DE266710C

DE266710C -

Info

Publication number: DE266710C
Application number: DENDAT266710D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-JV* 266710-KLASSE 18«. GRUPPE

ALBERT HIORTH in KRISTIANIA.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Eisen und Stahl direkt aus den Erzen. Gegenstand derselben ist ein Verfahren, bei welchem ein im Prozesse zirkulierendes gasförmiges Reduktionsmittel verwendet

" wird, dem Wärme durch elektrische Flammenbogenöfen zugeführt wird. Das Verfahren ist u. a. besonders dadurch gekennzeichnet, daß das auf elektrischem Wege erhitzte Gas in

ίο solcher Weise geleitet wird, daß dasselbe durch direkte Wärmeabgabe die Temperatur des ausgeschmolzenen Eisens auch während der Schlußbehandlung genügend hoch erhält, während gleichzeitig die Wärmeverluste durch Strahlung in den öfen für die Vorerhitzung des zirkulierenden Gases ausgenutzt werden, wobei durch besonders zugeleitete Oberwärme - zum oberen Ende des Schachtes eine möglichst ökonomische Kombination von Feuerungs- und elektrischer Erhitzung erzielt wird. Soll die gesamte Schmelz- und Reduktionshitze der Beschickung auf elektrischem Wege zugeführt werden, so ist hierzu etwa ¹J₃ P. S.Jahr für die Tonne Eisen erforderlich. Wird nun ein größerer Teil dieser Energiemenge in Form von Verbrennungshitze am oberen Ende des Schachtofens zugeführt, so wird in dem zum Erhitzen des Gases dienenden Flammenbogenofen eine entsprechende Energiemenge gespart werden (bei den höchsten Temperaturen ist die elektrische Energie lohnend, während bis zu einer bestimmten Temperaturgrenze Feuerung billiger ist). Das behandelte . Arrangement ist indessen nur möglich in Fällen, wo Kohle und Erz separat zugeführt werden (vgl. norw. Patent 20965), da, falls die Beschickung Kohle enthält, immer ein größerer Teil der gebildeten Kohlensäure zurückreduziert werden wird. Auch wird hierdurch eine besonders kräftige Röstung und Auflockerung erzielt. Durch die Zufuhr von Oberhitze, d. h. Zufuhr von Hitze zum Erze, wird auch die Berührung des Eisens mit glühendem Stickstoff möglichst vermieden.

Es wird sich nicht hier wie in elektrischen öfen der Heroulttype mit niedriger Stromspannung von Kohlenelektroden eine konzentrierte Hitzezone mit den eine solche begleitenden Übelständen für Gewölbe usw. bilden. Im Gegenteil wird die Hitze mit' dem Gasströme zusammen durch die ganze Ofenanlage gleichmäßig verteilt werden, wodurch die günstigste Ausnutzung und Wirkung der ganzen Anlage erzielt wird.

Das Verfahren soll nachstehend an Hand der Zeichnung, welche die Anordnung der einzelnen Apparate in einer für die Durchführung des Verfahrens geeigneten Ofenanlage schematisch darstellt, näher erläutert werden.

A bezeichnet den Reduktionsschacht, B den Generator, C₁ C₂ C₃ Waschapparate, D ein Zentrifugal- oder anderes Gebläse, E E elektrische Flammenbogenöfen und F einen zwischen den Flammenbogenöfen und dem Schachtofen angeordneten, einem Vorherd ähnlichen Stahlofen.

Die zur Reduktion dienenden billigen Gase werden im Generator B aus billigen Kohlen hergestellt. Dieser Generator wird möglichst nahe am Schachtofen A (vgl· norw. Patent 19953) angeordnet und kann vorzugsweise nach dem Mondschen System o. dgl. herge-

stellt werden, wobei alle zur Düngung dienlichen Stoffe und andere Stoffe den Gasen entzogen werden. Die so erhaltenen reinen Gase werden mittels des Gebläses D durch die Flammenbogenöfen E getrieben, wo denselben die erforderliche Wärmemenge zugeführt wird, wonach dieselben durch ■ den Schachtofen oder Vorherd F, der direkt vor dem Schachtofen angeordnet ist, passieren.

ίο In diesem Vorherde, in welchem das von dem Schachtofen kommende Eisen ganz oder teilweise fertigbehandelt wird, streichen die heißen Gase über die Oberfläche des Eisenbades und führen dadurch dem Bade die für die Stahlbereitung erforderliche Wärme zu. Die Temperatur über dem Stahlbad kann durch Luftzuführung noch mehr gesteigert werden.

Vom Vorherde passieren die Gase in den Schachtofen A, wo sie die Reduktion und das Ausschmelzen des Erzes bewirken, und vom oberen Ende des Schachtofens strömt die dadurch gebildete Kohlensäure direkt in den Generator B über, in ähnlicher Weise, wie dies im norw. Patente 19953 behandelt ist. An zweckentsprechender Stelle (nach dem Gebläse) wird auch Gas für die Zufuhr der vorerwähnten »Oberhitze« entnommen, um der Beschickung (z. B. bei X) zugeführt zu werden.

