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Für metallurgische Zwecke dienender elektrischer, kreisender oder
schwingender Ofen. Für metallurgische Zwecke dienende, kreisende oder schwingende
elektrische Ofen mit durch die Seitenwände gesteckten Heizelektroden, bei denen
die eine Seitenwand mit einer mit dem Ofen gleichachsigen Trommel von kleinerem
Durchmesser verbunden ist, sind bereits bekannt.
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Gemäß der Erfindung werden Ofen dieser Art in der Weise ausgebildet,
daß die Vorbehandlung, z. B. die Vorwärmung und Vorreduktion
des
Gutes vor der Einführung in den elektrischen Ofen, wo die Endreaktion erfolgt, bzw.
die Vorwärmung von Reduktionsmitteln, z. B. Kohle, oder anderen zur Ausführung des
Ofenprozesses nötigen Maßnahmen stattfinden können. Zu diesem Zweck sind erfindungsgemäß
die beiden in bekannter Weise mit dem Ofen verbundenen Seitenwände mit Trommeln
verbunden, in welchen die genannte Vorbehandlung des Gutes und gegebenenfalls auch
eine Weiterbehandlung des in dem elektrischen Ofen erhaltenen Enderzeugnisses vorgenommen
werden kann. Die Trommeln können zwecks Schaffung besonderer Ofenkammern stellenweise
erweitert sein sowie aus mehreren Abteilungen gebildet werden.
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In den Zeichnungen sind einige Ausführungsformen der Ofenanlage in
senkrechtem Längsschnitt schematisch dargestellt.
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Abb.-i veranschaulicht eine für die Herstellung von Eisen zweckmäßige,
erfindungsgemäß angeordnete Ofenanlage. i ist ein elektrischer Dreh- oder Schwingofen
mit den Elektroden 2, 3 und zentralen, von Kragen 4, 5 umgebenen Seitenöffnungen.
An dem Kragen 5 schließt sich die V orreduktionstrommel 6 an, die wiederum durch
Kragen 8 mit der Vorwärmetrommel7 verbunden ist. In dieser Trommel mündet ein Gebläserohr
g mit dem Mundstück io für die Luftzufuhr bei Verbrennung von Gas in der Trommel.
Die Trommel ist mit einer Kammer i2, von welcher die Verbrennungsprodukte durch
einen Schornstein 17 entfernt werden, verbunden. 16 ist eine Beschickungsvorrichtung,
von welcher die Beschickung durch ein Rohr 14 in die Vorwärmetromme17 eingeführt
wird. In den Kragen .4 am anderen Ende der Anlage mündet ein Rohr 13, durch welches
Kohle von einem Kohlenbehälter 15 in den elektrischen Ofen eingeführt wird.
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In dieser Anlage wird Eisen in folgender Weise erzeugt. Die Erzbeschickung
wird ohne Kohlenzusatz in die Trommel 7 eingeführt, wo sie vorgewärmt und der Drehung
der Anlage zufolge der Vorreduktionskammer 6 allmählich zugeführt wird. In dieser
Kammer wird das Erz der Wirkung von Kohlenoxyd ausgesetzt, wodurch eine Vorreduktion,
d. h. eine Entnahme eines Teils seines Sauerstoffgehalts, erfolgt. Von dieser Kammer
gelangt das reduzierte Erz durch den Kragen 5 in den elektrischen Ofen i, wo es
mit durch den Kragen 4 eingeführter Kohle vermischt und der Reduktionsvorgang abgeschlossen
wird. Das ausreduzierte geschmolzene Eisen und die Schlacke werden von Zeit zu Zeit
entfernt. Bei dem Reduktionsvorgang in dem elektrischen Ofen i wird dasjenige Kohlenoxyd
erzeugt, das bei der Vorreduktion in der Vorreduktionskammer 6 zur Verwendung kommt,
bei welcher Vorreduktion so viel Wärme erzeugt wird, daß dieselbe zusammen mit der
durch das Gas selbst mitgebrachten M ärme den Bedarf an M ärme in der Kammer 6 deckt.
Das in dem Gase nach der Vorreduktion zurückbleibende Kohlenoxyd wird in der Vorwärmetrommel7
vollständig verbrannt; falls aber diese Gasmenge zum Vorwärmen nicht genügen würde,
so kann ein zweckmäf iger Brennstoff z. B. durch das Rohr 18 eingeführt werden.
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Abb.2 stellt eine andere Ausführungsform dieser Anlage dar. Die Vorwärmekammer
7 liegt hier in Form einer selbständigen Drehtrommel 21 höher als die Vorreduktionskammer,
die in dem verlängerten Kragen 5 des elektrischen Ofens angeordnet ist und mit der
Vorwärmekammer durch die ortsfeste Kammer 22 in Verbindung steht. Die Beschickung
wird der Vorreduktionskammer durch einen in dieselbe hineinragenden, in der Kammer
22 angeordneten Trichter 23 zugeführt. Durch die Kammer 22 läuft auch ein Rohr 26,
durcb welches Verbrennungsluft in das Innere der Trommel 2i eingeführt wird. In
der Kammer ii ist ein mit Klappen versehenes Gaseinlaßrohr 27 angebracht, wie auch
die beiden Kammern i i und 22 durch eine Leitung 28 miteinander verbunden sind.
Kohle kann, falls erwünscht, durch die Kammer 22 mittels der Speisevorrichtung 25
und des Rohres 24 in die Vorreduktionskammer eingeführt werden. Übrigens ist die
Anordnung dieselbe wie bei der Anlage nach Abb. i.
