DE2155C

DE2155C - Introduction of pressurized air into gas-generating, reduction, grate and smelting furnaces from above, for the purpose of directing the gasifiable substances downwards through the layers of the furnace

Info

Publication number: DE2155C
Application number: DENDAT2155D
Authority: DE
Original assignee: W. GORMAN in Glasgow

Description

1877.1877.

Klasse 18.Class 18.

WILLIAM GORMAN in GLASGOW.WILLIAM GORMAN in GLASGOW.

Einführung geprefster Luft in Gaserzeugungs-, Reductions-, Rost- und Schmelzöfen von oben, zu dem Zwecke, die vergasbaren Substanzen abwärts durch die Schichten des Ofens zu leiten.Introduction of pressurized air into gas generation, reduction, grate and smelting furnaces from above, for the purpose of directing the gasifiable substances down through the layers of the furnace.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 14. October 1877 ab.Patented in the German Empire on October 14, 1877.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf gewisse Verbesserungen in der Fabrikation von Eisen und Stahl, betrifft aber auch Verbesserungen in der Fabrikation von Gas und Koks, insoweit, als die Verbesserungen auch auf letztere Fabrikation angewendet werden können.The present invention relates to certain improvements in the manufacture of Iron and steel, but also concerns improvements in the manufacture of gas and coke, insofar as than the improvements can also be applied to the latter fabrication.

Blatt I, Fig. ι ist ein verticaler Querschnitt eines Apparates zur Erzeugung von Gas aus Kohlen oder Holz, um damit Erze zu reduciren, oder dasselbe zur Erzielung von Heizeffecten zu verbrennen.Sheet I, Fig. Ι is a vertical cross section of an apparatus for generating gas from Coals or wood, in order to reduce ores, or the same for the production of heating effects burn.

Fig. 2 ist ein horizontaler Schnitt des Apparates nach Linie α α der Fig. 1.FIG. 2 is a horizontal section of the apparatus along line α α of FIG. 1.

Fig. 3 ist ein anderer Schnitt nach Linie b b. Fig. 3 is another section along line b b.

Fig. 4 eine Ansicht von oben.Fig. 4 is a view from above.

Die Materialien, welche in Gas und Koks oder vollständig in Gas übergeführt werden sollen, wie z. B. Kohlen, Holz oder andere kohlenstoffreiche Körper, werden in die Hauptkammer A eingefüllt, nachdem man das Einwurfventil C geöffnet hat. Die Kammer A wird jederzeit so viel von Brennmaterial erhalten als thunlich ist. Der untere Theil der Verbrennungskammer ist mit Feuerrösten D und Thüren E versehen, welche letztere es ermöglichen, mittelst geeigneter Werkzeuge die Roste zu reinigen. Durch die Roste zieht die Luft zur theilweisen Verbrennung der festen Brennmaterialien ein.The materials which are to be converted into gas and coke or completely into gas, e.g. B. Coals, wood or other carbon-rich bodies are poured into the main chamber A after the throw-in valve C has been opened. Chamber A will at all times receive as much fuel as is practical. The lower part of the combustion chamber is provided with fire grates D and doors E , which the latter enable the grates to be cleaned by means of suitable tools. The air is drawn in through the grids for the partial combustion of the solid fuel.