Die in den Generator eingeleitete Kohlensäure trägt, zusammen mit Wasserdampf, dazu bei, die Temperatur bei der Verbrennung im Generator niedrig zu halten, derart, daß möglichst wenig vom Stickstoffgehalt des Brennstoffes verloren geht. Die Verbrennungstemperatur wird auf der richtigen Höhe gehalten dadurch, daß die vom Schachtofen kommende Kohlensäure eine annähernd passende Temperatur hat. ' Äußerliche Regelung der Temperatur erfolgt zweckmäßig durch Zufuhr einer kleinen Sauerstoffmenge, indem man dann gänzlich stickstofffreie Reduktionsgase erhalten kann.

Der Schachtofen A wird mit Eisenerzen beschickt (erforderlichenfalls auch mit einer kleinen Menge Kohle für das Kohlen bis zu etwa ι Prozent sowie um die Wirkung der mit den Reduktionsgasen den Schachtofen durchziehenden Kohlensäure zu kompensieren).

Im übrigen wird das Kohlen zweckmäßig durch Einblasen von Kohlenpulver (oder Rohpetroleum) in das Reduktionsgas vor dem Schachtofen ■— somit im Stahlofen — durchgeführt. Wird der Prozeß derartig durchgeführt, daß fast ganz reines Eisen gewonnen wird, so kann man zweckmäßig vor dem Erzschacht einen kleinen Kohlenschacht anbringen, den das flüssige Eisen, um gekohlt zu werden und um die Wirkung des Gehaltes des Gases an Kohlensäure und Wasserdampf zu kompensieren, passieren muß.

Alle gemauerten Teile der Ofenanlage werden -— soweit möglich — derart eingerichtet, daß sie sich während des Betriebes auswechseln lassen, und vor den elektrischen Flammenbogenöfen E und dem Vorherde F werden zwei Aggregate angeordnet, derart, daß durch Einschaltung von Reservegasleitungen eine zusammenhängende Ofenanlage während des Ausbesserns der anderen in Gebrauch genommen werden kann.

Im -Vorherde F, in welchem die gänzliche oder teilweise Fertigbehandlung des erschmolzenen Eisens stattfindet, erfolgt, wie schon erwähnt, die Wärmezufuhr mittels der von den Flammenbogenöfen kommenden heißen Gase. Während der Fertigbehandlung im Vorherde kann man das Eisen vom Schachtofen direkt durch das Stichloch T in , einen besonderen Behälter ablaufen lassen. Der im Vorherde fertigbehandelte Stahl wird in Formen gezapft oder zu einem elektrischen Entgasungsofen geleitet.

Um den Schachtofen A sowie die oberen Teile des Vorherdes F und der Flammenbogenöfen E herum ist ein Mantel angeordnet, durch welchen die von den Waschapparaten C₁ C₂ C₃ kommenden Gase streichen, ehe sie durch das Gebläse D in die Öfen eingeführt werden.

Wo Regeneration der von dem Schacht abgehenden Kohlensäure nicht stattfindet, wird diese — wie bei gewöhnlichen Siemensstahlöfen — abwechselnd durch gewöhnliche, vor dem Vorherd F angeordnete Regenerationskammern geblasen.

Das Verfahren kann z. B. auch in folgender Weise durchgeführt werden.

Das Erz wird im Schachtöfen nicht völlig ausreduziert, und das Eisen läuft, mit ein wenig Oxyd gemischt, in den Vorherd herunter. Das in diesem Vorherde befindliche Bad ist dann als ein in einen gewöhnlichen Siemensofen niedergeschmolzenes und mit Erz versetztes oder in anderer Weise aufoxydiertes Bad anzusehen und wird als ein solches in bekannter Weise schlackenbehandelt, auf den gewünschten Kohlenstoffgehalt gebracht und in Blöcke gegossen oder auch, falls eine besondere Qualität herzustellen* ist, in einen besonderen elektrischen Entgasungsofen eingeführt.

Claims

Patent-An Sprüche:

i. Verfahren zur Gewinnung von Eisen und Stahl direkt aus den Erzen unter Verwendung eines kreisenden, hierbei regenerierten und sodann von elektrischen ,Flammenbögen erhitzten Gases als Reduktionsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das auf elektrischem Wege erhitzte Gas

vor seiner Verwendung als Reduktionsmittel durch einen zur gänzlichen oder teilweisen Fertigbereitung des Eisens dienenden Behälter, Vorherd ο. dgl. hindurchgeleitet wird.
2. Ausführung des Verfahrens nach Anspruch ι unter gleichzeitiger Vorerhitzung des von Gasreinigern kommenden Gases vor dessen Einleitung in die elektrischen Flammenbogenöfen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas durch einen den Schachtofen, die Gewölbe des Vorherdes und der Flammenbogenöfen umgebenden Mantel geleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Zufuhr von Kohlungkohle durch Einblasen von reinem Kohlenpulver oder anderem kohlenstoffreichen Material in das Gas unmittelbar vor dessen Einleitung in den Schachtofen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr von Kohlungkohle zu dem Eisen dadurch erfolgt, daß das Eisen vom Schachtofen auf seinem Wege nach dem Vorherd einen besonderen, vor dem Erzschacht angebrachten kleinen Kohlenschacht passiert.
5. Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination mit Wärmezufuhr mittels elektrischer Flammenbogenöfen eine Vorerhitzung der Beschickung durch Gasverbrennung im oberen Teile des Schachtofens bewirkt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.