DE447851C

DE447851C - Process for carrying out chemical reactions in an electric furnace

Info

Publication number: DE447851C
Application number: DEN24067D
Authority: DE
Original assignee: Det Norske Aktieselskap for Elektrokemisk Industri
Current assignee: Det Norske Aktieselskap for Elektrokemisk Industri
Publication date: 1927-08-03

Description

Verfahren zum Durchführen von chemischen Umsetzungen im elektrischen Ofen. Die Erfindung betrifft -ein Verfahren zur Ausführung von elektrothermischen Prozessen bei sogenannten selbstbrennenden Elektroden, d. h. Elektroden, die aus einem- gebrannten und einem ungebrannten Teil bestehen. Der gebrannte Teil dient als Elektrode eines elektrischen Ofens, während der ungebrannte Teil durch Wärmezufuhr allmählich gebrannt wird, je nachdem die Elektrode verbraucht wird.Process for carrying out chemical reactions in the electrical Oven. The invention relates to a method for performing electrothermal Processes with so-called self-burning electrodes, d. H. Electrodes that are off one fired and one unfired part. The burned part is used as the electrode of an electric furnace, while the unfired part is supplied with heat gradually burns as the electrode is consumed.

Es hat sich gezeigt, daß derartige selbstbrennende Elektroden zur Ausführung besonderer Reaktionen vorzüglich geeignet sind. Man kann nämlich die Elektrode aus der Reaktionsmischung selbst, mit oder ohne andere Zusätze herstellen. Der erwünschte Prozeß findet dann in der Elektrode selbst statt. Dies kann bei Durchführung von solchen Reduktionsprozessen besonders vorteilhaft sein, bei denen die Elelctrodenkohle ganz oder teilweise die Reduktion besorgen kann. Die mechanische Ausführung solcher zusammengesetzter Elektroden ist dieselbe wie für gewöhnliche Dauerelektroden. In vielen Fällen wird es deshalb vorteilhaft sein, die Elektrode in bekannter Weise mit Metallmantel und Rippen auszuführen, wodurch die Stromzufuhr erleichtert wird. Im allgemeinen muß sich die Konstruktion der Elektrode nach dem durchzuführenden Prozeß und nach den lokalen Verhältnissen richten. In den meisten Fällen wird es vorteilhaft sein, das Verfahren kontinuierlich durchzuführen durch stetiges Auffüllen neuerElektrodenmasse auf den noch ungebrannten Teil der Elektrode. Das Verfahren kann jedoch auch für einen unterbrochenen Betrieb benutzt werden. In den Abbildungen ist eine praktische Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Die Vorrichtung nach Abb. i kann zur Durchführung einer Reduktion von Eisenerz und anderen Erzen Verwendung finden. In diesem Falle wird die Elektrode aus einer Mischung von fein gepulvertem Erz mit Koks und ähnlichem kohlenstoffhaltigen Material unter Verwendung von Teer, Pech oder anderen flüssigen Bindemitteln hergestellt. Das die Elektrode bildende Material wird in einen metallischen Mantel2 eingestampft, der mit in die Elektrodenmasse hineingehenden Rippen 3 versehen ist. Die Elektrode kann auch aus Eisenerz allein hergestellt werden, das in den Mantel hineingestampft wird. In diesem Falle muß ein reduzierendes Gas in den Ofen eingeleitet werden, um eine Reduktion des Erzes hervorzurufen. Der Strom kann durch die Elektrodenfassung 4 mittels Zuleitungen 5 zugeführt werden. Bei richtiger Wahl des Verhältnisses Kohle zu Erz kann man beim Schmelzen von Eisenerz eine trockene Reduktion des Erzes in der Elektrode durchführen. Hierdurch erreicht man, daß diese in ihrem unteren Teil mehr oder weniger aus Schwammeisen besteht. Das Eisen behält während des Prozesses die Elektrodenform und zerfällt nicht zu Pulver. Es kann von der Elektrode entweder in fester Form entfernt werden oder auch in einem Ofen geschmolzen werden, in welchen das untere Ende der Elektrode ausmündet; dieses letztere Verfahren ist in der Abb. i dargestellt. Um dies durchzuführen, kann man gewöhnliche Elektroden, in Abb. i mit b bezeichnet, zum Abschmelzen der Erzelektrode verwenden. Auf diese Weise kann man in einem Verfahren eine unmittelbare Darstellung von Stahl oder Eisenlegierungen von bestimmtem Kohlenstoffgehalt durchführen.It has been shown that such self-burning electrodes for Execution of special reactions are excellently suited. Namely, you can Prepare the electrode from the reaction mixture itself, with or without other additives. The desired process then takes place in the electrode itself. This can be done when performing be particularly advantageous from such reduction processes in which the Electrode carbon can take care of the reduction in whole or in part. The mechanical execution of such composite electrodes is the same as for ordinary permanent electrodes. In In many cases it will therefore be advantageous to use the electrode in a known manner To be carried out with a metal jacket and ribs, which facilitates the power supply. In general, the design of the electrode must depend on the one to be carried out The process and the local conditions. In most cases it will It may be advantageous to carry out the process continuously by means of constant replenishment new electrode mass on the still unfired part of the electrode. The procedure however, it can also be used for interrupted operation. In the pictures a practical embodiment of the invention is illustrated. The device according to Fig. i can be used to carry out a reduction of iron ore and other ores Find use. In this case, the electrode is made of a mixture of fine using powdered ore with coke and similar carbonaceous material made of tar, pitch or other liquid binders. That the electrode forming material is pulped into a metallic jacket2, which is incorporated into the Ribs 3 going into electrode mass is provided. The electrode can also be made from Iron ore can be produced by itself, which is pounded into the mantle. In this Trap a reducing gas has to be introduced into the furnace in order to achieve a reduction of the ore. The current can flow through the electrode holder 4 by means of leads 5 are fed. With the correct choice of the ratio of coal to ore, one can use the Smelting iron ore will perform a dry reduction of the ore in the electrode. In this way one achieves that these are more or less made of sponge iron in their lower part consists. During the process, the iron retains the shape of the electrodes and disintegrates not to powder. It can be removed from the electrode either in solid form or in a furnace, in which the lower end of the electrode empties; this latter procedure is shown in Fig. i. To do this, you can use ordinary electrodes, denoted by b in Fig. i, to melt the Ore electrode use. That way you can in one proceeding a direct representation of steel or iron alloys with a certain carbon content carry out.