Hat das erzeugte Gas den Druck der Atmosphäre auszuhalten oder soll es weiterhin fortgeführt werden, so schliefst man die Thüren E und die Aschenkastenthüren und bläst Luft durch die Oeffnungen F unter den Rost ein. Es wird aber auch noch im oberen Theil der Verbrennungskammer Luft durch die Oeffnungen G eingeblasen. Diese letztere Luftzufuhr hat den Zweck, weiter oxydirbare gasförmige Verbrennungsproducte abwärts durch das Brennmaterial zu treiben. Auf ihrem Wege werden dieselben in brennbare oder reducirende Gase verwandelt und treten durch die Oeffnungen HH in einen ringförmigen Raum H^x, von wo aus sie weiter abgeführt werden. Die in der Nähe des Rostes erzeugten Gase, welche auf ihrem' Wege nach aufwärts stark glühende Koksschichten zu passiren haben, werden hauptsächlich in Kohlenoxydgas umgewandelt und mischen sich in dem ringförmigen Raum H¹ mit den aus dem oberen Theile des Generators herabkommenden Gase. Die Mischung gelangt durch die Röhre JH"¹ nach Apparaten zum Reduciren von Erzen zu Heiz- und anderen technischen Zwecken.If the gas produced has to withstand the pressure of the atmosphere or if it is to be continued, doors E and the ashtray doors are closed and air is blown through the openings F under the grate. But air is also blown in through the openings G in the upper part of the combustion chamber. This latter air supply has to drive the purpose of further oxidizable gaseous products of combustion downward through the fuel. On their way they are converted into flammable or reducing gases and pass through the openings HH into an annular space H ^x , from where they are further discharged. The gases produced in the vicinity of the grate, which on their way upwards have to pass strongly glowing layers of coke, are mainly converted into carbon dioxide gas, and mix in the annular space H ¹ with the gases coming down from the upper part of the generator. The mixture passes through the pipe JH " ¹ to apparatus for reducing ores for heating and other technical purposes.

Der beschriebene Apparat kann nun zur Erzeugung von Koks oder Holzkohlen aus Kohlen bezw. Holz unter Gewinnung der gasförmigen reducirenden Producte umgeändert werden, indem man die Roste D wegläfst und den Boden der Kammer in geneigter Richtung, wie die punktirte Linie es andeutet, bis zu den Thüren E fortführt, also den Boden der Verbrennungskammer schliefst, bis auf diese Thüren.The apparatus described can now BEZW for the production of coke or charcoal from coals. Wood can be changed to obtain the gaseous reducing products by removing the grates D and continuing the floor of the chamber in an inclined direction, as the dotted line indicates, to the doors E , i.e. closing the floor of the combustion chamber up to these doors .

Die zu verkokenden Materialien, wie Kohlen und Holz, werden in die Kammer A eingefüllt und nachdem sie angezündet worden, wird Luft von oben durch sie hindurchgeblasen. Die erzeugten Gase entweichen in den ringförmigen Raum H¹ H\ von wo sie zu den oben angedeuteten Zwecken abgeführt werden. Die Koks oder die Holzkohlen werden von Zeit zu Zeit in dem Maafse, als die Verkokung voranschreitet, aus den Thüren E herausgezogen.The materials to be coked, such as coal and wood, are filled in the chamber A, and after they have been lit, air is blown through them from above. The gases generated escape into the annular space H ¹ H \ from where they are discharged for the purposes indicated above. The coke or the charcoal are drawn out from the doors E from time to time to the extent that the coking is proceeding.

In dem also abgeänderten Generator können auch Erze und Flufsmittel, wie Kalkstein, zusammen mit Kohlen oder Holz behandelt werden, so dafs die beim Schmelzprocefs erforderlichen Materialien vorher von ihren gasförmigen Bestandtheilen befreit und vorbereitet werden, um sie in einem Gebläseofen oder einem Freiherd verarbeiten zu können.In the modified generator, ores and fluxes such as limestone can also be combined are treated with coal or wood, so that those required in the melting process Materials are freed from their gaseous components and prepared beforehand, in order to be able to process them in a fan oven or an open hearth.

Die reducirten Erze, das Flufsmittel und die Koks, werden bei den Thüren E hervorgezogen, um in solche oben erwähnte Oefen zu wandern, während die Gase zu anderen Zwecken bei H² abgeführt werden.The reduced ores, the flux and the coke, are drawn out from the doors E in order to migrate into the furnaces mentioned above, while the gases are discharged for other purposes at H ^2.

