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Drehrohrofen mit Kratzer und Wandheizkanälen. Die Erfindung betrifft
einen Drehrohrofen mit Kratzer und Wandheizkanälen zum gleichmäßigen Erhitzen von
pulverigem, vorwiegend eisenhaltigem, zum Anbacken neigendem Gut und besteht darin,
daB die Wandheizkanäle in Schraubenlinien verlaufen. Durch diese Anordnung der Wandheizkanäle
wird eine gleichmäßige Erhitzung auf hohe Temperatur erreicht und Betriebsstörungen
ausgeschlossen, die häufig bei der Verarbeitung von zum Anbacken neigenden Stoffen
auftreten.
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Der Ofen ist für verschiedene Reaktionen geeignet, namentlich .solche,
bei welchen ein Gas entwickelt wird, das man unverdünnt gewinnen will, oder bei
welchem die Einwirkung von Luft oder von Verbrennungsprodukten auf den Ofen vermieden
werden muB. Insbesondere soll der Ofen zur Reduktion von feinem Eisenerz durch Feinkohle,
Koks, Holzkohle usw. verwendet werden, wofür die Zeichnung eine Ausführungsform
darstellt.
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Es zeigen: Abb. r den senkrechten Längsschnitt durch den Drehrohrofen
mit seinen Anschlüssen, Abb. a einen Querschnitt nach der Linie A-<<< der
Abb. r. senkrecht zur Drehungsachse,
Abb. ,; einen Teildtic-:;clinitt
finit den Heizkanälen.
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Abb. 4. einen Querschnitt Bach der Linie 11`'-ß der Abb. i, Abb. 5
einen Längsschnitt durch das Entladungsende einer anderen Ausführungsform des Drehrohrofens,
Abb.6 eine Stirnansicht der Beschickungsseite des Drehrohrofens nach Abb. i, Abb.7
die Seitenansicht eines Teiles der Zylinderwand mit fien schraubenartigen Hauptkanälen.
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i ist der gedrehte Teil des Drehrohrofens, 2 der feste Vorderdeckel,
3 der feste Hinterdeckel, q. ein Vorwärmofen für das Erz, in diesem Falle ein direkt
geheizter Drehrohrofen von bekannter Bauart, 5 ein Hahn', welcher die Einführung
gleicher Mengen von vorgewärmtem Feinerz in den Ofen regelt, ohne daß Gasgemeinschaft
zwischen i und q- entsteht. Ein ähnlicher Hahn 6 dient dazu, das reduzierte Erz
nach der Leitung 7 abzuführen, welche z. B. mit einem Flammofen in Verbindung steht.
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Der Ofen 1 wird in der bei Drehrohröfen üblichen Weise in Drehung
versetzt. Ein drehbarer Kratzer erstreckt sich durch den ganzen Ofen. Vorgewärmtes
Feinerz aus d. wird durch den Hahn 5 und Leitung 22 sowie Feindohle durch eine Schnecke
23 in den Ofen eingeführt. Durch die gleichmäßige Zufuhr von Erz und Kohle und die
Drehung des Ofen kommt eine gute Durchinischung beider zustande. Etwaiger Zuschlag
kann entweder mit dem Erz oder mit der Kohle erfolgen. Die Schnecke 23 ist derart
umhüllt, daß der Ofen gegen die Außenluft gasdicht abgeschlossen ist. Die -Mischung
von Erz und Kohle wird ini Ofen zur Reaktion gebracht, wobei das Erz zu Eisen reluzier
t wird, und lie Kohle im wesentlichen zu Kohlenoxyd verbrennt. Das Eisen wird im
körnigen Zustande durch den Hahn 6, abgeführt. Das gebildete Gas hat einen großen
Wärmewert und dient zur Heizung des Drehofens. Zu diesem Zwecke wird es in die Wandkanäle
i i eingeführt. In der Ofenwand sind zur Zuführung von Luft Kanäle 12 vorgesehen,
welche am vorderen Ende der Kanäle i i ausmünden und darin die Verbrennung herbeiführen.
Diese Kanäle sollen in Schraubenlinien um den zvlindrischen Ofen herumlaufen, die
der Deutlichkeit halber in Abb. i zur Achse parallel laufend gezeigt sind. Bei der
in Abb. i gezeichneten Bauart sind die Kanäle 12 an der Außenseite angebracht und
laufen durch den größten Teil der Ofenwand. Die Luft wird dadurch vorgewärmt. Die
Verbrennung findet im Gleichstrom mit der Bewegung der Beschickung statt, um im
ganzen Ofen eine möglichst gleichmäßige- Temperatur aufrechtzuerhalten. die größte
Wärmezufuhr am Vorderende zu sichern, wo sie für die endotherinische Reaktion notwendig
ist, und die L`berliitzung des reduzierten Eisens zu vermeiden, welche seine Schmelzung
und eine unerwünschte Kohlung herbeiführen könnte. Damit festes Material nicht in
die Gaskanäle gelangt und diese verstopft, ist der Deckel :2 mit einer Erhöhung
21 ausgestattet, über welche Erz und Koks unmittelbar auf die innere Fläche des
Drehrohrofens fallen. Unter der Erhöhung 21 und dein Anfang der inneren Ofenfläche
ist ein ringförmiger Kanal i i i in dein drehenden Teii des Ofens aneordnet, von
dem die Heizkanäle i i ausgehen.' Da die Erhöhung 21 sich nur über den unteren Teil
Ales Deckels 2 ausstreckt. besteht Gasgemeinschaft zwischen dem Kanal i i i und
dem Ofeninnern. Im Kanal i i i sind in der Nähe des Umfanges Zwischenwände schräg
zur Drehrichtung angebracht, wodurch Becher 112 (Abb.6) gebildet werden, derart,
daß sie etwa in den Kanal geratenes Material finit nach oben führen, auf die Erhöhung
21 und über sie hinweg in den Ofen fallen lassen.
