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Spirlet-Erzröstofen. Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen
an den unter dem Kamen »Spirlet-@fen« bekannten Ofen zum Rösten von Erzen. Diese
Ofen enthalten mehrere kreisförmige übereinander angeordnete feuerfeste Herdflächen,
die abwechselnd fest und beweglich sind. Jede Herdfläche besteht aus einer dicken
Platte aus feuerfestem Material, die leicht nach oben gewölbt und in einen kreisförmigen
metallischen Rahmen gefaßt ist. Die Fassungsrahmen der festen Herdflächen hängen
mit einem festen Rahmenwerk zusammen. Die Fassungen der drehbaren Herdflächen sind
außen mit einer kreisringförmigen Schiene versehen, die auf Laufrollen ruht, deren
Achsen an dein festen Rahmenwerk sitzen. Die Drehung der beweglichen Herdflächen
wird durch einen geeigneten Antrieb bewirkt. Die Rührzähne bestehen aus feuerfesten
Blöcken in Form dreiseitiger Prismen finit senkrechten Kanten, deren obere rechtwinklige
Grundflächen in die Unterseite jeder festen Herdfläche eingefügt sind. Diese Blicke
sind nach Art einer Spirale oder jedenfalls derart angeordnet, daß die Wirkung jedes
einzelnen Blockes durch den nächstfolgenden nicht gestört wird und eine bedueine
Reinigung möglich ist.
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Röstöfen dieser Art werden z. Zt. nur zum Rösten von Blende benutzt.
Wegen des nahen Aneinanderliegens der Herdflächen und der geringen Strahlung ist
die Verbrennung sehr lebhaft, und es werden leicht Temperaturen von 85o bis goo°
erreicht. Da es für den Röstvorgang sowie zur Erhaltung des feuerfesten Materials
wichtig ist, diese Temperatur nicht zu überschreiten, läßt sich mit Hilfe dieser
Ofen täglich nur eine verhältnismäßig geringe Menge Blende verarbeiten. Ein Ofen
von 4,70 in Durchmesser mit vier Herdflächen, von denen zwei beweglich sind, kann
eine tägliche Beschickung von q. bis 4,5 t Bleiglanz aufnehmen, die 14 Prozent Blei
und 28 Prozent Schwefel enthält. Die Oxydationsluft-inuß heiß zugeführt werden,
was einen Verbrauch an Kohle von ungefähr 6 Prozent des Gewichts der rohen Blende
beuingt.
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In einem solchen Ofen konnte man pro Tag nur ungefähr 2 bis 2,5 t
Pyrit rösten. Das hat seine Ursache in der bei der Verbrennung von Pyrit entwickelten
Hitze, die bei gleichem Gewicht der verarbeiteten Erze erheblich größer ist als
die beim Verarbeiten von Bleiglanz entwickelte, da Pyrit ungefähr 5o Prozent Schwefel
enthält und seine Verbrennung mehr exothermisch verläuft.
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Metallische Rünrzähne widerstanden den in einem solchen Ofen erreichten
hohen Temperaturen nicht, selbst wenn sie durch umlaufende Luft gekühlt wurden.
Man war deshalb genötigt, diese Zähne aus feuerfester
Erde herzustellen.
Dies Material verbindet sich aber mit den Elementen des Bleiglanzes, insbesondere
dem Blei, und es bilden sich Krusten von Bleisilikat. Man ist deshalb genötigt,
die Zähne mehrere Male am Tage mit einem metallischen Werkzeuge zu reinigen, was
viel Handarbeit erfordert und leicht zu Brüchen führt. Tatsächlich besitzen derartige
Zähne in den heißesten Zonen des Ofens nur eine Lebensdauer von drei bis sechs Monaten,
so daß der Ofen häufig stillgesetzt und die Herdflächen umgebaut werden müssen.
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Ein weiterer Nachteil ist, daß man aus dein zur Verwendung kommenden
feuerfesten Ton die Rührzähne nicht blattförmig ausbilden kann, da sie dann zu leicht
zerbrechlich wären. Aus diesem Grunde gibt man den Zähnen die Form einer dreiseitig
prismatischen Masse, deren ebener Teil hinten liegt. Daraus ergibt sich, daß die
Herdflächen beim Rühren durch die gesamte Oberfläche dieses rückwärtigen Teiles
bestrichen werden und daß zwischen jeder Furche des Arbeitsgutes ein leerer ringförmiger
Raum entsteht, der genau gleich der Breite des erwähnten rückwärtigen Teiles ist.