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Der metallurgische Vorgang ist auch derselbe wie in jener Anlage.
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Abb.3 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform zur fortlaufenden
Herstellung von Eisenschwamm. Das Speiserohr 13 ist hier mittels eines zweckmäf
ig kegeligen, durch den Kragen 4 sowie den Ofen i laufenden und in den Kragen 5
mündenden Rohres ig verlängert, durch welches Rohr die Kohle dem elektrischen Ofen
zugeführt wird. Der Kragen ist gegen die Kammer ii vollständig offen, so daß der
ausreduzierte Eisenschwamm durch den Kragen und eine in der Kammer angebrachte Schleusevorrichtung
2o kontinuierlich entfernt werden kann.
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Bei der Herstellung von Eisen in den oben angegebenen Anlagen ist
es durch entsprechendes Abpassen des Kohlenzusatzes möglich, Gußeisen, Stahl oder
Eisenschwamm von erwünschtem Gehalt an Kohle zu erzeugen.
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In Abb. 4 ist eine zur Herstellung von Zink aus komplexen Erzen zweckmäßige
Anlage derselben Art veranschaulicht. Diese Anlage stimmt mit den in Abb.2 dargestellten
im wesentlichen überein, die Unterschiede sind nur davon abhängig, daß es sich hier
um ein Metall handelt, das bei der Reduktion in Dampf übergeht. Die Kohle wird hier
nicht durch den
Kragen 4. eingeführt, weshalb die in Abb. 2 veranschaulichte
Kohlenzuführungsvorrichtung wegfällt. Der Kragen 4 ist fest mit dem beweglichen
Verdichter 38 verbunden, welcher an dem einen Ende mit einer mit V-asserverschluß
versehenen Rohrleitung 39 in Verbindung steht. Das andere Ende dieser Leitung
ragt in das Rohr 26 der Vorwärmetrommel 21 hinein. Der Kragen 5 ist gegen die Kammer
22 geschlossen und mit einer Speisevorrichtung 23 derart verbunden, daß die Dreh-
oder Schwingbewegung der Trommel nicht verhindert wird, der bei der Reduktion entstehende
Dampf aber nicht entweichen kann, sondern den Weg nach dem Verdichter nehmen muß.
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In dieser Anlage wird das Zink in folgender `'reise hergestellt. Die
Vorwärmetrommel2i wird durch das Rohr 1a mit einem komplexen oxydischen Erz und
Kohle gespeist. Die Beschickung wird in der Trommel durch Verbrennen von Kohlenoxyd
vorgewärmt und auch einer vorbereitenden Reduktion unterworfen, wobei Eisen, Blei
usw. ausreduziert werden. Die in dieser Weise vorbehandelte Beschickung gelangt
in den Kragen 5, bewegt sich durch denselben unter beginnender Ausscheidung von
Zink und gelangt endlich in den Ofen i, wo (las Zink vollständig ausreduziert wird
und sich in Dampfform entfernt. Die anderen Begleitmetalle sowie das Gestein werden
in dem Ofen angesammelt und können je nach den Verhältnissen entweder geschmolzen
und abgezapft oder von Zeit zu Zeit ungeschmolzen durch eine Offnung in dem Ofenmantel
oder in anderer Weise entfernt werden. Der Zinkdampf wird in einem Verdichter aufgefangen
und in flüssiges Zink übergeführt. Das bei der Reaktion in dem Ofen entstandene
Kohlenoxyd wird durch die Rohrleitung 39 nach der Vorwärmetrommel 21 geleitet,
wo es bei der Vorwärmung und der vorbereitenden Behandlung verwendet wird. Durch
die Ausscheidung der das Zink begleitenden Metalle in der Vorwärmetrommel wird eine
Kohlensäurebildung in dem elektrischen Ofen verhindert, wie auch die Vorwärmung
des Erzes einer Zersetzung des Kohlenoxyds sowie einer davon abhängigen Bildung
von Kohlensäure in dem genannten Ofen entgegenwirkt; beide diese Maßnahmen verhindern
deshalb die M iederoxydation des Zinkdampfes und sind also von Bedeutung bei der
Herstellung von Zink. Abb. 5 stellt eine zur Herstellung von Zinkoxyd aus sulpliidischem
Zinkerz zweckmäßige Ausführungsform der Anlage dar.
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Der Unterschied von der Anlage in Abb. i liegt darin, daß das Mundstück
io näher dem elektrischen Ofen als in jener Anlage liegt und daß der Kragen 5 verlängert
und derart angeordnet ist, daß er die Kammern 6 und 7 einräumt. Der Kragen 4 schlieft
sich gasdicht an das Speiserohr an.
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In einer solchen Anlage verläuft der Vorgang in folgender Weise: Das
sulphidische Erz wird in fein verteiltem Zustand durch das Rohr 14 in die Anlage
eingeführt. M ährend einer Vorwärtsbewegung-gegen den elektrischen Ofen r wird es
in der Kammer 7 vorgewärmt und. in der Kammer 5 mittels der durch das Mundstück
io eingepreßten Luft verbrannt. Die nicht reduzierten, in dem Erz zurückgebliebenen
Oxydrückstände gehen in den Ofen i, wo sie mit Kohle vermischt und reduziert werden.
Das dampfförmige Zink und das Kohlenoxyd strömen nach dem Kragen 5, wo der Dampf
in Oxyd verbrannt und zusammen mit den Verbrennungsprodukten durch das Rohr 17 entfernt
wird, um in bekannter Weise weiterbehandelt zu werden.