Das beschriebene Verfahren bietet gegenüber allen bekannten Verfahren sehr erhebliche, leicht ersichtliche Vorteile. Es löst ein altes Problem der metallurgischen Industrie in einfachster Weise.The method described offers advantages over all known methods very significant, easily seen advantages. It solves an old metallurgical problem Industry in the simplest way.

Die Elektrode kann in sehr großen Abmessungen ausgeführt werden, z. B. mit einem Durchmesser von 2 m oder mehr. Um eine praktische, vorteilhafte Spannung der Öfen zu erreichen, können mehrere Elektroden in Serie geschaltet werden. Die Elektrode kann im Ofen aufgehängt werden oder sich auf dessen Boden stützen. Sie kann entweder homogen sein oder einen gut leitenden Kern 9 enthalten, wie in Abb. d. gezeigt, uni welchen die Reaktionsmischung gestampft ist. Gegebenenfalls kann der Strom dem besser leitenden Elektrodenkern unmittelbar zugeführt werden. In diesem Falle kann es vorteilhaft sein, die Rippen länger zu machen, so daß sie mit dem Kern Kontakt bilden, wie in Abb. q. (9a) gezeigt ist.The electrode can be made in very large dimensions, e.g. B. with a diameter of 2 m or more. A practical, advantageous tension To reach the furnace, several electrodes can be connected in series. the Electrode can be hung in the oven or leaned on the floor. she can either be homogeneous or contain a highly conductive core 9, as shown in Fig. d. shown to which the reaction mixture is tamped. If necessary, can the current can be fed directly to the more conductive electrode core. In this In case it can be advantageous to make the ribs longer so that they are with the Form core contact as in Fig. Q. (9a) is shown.

Abb. :2 veranschaulicht eine andere Ausführungsform des Verfahrens, die sich beispielsweise für die Darstellung von Zink oder Zinkoxyd eignet. Die Elektrode i" ist hier in derselben Weise hergestellt, wie oben für Eisenerz beschrieben. Bei der Durchführung dieses Verfahrens kann man die Elektrode sich vertikal durch den Ofen bewegen lassen, indem sie bei ihrem unteren Ende io, wie in Abb. 2 gezeigt, unterstützt wird. Bei der Unterkante des Ofens passiert die Elektrode einen Verschluß i i von Koks oder ähnlichem Material, der von der Platte 12, die auch als Stromkontakt dient, getragen wird. Die Temperatur wird zweckmäßig so hoch gehalten, daß der Zink in Gasform abgetrieben und in einer Vorlage 13 kondensiert werden kann.Fig. 2 illustrates another embodiment of the method, which is suitable, for example, for the representation of zinc or zinc oxide. The electrode i "is here made in the same way as described above for iron ore Performing this procedure one can look vertically through the electrode Let the furnace move by at its lower end io, as shown in Fig. 2 is supported. At the lower edge of the furnace, the electrode passes a lock i i of coke or similar material from the plate 12, which also acts as a power contact serves, is worn. The temperature is expediently kept so high that the zinc driven off in gaseous form and condensed in a template 13.