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Übrigens war es bisher nicht möglich, und zwar ebenfalls wegen der
Zerbrechlichkeit des benutzten feuerfesten Materials, die Zahl der Zähne zu vervielfachen
und ihnen in dem Maße, wie sie sich von der Mitte des Herdes entfernen, einen Querschnitt
zu geben, der der Verminderung der Furchenbreite als Funktion des Durchmessers entspricht.
Daraus ergibt sich, daß, je weiter man nach außen geht, die riligförinigen Blendenprismen
immer dünner werden. Infolgedessen wird die Herdfläche sehr schlecht für den Röstvorgang
ausgenutzt, und die im Ofen in Umlauf befindliche Materialmasse ist sehr gering.
Da nun aber eine unmittelbare Beziehung zwischen der Dauer des Aufenthaltes des
Arbeitsgutes im Ofen, d. h. der Dauer des Röstvorganges, und dem Gewichte der im
Ofen jeweils aufgespeicherten Arbeitsgutmasse besteht, ist die Dauer des Aufenthaltes
des Röstgutes im Spirletofen sehr gering. Sie beträgt in der Tat schätzungsweise
nur sechs Stunden.
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Es kommt noch hinzu, daß die Rührebene der Zähne senkrecht ist. Die
Folge davon ist, daß während des Vortriebes des Arbeitsgutes im Laufe der Röstung
die das Arbeitsgut bildenden Prismen unter den Zähnen zerdrückt werden. Dadurch
wird ihre Grundfläche verringert und infolgedessen auch die Reibung der Masse an
der Herdfläche. Aus diesem Grunde verschieben sich die Prismen lediglich im Wege
des Gleitens, und der Rührvorgang ist ganz ungenügend. Durch das am 7. Juni 1921
angemeldete französische Patent 536540 ist eine Form metallischer Rührzähne
bekannt geworden, die einen Teil der letzterwähnten Unzuträglichkeiten beseitigt,
indem sie die volle Ausnutzung der Herdflächen für das Rösten ermöglicht und ein
gründliches Durcharbeiten der Masse gewährleistet.
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Die an erster Stelle erwähnten Unzuträglicniceiten, nämlich die durch
die hohe TemperaWr, die Verkrustung usw. bedingten, werden gemäß vorliegender Erfindung
durch die Anwendung besonders ausgebildeter hohler und durch umlaufendes Wasser
gekühlter metallischer Rührarme vermieden. Jede Herdfläche besteht aus zwei gleichen
Hälften aus feuerfestem Material, zwischen denen ein sich diametral erstreckender
Rührarm der genannten Art eingelassen ist. Der Rührarm besteht aus Gußeisen oder
Stahl und wird wie die beiden Hälften der Herdfläche durch den ringförmigen metallischen
Fassungsrahmen der letzteren getragen. Der Rührarm der festen Herdfläche ist auf
seiner ganzen Länge hohl. Das Kühlwasser tritt auf dem einen Ende ein und auf dem
anderen aus. Dagegen erfolgt bei den drehbaren Herdflächen der Eintritt und der
Austritt des Wassers in der Mitte des Rührarmes durch zwei in der Richtung der Ofenachse
verlaufende konzentrische Rohre.
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Mit Hilfe dieser mit den obenerwähnten besonders ausgebildeten Zähnen
kombinierten Einrichtung war der Erfinder imstande, in einem Spirletofen, der die
obengenannten Abmessungen besaß, eine tägliche Verarbeitung voll 8 bis 9 t Bleiglanz
mit 28 Prozent Schwefelgehalt zu erreichen und sogar zu überschreiten. Das ist das
Doppelte der z. Zt. erreichbaren Leistungsfähigkeit, wobei noch zu bemerken ist,
daß die jetzt bei Spirletöfen erforderliche Hilfsheizung in Fortfall kommt. In demselben
Ofen wurde eine tägliche Leistung von 6 bis 7 t Pyrit erreicht.
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Im nachstehenden ist unter Bezugnahme auf die heiligenden Zeichnungen
eine Ausführungsform des verbesserten Röstofens beschrieben.
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Abb. i zeigt eine Hälfte eines mit den den Gegenstand der Erfindung
bildenden Einrichtungen versehenen Spirletofens, teils in senkrechtem Schnitt, teils
in Seitenansicht.
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Die Abb. 2 und 3 sind in kleinerem Maßstabe gehaltene schematische
Aufsichten auf eine feste bzw. eine drehbare Herdfläche.
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Abb. 4 stellt in einem zwischen dem der Abb. i sowie z und 3 liegenden
mittleren Maßstabe einen Ouerschnitt durch eine der Herdflächen dar.