Zum Reduciren von Erzen kann der Apparat unter Benutzung der Reductionsgase angewendet werden, wie sie in dem Ofen selbst auf die oben beschriebene Weise erzeugt werden, oder aber es können bei H¹ Hochofengase in den Reductionsofen eingetrieben werden, welche das Material behufs dessen Calcination und Reduction aufwärts durchdringen und durch die für diesen Fall vergröfserten Oeffnungen G entweichen, während die reducirten Erze durchThe apparatus can be used to reduce ores using the reduction gases produced in the furnace itself in the manner described above, or, with H ^1, blast furnace gases can be driven into the reduction furnace, which the material for its calcination and reduction penetrate upwards and escape through the openings G , which are enlarged for this case, while the reduced ores pass through

die Thüren am Boden hervorgezogen werden. Die diesem Apparat entströmenden Gase sind brennbar und können zum Calciniren von Erzen oder zum Brennen von Kalksteinen benutzt werden, indem man diese Materialien in ähnliche Apparate einfüllt, welche indessen oben offen sein können, wie gewöhnliche Kalköfen, da die Gase vollständig verbrannt sind. Zu diesem Zwecke wird das Gas am oberen Theil des Reductionsofens bei G abgenommen und in die Calcinir- oder Kalköfen durch einen ähnlich angebrachten ringförmigen Kanal Ή'¹ eingeführt. Luft zur vollkommenen Verbrennung kann ebenfalls noch zugelassen werden, so dafs man die calcinirten Erze oder den Kalk bei E heranziehen kann.the doors on the floor are pulled out. The gases emanating from this apparatus are flammable and can be used for calcining ores or for burning limestones by pouring these materials into similar apparatus, which, however, can be open at the top, like ordinary lime kilns, since the gases are completely burned. For this purpose the gas is taken from the upper part of the reduction furnace at G and introduced into the calcining or lime furnaces through a similarly placed annular channel Ή ' ¹ . Air can also be admitted for complete combustion, so that the calcined ores or the lime can be used at E.

Die Gase können einem Hochofen oder einem Gasgenerator entnommen werden, und, nachdem sie in einem wie vorher beschriebenen Reductionsapparat zum Reduciren von Erzen gedient, ferner in einem Calcinirofen weiter ausgenutzt werden, um die Brennmaterialien auf die rationellste und ökonomischste Weise zu verwerthen.The gases can be taken from a blast furnace or a gas generator, and after that it was used in a reduction apparatus as previously described for reducing ores, and further in a calcining furnace be exploited to the fuel in the most rational and economical way to utilize.

Fig. 5, Blatt I, ist der Verticalschnitt eines Hochofens in seinem oberen Theile, welcher zu dem vorher beschriebenen Zweck umgestaltet ist. If¹ der Fig. 5 wird alsdann mit H" der Fig. ι und 2 in Verbindung gesetzt werden müssen.Fig. 5, sheet I, is the vertical section of a blast furnace in its upper part, which has been redesigned for the purpose previously described. If ¹ of FIG. 5 will then have to be connected to H ″ of FIGS.

Fig. 6 ist ein Grundrifs der Fig. 5 und Fig. 7 ein horizontaler Schnitt nach der Linie a-a der Fig- 5·FIG. 6 is a plan view of FIG. 5 and FIG. 7 is a horizontal section along the line aa of FIG.

Der Theil der Fig. 5, welcher mit A bezeichnet ist, stellt den Raum dar, wo das kohlenstoffhaltige Material in Koks und reducirtes Gas verwandelt wird. Das ganze aufgegebene Material, als Erz, Flufs- und Brennmaterial, wird in der gewöhnlichen Weise durch die Ventile E eingefüllt. Durch das Rohr C¹ wird erhitzte Luft eingeblasen und das Brennmaterial angezündet. Die resultirenden Gase, von der eingeblasenen heifsen Luft und der Verbrennung herrührend, sowie von dem Gebläsewind des Hochofens von unten her, entweichen durch die Auslässe bei D, von wo aus sie zu anderweitiger Nutzbarmachung durch die Röhre ZT¹ abgeführt werden.The portion of Fig. 5 labeled A represents the space where the carbonaceous material is converted into coke and reduced gas. All the abandoned material, in the form of ore, fluid and fuel, is poured in through the valves E in the usual manner. Heated air is blown in through the pipe C ¹ and the fuel is ignited. The resulting gases, originating from the hot air blown in and the combustion, as well as from the fan wind of the blast furnace from below, escape through the outlets at D, from where they are discharged through the pipe ZT ^{1 for other use.}

In dem auf Blatt II vorgeführten Beispiel eines Hochofens sind die Auslässe D vermittelst langer Kammern _D' mit dem am höchsten Punkte des Hochofens herumlaufenden ringförmigen Kanäle E verbunden. Der ringförmige Kanal E ist, wie in punktirten Linien in Fig. 1, 2 und 3 angegeben ist, mit Beschickungsventilen F versehen.In the example of a blast furnace shown on sheet II, the outlets D are connected by means of long chambers _D 'to the annular channel E running around the highest point of the blast furnace. The annular channel E is provided with charging valves F , as indicated in dotted lines in FIGS.

