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Verfahren zur Verhüttung von eisen- und kohlehaltigen Stoffen auf
Roheisen. Das vorliegende Verfahren bezweckt die Herstellung von Roheisen auseisen-
und kohienhaltigen Stoffen, wie bituminösen Schiefern oder Tonen, Torf, Moor, Kohle
u. dgl., welche durch ihren Eisengehalt zur Verhüttung geeignet erscheinen.
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Im Gegensatz zu dem gewöhnlichen Eisenerz kommt bei diesen Rohstoffen
nicht allein der Eisengehalt, sondern auch der Kohlegehalt ir. Betracht. Der Gehalt
derselben an organischen Bestandteilen beträgt bis zu 9o Prozent, derjenige an anorganischen
Stoffen bis zu 8o Prozent. In der Asche sind beispielsweise bei) gewissen Steinkohlenvorkommen
3o bis 6o Prozent, bei eisenhaltigen Torfen und Mooren rund 30 Prozent, bei
eisenreichen Braunkohlen, Tonschiefern u. dgl. etwa 25 Prozent Eisen enthalten.
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Die Grundlage der Erfindung besteht nun darin, den Brennstoff und
Eisengehalt gleichzeitig für den Verhüttungsprozeß nutzbar zu machen. Es hat zwar
nicht an Versuchen gefehlt, derartige Stoffe auf Roheisen zu verarbeiten. Insbesondere
hat man durch vorlierige köstung die Stoffe entgast und dadurch ihren Kohlenstoffgehalt,
insbesondere ihren Gehalt an Kohlenwasserstoffeh u. dgl., mit oder ohne Gewinnung
der sogenannten Nebenprodukte, wie Teer, Ammoniak, Gas, beseitigt, wie dies u. a.
aus der Patentschrift 189338 hervorgeht. Es ist auch, wie aus der amerikanischen
Patentschrift 513744 ersichtlich ist, die gleichzeitige Nutzbarmachung von Kohle
und Eisen dadurch vorgeschlagen worden, daß man durch Destil'latiön zunächst Koks
und .Eisen aus den kohle- -und eisenhaltigen Stoffen gewann und diese Erzeughisse
zusammen oder getrennt weiter verwendete.
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Alle diese Umwege sind mehr oder weniger um deswillen eingeschlagen
worden, weil sich bei der direkten Verhüttung solcher Stoffe Destillationsprodukte,
hauptsächlich Teer und Wasser, bilden, welche sich in der Masse abscheiden und zu
vorzeitiger Verflüssigung und Verstopfung derselben führen, so daß die Gasdurchlässigkeit
und damit der Verhüttungsprozeß unmöglich wird. Infolgedessen hat
man
auch bisher auf den hohen Heizwert, der I in den Kohlenwasserstoffen enthalten ist,
bei der Verhüttung dieser Stoffe verzichtet und den umständlichen und kostspieligen
Weg der vorherigen Verbrennung,. Vergasung, Verschwelbng und Verkokung gewählt.
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Die Beseitigung dieses Übelstandes wird nach vorliegender Erfindung
dadurch erreicht, daß den kohle- und eisenhaltigen Stoffen die ,zur Bildung einer
Hochofenschlacke und Roheisengewinnung erforderlichen Reagenzien in Form von basischen
oder sauren Zuschlägen, deren Menge und Art sich je nach Beschaffenheit und Zusammensetzung
der mineralischen Bestandteile bzw. Aschenrückstände richtet, möglichst in Stückform
zugesetzt werden. Als Zuschläge und Flußmittel kommen alle diejenigen Stoffe in
Betracht, die bisher bei der Verhüttung von Eisenerzen zwecks Erzielung einer Hochofenschlacke
zur Anwendung gekommen sind, insbesondere Kalk, Magnesia, Quarz, Tonerde oder deren
eisenlialtige Verbindungen. Eine saure Hochofen schlacke. enthält in der Regel 5o
Prozent Kieselsäure, 30 Prozent Kalk und 2o Prozent Tonerde, eine basische
Schlacke dagegen etwa 45 Prozent Kalk, q.o Prozent Kieselsäure und 15 Prozent Tonerde.
