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Ofen zur Durchführung thermochemischer Prozesse.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung thermochemischer
Prozesse, bei welchen es sich um die Behandlung verhältnismäßig großer Mengen Rohmaterials
handelt, wie z. B. beim Erennen von Kalk, Magnesit, Zement usw., beim Azotieren
von Karbid usw.
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Für diese Arbeiten sind zur Zeit entweder Schacht oder Trommelöfen
im Gebrauch, die durch Heizgase erhizt werden. Diese Öfen haben aber den Nachteil,
daß der thermische Nutzeffekt sehr schlecht ist und kein homogenes Produkt erzielt
wird wegen der ungenügenden Durchmengung des Materials; ferner ist die Raumbeanspruchung,
insbesondere bei Trommelöfen, sehr beträchtlich.
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Die Ursache für die ungleichmäßige Behandlung des Materials liegt
hier in der Verwendung verhältnismäßig starker Schichten in den Trommelöfen, die
nicht genügend durchmengt werden.
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Der mittlere Teil der Schicht kommt bei dem Durchgang durch den Ofen
fast nie in unmittelbare Berührung mit den Heizgasen und wird daher gegenüber den
nach außen gelegenen Teilen benachteiligt. Hierbei ist noch zu berücksichtigen,
daß die als Virärmeübertrager benutzten Gase schlechte B ärmeabgeber sind, so daß
auch ein großer Teil des Heizwertes derselben verloren geht.
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Andererseits sind auch elektrische Strahlungsöfen für metallurgische
und ähnliche Zwecke bekannt geworden, die z. B. einen feststehenden runden l reppenrost
nebst Sc hmelzwanne besitzen, wobei durch eine elektrische Scheibenflamme das Gut
nicht nur gesintert, sondern gleich anschließend zum Schmelzen gebracht wird. Nach
einer anderen Konstruktion wird das Gut auf einer abfallenden Bahn nur einmal an
einem Flammenbogen fortlaufend vorbeigeführt, wobei dasselbe nur für kurze Zeit
auf einer geraden Bahn einer Wärmebehandlung ausgesetzt ist, so daß für größere
Leistungen und eine intensive Einwirkung des Lichtbogens eine mehrmalige niederholung
des Arbeitsganges unbedingt erforderlich ist, was umfangreiche, auch räumlich ausgedehnte
Anlagen voraussetzt.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Ubelstände zu
beseitigen, was erfindungsgemäß dadurch geschieht, daß das Beschickungsgut in Form
einer dünnen Schicht auf einen drehbaren Herd an den Wärmequellen vorbeigeführt
wird, wobei als Wärmequellen freibrennende Lichtbögen oder über dem Beschickungsgut
radial angeordnete Heizwiderstände, z.B. Silitstäbe, benutzt werden.
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Bei einem derartigen Verfahren, bei welchem das Gut in der Hauptsache
durch die strahlende ß ärme erhitzt wird und das leicht kontinuierlich gestaltet
werden kann, ist die gleichmäßige Erwärmung des zu behandelnden Materials gewährleistet.
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Eine beispielsweise Ausführungsform eines Lichtbogenofens zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auf der Zeichnung veranschaulicht. Der Ofen
ist derart ausgebildet, daß man ohne weiteres mit Dber- oder Unterdruck, mit neutralen
oder an der Reaktion teilnehmenden Gasen arbeiten kann.
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Die Abb. I und 2 zeigen den Ofen in Schnittansicht
und
in Draufsicht mit einer Hälfte im Schnitt in der Höhenlage der Elektroden nach Abb.
I.
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Der Ofen besteht im wesentlichen aus einem drehbaren Herd a und einem
Gewölbe b, welch letzteres von einem unten trogartig ausgebildeten Mantel c getragen
wird. In den Trog d erstreckt sich ein Metallmantel e, der an dem drehbaren Herd
a befestigt ist. Der Herd ruht auf Führungsrollen f und erhält seinen Antrieb durch
ein auf dem zentral angeordneten Auslaßkanal g für das fertige Gut befestigtes Schneckenrad
12, das mit einer Schnecke kämmt. Diese kann in irgendeiner geeigneten Weise ihren
Antrieb von einer Kraftquelle aus erhalten. Der Trog d in Verbindung mit dem Mantel
e dient zur Herstellung einer Dichtung gegen die Außenatmosphäre. Zu diesem Zweck
kann der Trog mit einer geeigneten Flüssigkeit oder auch mit Sand angefüllt werden.
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Der Peripherie des Gewölbes zu befindet sich an diesem ein Trichter
I mit einem möglichst luftdicht geführten Schieber », durch den das Beschickungsgut
der Peripherie des Herdes zugeführt wird. Eine Arbeitstür n in der Seitenwandung
des Gewölbes dient zur periodischen Einführung eines nicht dargestellten Schabers
oder Kratzers, der das Gut von der Peripherie der Mitte des Herdes zuführt und es
gleichzeitig etwas umrührt. Diese Arbeit kann natürlich auch durch geeignete mechanische
Antriebsvorrichtungen selbsttätig bewerkstelligt werden.
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Die Elektroden o werden winklig einstellbar angeordnet und durch das
Umfassungsmauerwerk in den Ofen eingeführt. Zur Erzielung großer Eestrahlungsfiächen
kann das Gewölbe durch geeignete radiale Wandungen p unterteilt werden. Ein Rohr
q dient zur Zuführung von neutralen oder an der Reaktion teilnehmenden Gasen je
nach dem durchzuführenden Prozeß.
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Die Arbeit in dem Ofen verläuft wie folgt: Durch den Schieber m,
der selbsttätig und in Abhängigkeit von dem Schieber r an der zentral angeordneten
Auslaßöffnung gesteuert werden kann, wird das zu behandelnde Gut in Form einer verhältnismäßig
dünnen Schicht auf den Drehherd aufgebracht, nachdem dieser und das Gewölbe gut
angeheizt worden sind. Nach einer durch die Erfahrung zu bestimmenden Zeit, welche
infolge der starken u ärmeausstrahlung ziemlich kurz ist, wird durch die Tür n der
Schaber eingeführt und das Gut mehr der Mitte des Herdes zugelenkt, bis es schließlich
in die zentrale Öffnung g gelangt und durch r abgeführt werden kann.
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Die Anordnung kann natürlich auch so troffen werden, daß die -Zu-
und Abfuhr des Gutes in an sich bekannter Weise kontinuierlich erfolgt.
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Man kann auch mehrere derartige Öfen in Kaskade benutzen, um je nach
dem durchzuführenden Prozeß in dem einen die Vorbehand lung und in dem anderen das
Fertigmachen des Gutes zu besorgen.
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An Stelle von Lichtbögen kann man auch einen Ofen mit Heizwiderständen
benutzen, in diesem Falle wäre das Gewölbe etwas anders auszubilden, wobei die Heizstäbe
radial mit Bezug zu dem Herd anzuordnen wären. Die Stromzufuhr würde von der Mitte
des Gewölbes aus erfolgen durch eine an sich bekannte Schaltung.
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PTNT-ASPRÜCE: I. Ofen zur Durchführung thermochemischer Prozesse,
gemäß dem das zu behandelnde Gut ständig an einem Lichtbogen vorbeigeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen in an sich bekannter \kreise mit drehendem
Herde ausgebildet ist, dem das Gut von der Peripherie aus zugeführt wird und auf
dem es sich langsam der Mitte zu bewegt, um hier abgeführt zu werden, wobei die
Lichtbogen oberhalb des Herdes im Ofen vorgesehen sind.