Durch dieselben werden Erze und Flufsmittel in die Kammern D' eingeschüttet, so dafs sie, in geeigneten Verhältnissen mit dem Brennmaterial gemischt, welches in der Mitte aufgegeben wird in den Ofenschacht herabsinken, um in der gewöhnlichen Weise nieder zu schmelzen. Die in dem ringförmigen Kanäle E aufsteigenden iase werden in der Röhre H zu anderweitigem Gebrauch abgeführt.Ores and flux are poured through these into the chambers D ', so that they, mixed in suitable proportions with the fuel, which is added in the middle, sink down into the furnace shaft, in order to melt down in the usual manner. The gases rising in the annular channel E are discharged in the tube H for other use.

Die Figuren auf Blatt III stellen eine veränderte Form oder Anordnung eines Schmelzofens dar, welcher nach dem Princip vorliegender Erfindung construirt ist.The figures on sheet III represent a modified shape or arrangement of a furnace which is constructed according to the principle of the present invention.

Fig. ι ist ein Verticalschnitt, aus welchem man die innere Construction des Ofens ersehen kann.Fig. Ι is a vertical section, from which you can see the inner construction of the furnace can.

Fig. 2 ist ein Verticalschnitt, rechtwinklig zur Schnittebene der Fig. 1.
Fig. 3 Ansicht von oben.
Fig. 4 ein Horizontalschnitt nach der Linie a a der Fig. 1.FIG. 2 is a vertical section at right angles to the cutting plane of FIG. 1.
Fig. 3 view from above.
FIG. 4 shows a horizontal section along the line aa in FIG. 1.

Fig. 5 ein Horizontalschnitt nach linie b b der Fig. 1 und 2.5 is a horizontal section along line bb of FIGS. 1 and 2.

Fig. 6 ein Horizontalschnitt c c der Fig. 1 und 2.6 shows a horizontal section cc of FIGS. 1 and 2.

Die Kammer A wird mit dem Brennmaterial, Holz oder Kohle, beladen, welche man bei dem Ventil B einfüllt. Luft, am besten heifse Luft, tritt durch das Rohr C ein. Die Koks oder Holzkohlen sinken im Schachte A nieder und verbrennen im unteren Theile des Ofens unter Mitwirkung der Gebläseluft, welche durch die Düsen D eintritt. Die hieraus entstehenden, sowie die im Schachte A herabsteigenden.Gase, steigen in den Seitenschächten E in die Höhe, wo sie durch Gebläsedüsen bei F, zwecks vollkommener Verbrennung, mit Luft gemischt werden. Das zu schmelzende Metall wird durch die Thüren G in die Seitenschächte E aufgegeben und das geschmolzene, wie bei dem gewöhnlichen Cupolofen, vom Herde H abgezapft. Dieses Ofensystem kann sowohl zum Schmelzen von Metallen, als auch zum gleichzeitigen Schmelzen von Erzen und Metall angewendet werden.Chamber A is loaded with fuel, wood or coal, which is filled in at valve B. Air, preferably hot air, enters through pipe C. The coke or charcoal sink in shaft A and burn in the lower part of the furnace with the help of the forced air which enters through nozzles D. The resulting gases, as well as those descending in shaft A , rise in the side shafts E , where they are mixed with air by fan nozzles at F for the purpose of complete combustion. The metal to be melted is fed through the doors G into the side ducts E and the melted metal is drawn off from the hearth H , as in the usual cupola furnace. This furnace system can be used both for smelting metals and for the simultaneous smelting of ores and metal.

