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Verfahren zur Herstellung von Schwammeisen. Gegenstand der Erfindung
ist ein Verfahren und ein Ofen zur Herstellung von Schwammeisen. Es sind Verfahren
und Ofen bekannt, bei denen eine Mischung von Eisenerz und kohlenhaltigen Stoffen
durch eine Reduktionskammer 'geführt wird, in der eine reduzierende Atmosphäre aufrechterhalten
wird, und bei dem die Mischung in dieser Kammer einer durch Bestrahlung auf sie
wirkenden Erhitzung ausgesetzt wird. Bei diesen bekannten Ofen sind die Heizvorrichtungen
bei der Reduktionskammer durch Hitze ausstrahlende Wände getrennt. Die Mischung
von Erz und Kleinkohle wird bei solchen Ofen durch Rührarme aufgerührt und ge-\x-endet.
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Die vorliegende Erfindung zeichnet sich von diesen bekannten Verfahren
und Ofen dadurch aus, daß die auf einem im wesentlichen ebenen Herd befindliche
Mischung x-,7ährend der Erhitzung so bewegt wird, daß immer frische Flächen der
Hitzebestrahlung ausgesetzt werden und ein Zusammenbacken des Gutes verhindert wird.
Dabei wird die Erhitzung so geregelt, daß ein Schmelzen des reduzierten Eisens ausgeschlossen
ist. Die Mischung wird über ein Bett geleitet, daß aus einem Stoff besteht, der
sich nicht an dem zu bearbeitenden Gute festsetzt, und die Mischung wird, während
sie über das Bett hinweggeleitet wird, gewendet und umgerührt. Dieses Bett, auf
dein die Mischung ruht, besteht aus Kohle. Der Ofen zur Ausführung des Verfahrens
hat ein Bett, daß das zu bearbeitende Gut trägt und dessen -untere Seiten zwecks
Kühlung mit der Außenluft in Verbindung steht. Die Rührarme, welche dazu benutzt
werden, die Mischung aufzurühren und zu wenden, haben Oberflächen, die ebenfalls
aus einem Stoff hergestellt sind, der nicht an dem erhitzten oder reduzierten Erz
anbackt. Die Wände, welche die Heizvorrichtung von der Reduktionskammer trennen,
bestehen aus Carborundum, und die Wände der
Heizvorrichtung selbst
sind als Rohre ausgebildet. Die ganze Heizvorrichtung besteht aus einer Anzahl einzelner
einander ähnlicher Einheiten, die, unabhängig voneinander, abnehmbar über der Reduktionskammer
angebracht sind. Die Schaufeln der Rührarme bestehen aus Kohle.
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Die Zeichnungen stellen Ausfü hrungsbeispiele dar.
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Abb. i ist ein wagerechter Schnitt nach i-i der Abb. 2 durch einen
Herd, an welchem das Verfahren ausgeführt werden kann.
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Abb. 2 ist ein senkrechter Schnitt nach 3-3 der Abb. i.
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Abb. 3 ist ein senkrechter Schnitt nach 3-3 der gleichen Abbildung.
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Der Herd besteht aus einem Drehtisch i, der von der senkrechten Welle
2 getragen wird. Über dieser sich drehenden Sohle ist das Gewölbe 3 angeordnet,
und zwar in solchem Abstand, daß zwischen dem Gewölbe und der Sohle die Reduktionskammer
4 verbleibt. Wenn hier von einem Gewölbe gesprochen wird, so ist damit auf die Ausführung
nach Abb. i bis 3 Bezug genommen. Es ist jedoch selbstverständlich, daß auch eine
flache Decke zum Abschluß des Herdes gewählt werden kann. Jedenfalls ist die Decke
mit feuerfesten Steinen ausgefüllt.
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Die sich drehende Sohle besteht aus einer kreisrunden Blechplatte
6 mit zylindrischen Flanschen 7, so daß damit gewissermaßen eine Pfanne gebildet
wird. In dieser Pfanne befindet sich ein Bett aus einem Stoff, das an dem Eisen
oder anderem Metall nach seiner Ausscheidung aus dem Erz selbst bei jener Temperatur
nicht haften bleibt, die zur Ausübung des Verfahrens notwendig ist. Dieser Stoff,
der deshalb auf die Sohle aufgebracht wird, besteht vorzugsweise aus Kohle in der
Form von gemahlenem Koks. Die Welle 2 ruht auf dem Fußlager io und hat auch bei
i i ein Halslager, um den sich drehenden Herd gehörig zu unterstützen. Zur Drehung
dient das Schneckenvorgelege 12, 13, von dem die Schnecke auf der Ankerwelle 14
des Motors 9 sitzt. Durch die Decke des Herdes ragt eine Zuleitungsrinne 15, durch
die Erz und Reduktionsmittel dem sich drehenden Herd nahe dem Mittelpunkt zugeführt
werden. Diese Zuleitungsrinne ist nach Abb. 3 an eine Förderschnecke 16 angeschlossen,,
die in den Trichter 17 mündet. Die Förderschnecke wird vom ,Motor 18 gedreht.