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Bei der Ausführung nach Abb. i bestellt
der Ofen aus
drei festen Herdflächen oder Sohlen 1, 2, 3 und zwei beweglichen .4 und 5. Jede
feste Sohle ist von einem ringförmigen Rahmen 6 eingefaßt, der außen mit einer Ringschiene
7 versehen ist, die auf festen (nicht dargestellten) Trägern ruht. Jede bewegliche
Sohle besitzt einen ringförmigen Rahmen 8, der außen eine Ringschiene 9 trägt, die
auf (nicht dargestellten) senkrecht gelagerten Laufrollen ruht. Die Drehachsen dieser
Laufrollen sitzen fest in einem die Herdflächen umgebenden nicht dargestellten Rahmenwerk.
Die beweglichen Sohlen werden in bekannter Weise durch einen beliebigen geeigneten
Antrieb in Drehung versetzt.
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jede feste Sohle besteht (Abb. 2) aus zwei Halbsohlen io und i i aus
feuerfestem Material, die in die Fassung 12 eingelegt und in der Mitte durch einen
metallischen Rührarm 13 voneinander getrennt sind. Dieser Arm besteht aus einem
sich diametral über die Herdfläche erstreckenden Rohr, das am einen Ende mit einem
Zulaufrohr 14 für das Kühlwasser und am anderen Ende mit einem Ablaufrohr 15 in
Verbindung steht. Der hohle Rührarm 13 ist innen zweckmäßig mit einer senkrechten
Trennwand 16 versehen, die ihm einmal größere Starrheit verleiht und außerdem eine
größere Berührungsfläche für das lsühlwasser schafft, so daß bei gegebener Kühlwassermenge
innerhalb bestimmter Zeit eine größere Wärmemenge abgeführt werden kann, als wenn
die Ouerwand nicht vorhanden wäre.
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Der Rührarm 13 ist auf beiden Seiten des :Mittelpunktes unten mit
metallischen Zähnen 17, 18, i9 usw. versehen, die zweckmäßig mit den Armen aus einem
Gußstück bestehen und die Form, Abmessungen, Lage und Schrägstellung besitzen, wie
sie in dem erwähnten französischen Patent 53654o beschrieben sind. Die beweglichen
Herdflächen bestehen ebenfalls (Abb. 3) aus zwei Halbsohlen 2o, 2i aus feuerfestem
Material, die in den Fasstiligsring 22 eingelassen sind und zwischen denen, ebenfalls
auf dem Fassungsringe ruhend, ein Rührarm 23 liegt. Dieser Rührarm ist auf beiden
Seiten der senkrechten hreliachse mit Längswänden 24, 25 versehen, die sich von
der Mitte bis auf eine kurze Entfernung von den Enden des Armes erstrecken. In der
Mitte sind durch geeignete Trennwände zwei Kammern 2-6,27 gebildet, von denen die
eine, 26, beispielsweise mit einem senkrechten, zentral angeordneten Rohr 28 und
mit zwei auf ein und derselben Seite der Zwischenwände 24,25 gelegenen Kamniern
2-', 25' in Verbindung steht, während die andere Kammer 27 mit einem konzentrisch
zum Rohr 28 liegenden Rohre 29 sowie mit zwei Kaniniern 2q" und 25" in Verbindung
steht, die auf der anderen Seite der Trennwände 2.4, 25 liegen. Das innere Rohr
28 mündet mit seinem oberen Ende in einen Zuführungsbehälter 30 (Abb. i). Das äußere
Rohr 29, das am oberen Ende geschlossen ist, ist finit einem Hahn 31 versehen, der
über einem Behälter 32 für den Rücklauf des Wassers liegt. Das aus dem Zuführungsbehälter
30 kommende Kühlwasser läuft also durch das innere Rohr 28, die Verteilungskammer
26, die beiden Kammern 24' und 25' der Schenkel des Rührarmes, die beiden Kammern
24" und 25" derselben Rührarmschenkel, ferner durch die Abteilung 27, das
äußere Rohr 29 und strömt dann durch den Hahn 31 in den Behälter 32.
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Die Rührarme der drehbaren Herdflächen sind auf der Unterseite mit
Zähnen 33, 34, 35 usw. versehen, die zweckmäßig mit dem Rührarm aus einem Stück
gegossen sind und die ebenso wie die Zähne der festen Sohlen die Form und Abmessungen
sowie die Lage und Richtung besitzen, wie die in der französischen Patentschrift
53654o beschriebenen.