Wenn dasselbe zu letzterem Zwecke angewendet wird, so werden Erze, Flufsmittel und Brennmaterial in den Centralschacht A, dagegen das Metall, z. B. Gufseisen oder Masseln, in die Seitenschächte E aufgegeben. Indessen kann auch noch Metall mit in den Centralschacht aufgegeben werden. Wird der hier zuletzt beschriebene Ofen zum Niederschmelzen von Erzen allein angewendet, so mufs die Luftzuführung bei F abgesperrt und über den Thüren G Schlufsventile angebracht werden, sowie Sammel- und Leitungskanäle zur Fortführung der Gase an Orte, wo sie weiter ausgenutzt werden sollen. Erze und Flufsmittel können, wenn der Ofen lediglich zum Zwecke des Niederschmelzens von Erzen angewendet wird, in alle drei Schächte eingefüllt werden. Das Brennmaterial aber wird im Centralschacht A aufgegeben.If the same is used for the latter purpose, ores, flux and fuel are put into the central shaft A, while the metal, e.g. B. cast iron or pigs, abandoned in the side shafts E. In the meantime, metal can also be fed into the central shaft. If the furnace last described here is used alone for melting down ores, the air supply at F must be shut off and shut-off valves installed above the doors G , as well as collecting and line ducts for the continuation of the gases to places where they are to be used further. Ores and fluxes can be poured into all three shafts if the furnace is only used for the purpose of melting down ores. The fuel, however, is placed in the central shaft A.

Auf Blatt IV sind zwei nach vorliegendem Princip construirte Ofenformen zur directen Darstellung von Eisen aus den Erzen gezeichnet,On sheet IV there are two furnace forms constructed according to the present principle for direct representation drawn by iron from the ores,

Fig. ι, Blatt IV, ist ein Verticalschnitt nach der Linie α α der Fig. 2.Fig. Ι, sheet IV, is a vertical section along the line α α of FIG.

Fig. 2 ist ein anderer Verticalschnitt nach der Linie bb der Fig. 1.FIG. 2 is another vertical section along the line bb in FIG. 1.

Claims

/ Fig. 3 is a horizontal section along the line CC of Fig. Ι and 2,

Fig. 4 is a horizontal section along line dd of Fig. 1, and

Fig. 5 shows a basic outline.

When working with this furnace, coal, wood, or other fuel is poured into shaft A and this is ignited, air being blown in at B at the top of the shaft. The formed, driven down gases enter the chamber or shaft D through the channel C ^1, into which the ores are stratified. The gases escape from chamber D, after they have reduced the ores contained therein, through the exhaust duct Έ, in order to be used for other purposes. The coke from shaft A and the reduced ores from shaft D pass through the openings in the vault into the hearth G, in which the coke is burned with air blown through the nozzles M , and the iron is thereby properly heated. The iron is then withdrawn from the hearth for either hammering or rolling.

On the same sheet IV there is still another form of furnace for the direct representation of Iron drawn from ores. Fuel, ores and flux are here in the same Filled shaft and treated from it with each other.

FIG. 6 is the vertical section of such a furnace along the line α α in FIG. 7.

Fig. 7 is another vertical section of the furnace along line b b.

Fig. 8 is a horizontal section along the line cc of Fig. 6,

9 shows a plan of the furnace.

When working with this furnace, the ores, the fuel and the flux are alternately stratified in regular tasks in each of the chambers or shafts AA and, after the furnace is on fire, air is blown in from above, as described earlier with reference to sheet I. . The reduced ores, mixed with the coke, fall through the openings B into the hearth G, where they are further heated and treated in the manner previously described with reference to FIGS. 1 to 5 on sheet IV. The gases resulting from the operation are discharged through the channels HH.

There is very great heat in the upper part of the ovens described above arises when they are used for the purpose, the materials contained in them or to convert parts of them into gases, it is necessary to use the apparatus for filling the Materials, d. H. Throw-in valves or bells, either made of fire-resistant material make, or to cover them with such, or to make it hollow, as with the blast furnaces can be seen on sheet II, in order to circulate or evaporate water therein, or the The incidence apparatus must be provided with cast-in channels through which water can flow.

Patent claim: The introduction of compressed air in gas generation, reduction, Grate and smelting furnace or similar apparatus from above, for the purpose of making them gasifiable. To guide substances down through the layers of the furnace from above.

In addition 4 sheets of drawings.