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Über dem Herd befindet sich ein Rührwerk, das eine ständige Bewegung
der Erze während der Drehung des Herdes bewirkt, und das aus Armen i9 und 2o besteht,
die von beiden Seiten her in den Herd hineinragen, und die hohl sind, so daß durch
die Rohre 21 und 22 ein Kühlmittel ein- und ausgeleitet werden kann. Von diesen
Armen ragen nach abwärts die Schaufeln 23, die aus hitzebeständigem Stoff, vorzugsweise
Graphit, hergestellt sind. Sie sind schräg mit Bezug auf die Drehrichtung an den
Armen angebracht und üben infolge ihrer Winkeleinstellung eine Schubwirkung auf
das Erz und das Gut auf dem Herd aus. Dadurch wird diese Masse allmählich bis zur
Außenkante des Herdes hingeschoben und in einem Trichter 3o geleitet, der durch
die Rinne 31 mit der Ausstoßleitung 33 in Verbindung steht. In dieser befindet sich
die Förderschnecke 32, und auch hier ist bei 34 ein Kühlmantel angeordnet. Die Zuleitung
und Ableitung des Kühlwassers befindet sich bei 39 und 38, und die Schnecke 32 erhält
ihren Antrieb von der Welle 36 durch die Riemenscheibe 37.
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Die Arme des Rührwerkes sind vorzugsweise so verlegt, daß sie radial
durch den Herd hindurchgezogen werden können. Zu diesem Zweck sitzt jeder Arm auf
einem Schlitten oder Karren 25, der sich auf der Führung 26 verschieben läßt. Diese
Verschiebung wird dadurch erzielt, daß die Kurbel 29 mit dem Schlitten 25 verbunden
ist, ein Zahnrad 27 trägt, das -in die Zahnstange 28 eingreift.
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Die Blechplatte 6 am Boden des Herdes ist gegen die Außenfläche hin
gerichtet und befindet sich also beständig in einer kühleren Atmosphäre als der
Innenraum des Herdes.
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Die Mittel zur Beheizung des Ofens sind als Röhren 44 angedeutet,
welche sich in einem Abstand von dem zu behandelnden Gut befinden, so daß eine unmittelbare
Erwärmung ausgeschlossen ' ist. Sie bestehen aus feuerfestem Stoff und sind an dem
einen Ende offen, wie namentlich aus Abb. 3 hervorgeht. An dem offenen Ende befinden
sich die Brenner 45, und alle Röhren stehen an dem anderen Ende in Verbindung mit
dem Abschluß 46, an dem der Schornstein 47 angeschlossen ist. Für diese Heizröhren
kommt nur ein Stoff in Betracht, der feuerfest ist, dabei jedoch auch gut die Wärme
leitet. Carborundum oder ein ähnlicher Stoff ist zweckmäßig. Die Röhren werden von
der Decke des Ofens unterstützt, indem sie beispielsweise in Steinen 48 verlegt
sind, die nach Abb. 2 in gegenseitiger Verriegelung miteinander stehen und die an
verschiedenen Stellen des Herdes unter dem Gewölbe nach Art von Brücken verlegt
sind.
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Unter Benutzung dieses Ofens wird das Verfahren folgendermaßen ausgeübt:
Eisenerz, beispielsweise Magnetit, oder irgendein anderes, ein Oxyd enthaltendes
Erz oder Erzeugnisse, die bei der Entschwefelung von Erzen entstehen, werden mit
fein verteiltem, kohlenstoffhaltigem Gut, z. B. Kohlenklein oder Kohlenstaub, gemischt.
Das
von dein Trichter 17 zugeführte Erz in Mischung mit dem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel
fällt etwa in der Mitte auf den Herd auf. Es wird mit dem Herd gedreht und dabei
durch das Rührwerk radial nach auswärts geschoben. In dieser Bewegung nach der Kante
des Herdes hin findet dabei durch die Drehung des Herdes und durch die Platten 23
eine ständige Wendung des Erzbettes auf dem Herd selbst statt.
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Die Heizmittel 44 werden auf verhältnismäßig hohe Temperatur durch
die Brenner 45 gebracht, so. daß ihre Wände Weißglut annehmen. Ein Teil der Hitze
geht durch Ausstrahlung auf das Erzbett über und ein anderer Teil der Hitze wird
durch Ausstrahlung an die Wände der Kammer 4 abgegeben und von ihr auf das Erzbett
zurückgestrahlt. Auf diese Weise wird im Innern der Kammer eine Temperatur zwischen
95o und iooo° erhalten. Diese Temperatur genügt zur Reduktion des Erzes, ist aber
nicht hoch genug, um das Erz zu schmelzen. Wenn das Gut schließlich den Rand des
Herdes erreicht hat, ist es von Sauerstoff befreit. Es enthält das Eisen in metallischem
Zustand und besitzt ein schwammiges, poröses Gefüge. Durch den Trichter
30 und die Fördervorrichtung 32 wird es zur Auslaßöffnung 35 geschafft. Dabei
wird es so abgekühlt, daß eine Wiederaufnahme vom Sauerstoff nicht zu befürchten
ist.
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Das Erz selbst ruht auf einem Bett 8, das aus fein verteiltem Koks
oder Kohle besteht und das bei der Temperatur, die zur Reduktion des Eisenerzes
oder anderer Erze notwendig ist, sich nicht mit dem reduzierten Metall in flüssigem
Zustand verbinden kann. da seine untere Lage infolge ihrer Nähe an der von der Außenluft
gekühlten Platte 6 selbst gekühlt ist. Die Unterstützungsschicht des Erzes besitzt
also eine niederere Temperatur als das Erz und der mit dem Erz gemischte reduzierende
Kohlenstoff.