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Die gasdichte Abschließung zwischen denn Ofen i und den Deckeln 2
un (i 3 wird durch wassergekühlte Ringräume 2d., 34 auf den Deckeln :2 und 3 erhalten,
über welche an: drehenden Teil angebrachte Dichtungsflächen hingleiten, die gegen
die Ringräume derart gepreßt werden können, daY Ülschinierung möglich ist.
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Die Ofenwand besteht aus einem eisernen oder stählernen -Mantel, welcher
in gebräuchlicher Weise auf Rollen läuft und innerhalb dessen sich drei Schichten
15, 14. und 13 v0111 feuerfestem Material befinden. An die innere Schicht 13 werden
die höchsten Anforderungen gestellt, nicht nur in bezug auf Feuerfestigkeit, sondern
auch Widerstandsfähigkeit gegen die reibende und kratzende Wirkung des Erzes und
des Kratzers.
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In der Schicht 13 sind die Heizkanäle i i ausgespart, in der Mittelschicht
1:1. die Luftkanäle 12 (Abb. 3). Die Auslaßenden 17 der Wandheizkanäle münden in
einem Hohlring 18, der sich nicht dreht, exzentrisch zurr Drehrohrofen ist und oben
einen Abzug 11g besitzt (vgl. Abb. i und .4), sind ferner radial gerichtet und durchdringen
die Schichten 14 und 15 sowie den Mantel. Um letzteren nicht zu sehr zu schwächen,
verläuft der gestreckte Querschnitt der Auslaßenden mit der langen Seite parallel
zu der Achse des Ofens; auch der Querschnitt der Kanäle i i ist gestreckt, seine
lange Seite verläuft aber in der Richtung des Kreisumfanges, um die Heizfläche zu
vergrößern. Der Hohlring i 8 wird von feuerfestem Material 181 gebildet, das die
Zylinderwand verstärkend umschließt. Die Reibung wird durch Rollenlager an beiden
Seiten .aes
Kanals vermieden. Die Einlaßenden der Kanäle 12 sind
in ähnlicher Weise wie die Auslaßenden der Kanäle i i gebildet. Die aus dem Kanal
18 in die Leitung icg entweichenden Gase sind noch sehr heiß und können zu verschiedenen
Zwecken; verwendet werden, z. B. zum, Vorheizen des Erzes. Der Deckel 3 hat eine
Öffnung 31, durch welche Gas abgeführt oder zugeführt werden kann, j e nachdem mehr
oder weniger Gas als zum Heizen des Ofens i notwendig gebildet wird. So kann man
bei der Inbetriebsetzung des Ofens durch diese Öffnung z. B. Wassergas oder Generatorgas
einführen. Wenn der Ofen in vollem Betrieb ist, wird bei den meisten Erzen mehr
Gas erhalten werden, als zum Heizen des Ofens notwendig ist. Man kann dann den Überschuß
zum Schmelzen und Raffinieren des gebildeten Eisens, für das Vorwärmen des Erzes
usw. verwenden.
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Durch den ganzen Raum des Ofens i erstreckt sich ein Kratzer B. Dieser
besteht aus einer sechskantigen Hohlwelle 83, welche durch die Deckel_ und 3 hindurchgeht,
gegen diese gasdicht abgeschlossen ist, und durch deren Hohlraum 84 Wasser hindurchgeleitet
werden kann. Auf der sechskantigen Welle 83 sind T-förmige Krater 82 zweckmäßig
von »Monelmetall« je mit einer Buchse befestigt. Die Buchsen und die eigentlichen
Kratzer schließen sich einander an, und das Ganze -wird mittels Abschlußbuchsen
auf der Welle durch die Deckel 2 und 3 zusammengehalten. Die offenen Räume zwischen
den Buchsen und den eigentlichen Kratzern sind mit feuerfestem, die Wärme schlecht
leitendem Material 81 'angefüllt, um Wärmeverlust möglichst zu beschränken. Die
Drehrichtung der Kratzerwelle ist derjenigen des Ofens entgegengesetzt, so daß die
Kratzer 82 alle Krusten von der Ofenwand abkratzen. Die Kratzer werden in beliebiger
(nicht gezeichneter) Weise von außen angetrieben: Abb. 5 zeigt eine andere Ausführungsform
des Drehrohrofens, bei welcher die Heizung im Gegenstrom von Heizgas und Material
ausgeführt wird, das Gas nicht direkt aus dem Innern des Ofens entnommen wird und
die Verbrennungsluft nicht oder kaum vorgewärmt wird. Der Kratzer ist der Einfachheit
halber nicht gezeichnet.
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Der Ring a ist fest und schließt die z. B. auf dem Mantel des Drehrohrofens
angebrachten Winkeleisens gasdicht ab. Die zur gleichmäßigen Verteilung der Heizung
schraubenartige Ausführung der Heizkanäle ist aus Abb. 7 ersichtlich. In den Steinen,
welche die innere Schicht des Mantels bilden, sind schräg verlaufende Kanäle ausgespart,
welche sich an entsprechende Kanäle in den angrenzenden Steinen anschließen. Die
Schraubenform der Kanäle hat außerdem den Vorteil, die Länge der Kanäle zu vergrößern,
besonders wenn sie, wie gezeigt, noch schlangenförmig gewunden verlaufen.