäure zugeleitet werden, so kann man die Agentien zur Entfernung des Phosphors oder Schwefels mit diesen Flufsmitteln mischen und alle Unreinigkeiten gleichzeitig angreifen. Werden Gase statt Pulver als Flufsmittel für die Entfernung des Phosphors oder Schwefels benutzt, so bringt man dieselben in einen Gasbehälter, welcher ähnlich wie der Behälter für die gepulverten Flufsmittel angebracht ist. Die Gase werden alsdann in ähnlicher Weise in das geschmolzene Metall geblasen, wie die vorher beschriebenen ,Flufsmittel.

   Wird Stahl auf gewöhnlichem Wege dargestellt und handelt es sich nur darum, den Phosphor oder Schwefel aus dem geschmolzenen Metalle zu entfernen, bevor man zum Carburiren schreitet, so fällt der Generator und die von ihm nach dem Converter führende Leitung weg, und man bedient sich nur der Luftzuführungsröhren.

   Die Hähne W^ und W· müssen, wenn der Converter senkrecht gestellt ist, nach und nach geöffnet und geschlossen werden, damit der Druck bei den Düsen stets constant bleibt.

   Wird der stationäre Converter benutzt, so kann die Schlacke nicht eher entfernt werden, als bis das Metall abgestochen ist, da dieselbe auf dem Metall oben aufschwimmt.

   Die Zuleitung von Kohlenoxydgas mufs während des Abfliefsens des Metalles und der Schlacke aus dem Converter unter hinlänglichem Drucke fortgesetzt werden, damit die flüssige Masse nicht in die Düsen eintreten kann. Das Metall wird genau in derselben Weise abgestochen, wie das Eisen aus dem Gebläseofen, und das Abstichloch in derselben Weise verschlossen, mit der Ausnahme, dafs dasselbe der gröfseren Sicherheit halber noch mit einem keilförmigen Deckel versehen wird. Mit diesen Ausnahmen ist der Procefs in dem stationären Converter derselbe, wie in dem beweglichen, und da in beiden Convertern dieselben Theile mit denselben Buchstaben versehen sind, so kann die oben angegebene Beschreibung für beide dienen.

   Das Erz kann in einem besonderen Ofen geschmolzen werden, z. B. in einem Flammofen oder einem anderen geeigneten Ofen, und dann in flüssigem Zustande in den Converter abgestochen werden, woselbst es in der oben beschriebenen Weise desoxydirt, in Flufs gebracht und carburisirt werden kann, oder man kann auch, nachdem das Metall desoxydirt und in Flufs gebracht und die Schlacke entfernt ist, die Carburisation des Metalles in der gewöhnlichen Weise bewerkstelligen, indem man demselben Spiegeleisen oder ein anderes stark carburirtes Eisen, welches vorher in einem besonderen Ofen geschmolzen wurde, zusetzte.

   Patent-Anspruch: Die oben beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Apparate und das mit denselben ausgeführte Verfahren zur directen Reduction der Erze.

   Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.