Bei Verarbeitung kohleneisenhaltiger Stoffe sind in der Regel nur 25 bis
30 Prozent Zuschläge zu den Mineralbestandteilen derselben erforderlich,
ui, das richtige Verhältnis .für die Bildung von Roheisen bei der Verhüttung zu
erzielen.
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Durch die Zuschläge wird einesteils erzielt, daß die Gesamtmasse infolge
größerer und gleichmäßigerer Verteilung der Destillate in derselben für Gase durchlässiger
wird und demgemäß Versackungen durch vorzeitige Verflüssigung der Kohleneisenstoffe
nicht mehr eintreten, andernteils wird dadurch der Brennstoffgehalt bzw. Heizwert
des Kohleneisens in der Masse unbeschränkt und unmittelbar zur vollkommensten Ausnutzung
für die Verhüttung gebracht.
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Das Verfahren kann entweder durch Vermischen der möglichst trockenen
kohleneisenhaltigen Stoffe mit den Zuschlägen oder durch abwechselnde, entsprechend
dünne Schichten von Kohlenerz und Zuschlägen im Schmelzofen durchgeführt werden.
In beiden Fällen verteilen sich die Schwelgase und Dämpfe auch auf die Zuschläge,
so daß sie einen Widerstand für die Gasdurchlässigkeit und Verbrennung nicht mehr
bieten. Es können auch die Kohlenerze mit den Zuschlägen oder umgekehrt durch Einbinden
in Stückform gebracht werden, sofern der eine oder andere Stoff genügend Bindefähigkeit
besitzt, wie z. B. eisenhaltiger Torf oder Kalkmergel.
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Zur Verhüttung dieser Masse kann man sich sowohl .des gewöhnlichen
Hochofens bedienen, als auch wegen der noch besseren Gasdurchlässigkeit für das
Material Dreh- oder Trommelöfen, insbesondere den Siemensschen »Rotator«, verwenden.
Der Prozeß verläuft dann in der Weise, daß die kohlenhaltigen Stoffe durch Anheizen
des Ofens zur Entzündung gebracht und zur Erzielung der erforderlichen Hochtemperatur
unter möglichst erhitzter Gebläseluft gehalten werden, wobei die enthaltene Kohle
nicht nur ganz oder teilweise die Wärme für den Schmelzprozeß liefert, sondern auch
gleichzeitig durch Kohlenoxvdbildung das enthaltene Eisen zu Roheisen reduziert.
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Wenngleich bei der direkten Verhüttung kohleneisenhaltiger Stoffe
nicht immer hochwertiges Roheisen, sondern vielfach nur sogenanntes Schlacken- oder
Schwammeisen erzielt wird, so unterliegt es doch keinem Zweifel, daß auch dieses,
namentlich in den Zeiten wirtschaftlicher Not, von Bedeutung ist, zumal es sich
namentlich zu Gußgegenständen ohne weiteres verarbeiten läßt. Es läßt sich aber
auch Schmiedeeisen und Stahl daraus herstellen.
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Die neue technische Wirkung und der wirtscliaftliche Vorteil der Erfindung
besteht erstens in der gemeinsamen Erfassung und direkten Verwertung von Eisen und
Kohle, zweitens in der .mit Hilfe der Zuschläge ermöglichten Durchführbarkeit der
unmittelbai en Gewinnung von Roheisen aus diesen, drittens in der durch die Vereinigung
von Kohle und Eisenerz bedingten Vereinfachung und Verbilligung der Verhüttung,
und viertens in der Ersparnis bzw. Ersetzung des Brennmaterials durch vollkommene
und unrnittelbare Ausnutzung des im Kohleneisenerz enthaltenen Heizwertes.