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Die Rohre 28,:29 durchsetzen natürlich eine entsprechende Zahl
der festen Herdsohlen und deren Rührbalken. Die so durchsetzten festliegenden Rührbalken
sind daher in ihrer glitte entsprechend einzurichten.
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Das äußere Rohr 29 trägt oberhalb der obersten Sohle einen nach unten
gerichteten Kragen 36, der in eine mit Sand gefüllte Rinne 37 eingreift, die auf
der oberen festen Sohle i angebracht ist. Hierdurch wird ein dichter Abschluß erzielt.
Die unterste bewegliche Sohle 5 ist mit Zähnen aus feuerbeständigen Material nach
Art der gewöhnlichen Spirletöfen versehen, da diese Zähne, die auf der letzten bereits
stark durch die in den Ofen tretende Lutt abgekühlten Sohle arbeiten, Zerstörungen
durch die Hitze weit weniger ausgesetzt sind.
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Die Wirkungsweise-des Ofens ist folgende: Das in gehöriger Weise zerkleinerte
Erz wird durch eine Oftnung der oberen festen Sohle i, die in der Nähe des Umfanges
dieser Sohle in derselben Entfernung von der Mitte wie der am weitesten entfernte
Zahn 17 angeordnet ist, eingeführt. Das Erz fällt auf die obere bewegliche Sohle
4., die sich in dein dargestellten Falle umgekehrt- wie der Uhrzeiger dreht und
den auf ihr gebildeten ringförmigen Röstguthaufen vor den am weitesten außen liegenden
Teil des Zahnes 17 bringt. Dieser Zahn 17 schiebt den r ingförmigen Haufen nach
der Mitte zu, und zwar tun eine Entfernung, die gleich dem Unterschiede der Entfernung
seiner Außenkante und seiner Innenkante von der Drehachse ist, wobei der sich ihm
darbietende Erzhaufen vollständig umgekehrt wird. Der auf diese
Weise
auf die Achse zu bewegte Haufen gelangt dann vor den am weitesten von der Mitte
entfernten Zahn if des gegenüberliegenden Schenkels des Rührarmes. Darauf wird der
Haufen vor den Zahn 18 geschoben, der ihn umwendet und ihn weiter nach innen schiebt.
In dieser Weise setzt sich die -Bewegung des Arbeitsgutes fort, bis das pulverisierte
Erz den mittleren Teil der Sohle 4 erreicht, die mit (nicht dargestellten) Öffnungen
versehen ist. Durch diese Öffnungen fällt das-Röstgut auf die feste Herdfläche 2,
und zwar an einer von dem Zahn 33 bestrichenen Stelle. Die Zähne 33, 34 35, 33@,
34@, 35@ usw. drehen sich entgegengesetzt den Zähnen des Rührarmes der oberen festen
Sohle i, derart, daß das Erzpulver in derselben Weise, wie oben beschrieben, von
dem mittleren Teil nach dem Umfange der festen Zwischensohle 2 zu wandert. Diese
ist in der Nähe ihres Umfanges mit einer Öffnung versehen, und zwar an einer dem
am weitesten außenstehenden Zahne entsprechenden Stelle. Das Erz wird dann von neuem
nach dem Mittelpunkt der beweglichen Sohle 5 zu geschoben und fällt auf die unterste
feste Sohle 3, auf der es durch die (nicht dargestellten) Zähne des Rührarmes der
beweglichen Sohle 5 nach außen geschoben wird. Hier wird es durch die Öffnungen
40 eines festen Mauerwerks 41 ausgetragen. Es fällt in die zu seiner Aufnahme bestimmten
Behälter 42. Im unteren Teile des Mauerwerkes vorgesehene Luftzuführungsöffnungen
43 gestatten der Luft, von unten in den Ofen einzutreten und von hier aus in der
Bewegung des Röstgutes entgegengesetztem Sinne zu «andern. Wie aus der vorstehenden
Beschreibung und der geschilderten Wirkungsweise hervorgeht, ermöglichen die Einrichtungen
gemäß der Erfindung eine vollkomene Ausnutzung der gesamten Fläche der Sohlen.
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Wassergekühlte Rührarme, bei denen die Zu- und Abführung des Kühlwassers
auf ähnliche Weise wie im vorliegenden Fall erfolgt, sind für Röstöfen anderer Art
bekannt. Im vorliegenden Fall handelt es sich aber lediglich urn die Anpassung bzw.
die Einfügung der Kühlanordnungen an bzw. in die besondere Gesamtbauart des Spirletofens.
Gleiches gilt für die Abdichtung der mittleren Wasserfiihrungsrobre.