Der Mantel wird zweck mäßig mit einer ausreichenden Anzahl von Löchern 14 versehen. Die Stoffe liegen während des Prozesses ganz ruhig, und die Elektrode behält ihre Form. Es entsteht deshalb im Ofen kein Staub, und das Verfahren kann auch sonst unter den möglichst günstigen Temperaturverhältnissen durchgeführt werden, wodurch die beste Ausbeute an flüssigem Zink erhalten wird.The jacket is expediently moderately with a sufficient number of holes 14 provided. The substances lie very still during the process, and so does the electrode keeps its shape. There is therefore no dust in the oven and the process can also otherwise be carried out under the most favorable temperature conditions possible, thereby obtaining the best yield of liquid zinc.

Das Verfahren eignet sich auch zur Darstellung einer Reihe anderer Stoffe, wie Natriumcyanid, Aluminiumnitrid, Siliciumcarbid u. dgl.The method is also suitable for representing a number of others Substances such as sodium cyanide, aluminum nitride, silicon carbide and the like.

Die hier beschriebenen Elektroden können auch wagerecht, wie in Abb. 5 und 6 gezeigt. angebracht werden. Die Elektrodenmasse i, wird dann zweckmäßig in durch den Ofen in horizontaler Richtung passierende Wagengestampft oder gefüllt (s. Abbildung). Der Ofen ist mit 18, die Wagen sind mit i9 bezeichnet. Sie werden auf dem Gleis 2o durch den Ofen geführt. Metallische Rippen 22 werden in die Masse eingebettet. Der Strom wird den Rippen 22 des in den Ofen gerade hineinlaufenden Wagens durch Stromabnehmer 24 zugeführt. 25 sind dessen Zuleitungen, 26 die Kabelschuhe. Um den Stromdurchgang zu sichern, werden die Rippen 22 des einen Wagens mit denen des vorhergehenden Wagens durch Verbindungsstücke 23 verbunden. Beim Ein- und Ausgang des Ofens sind Verschlüsse 27 und 28, mit Koks oder ähnlichem Stoff gefüllt, angeordnet. Beim Ausgang, Verschluß 28, ist ein Kontakt 29 eingeführt, durch den der zugeführte Strom wieder abgeleitet wird. Zwischen den Wagen und den Ofenwänden sind Sandverschlüsse 30 angeordnet.The electrodes described here can also be used horizontally, as shown in Fig. 5 and 6 shown. be attached. The electrode mass i is then appropriate tamped or filled in carriages passing through the furnace in the horizontal direction (see illustration). The oven is marked 18, the carriages are marked i9. you will be on track 2o through the furnace. Metallic ribs 22 are in the bulk embedded. The stream is the ribs 22 of the straight running into the furnace Car supplied through pantograph 24. 25 are its supply lines, 26 are the cable lugs. In order to secure the passage of the current, the ribs 22 of the one car with those of the preceding carriage connected by connecting pieces 23. At the entrance and exit The furnace closes 27 and 28, filled with coke or similar material, are arranged. At the exit, closure 28, a contact 29 is inserted through which the supplied Electricity is diverted again. There are sand locks between the car and the furnace walls 30 arranged.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for carrying out chemical reactions in the electric furnace, characterized in that the reaction mixture with or without additives to a self-burning electrode serving as a resistance body formed and brought to reaction temperature by the heat of current developed in the electrode itself is brought.

2. The method according to claim i, characterized in that the thereby electrodes used are surrounded by a metallic jacket.

3. Procedure according to claim i, characterized in that the electrodes used therein Electricity supplied by means of metallic ribs or similarly acting devices which are inserted into the electrode and thereby the required electrical Bring out contact. q .. Application of the method according to claims i to 3 on the reduction of zinc oxide and on the representation of steel or iron with Desired low coal content from powdered iron ore.