DE47101C - Cylindrischer Ofen mit schief angeordneter Drehachse - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 4O: Hüttenwesen.

Gegenstand dieser Erfindung ist ein sowohl für Reductions- als auch Oxydationszwecke geeigneter, vornehmlich aber bei dem unten beschriebenen Regenerirungsprocefs von kohlensaurem Baryt zu benutzender Ofen, in welchem die durch Regenerativfeuerung erzielbare hohe Temperatur durch rationelle Bewegung der zu bearbeitenden Massen einerseits und wechselnde Flammenrichtung andererseits zu erhöhter Wirkung auf die Massen gebracht wird. Um eine solche, d. h. unausgesetzte, durchgreifende Bewegung hervorzubringen, ohne Handarbeit mit Krücken oder leicht abnutzbare Rührvorrichtungen zu Hülfe nehmen zu müssen, wird der in einem Eisenmantel steckende cylindrische Drehherd, wie er u. A. bei den sogenannten Revolveröfen zur Sodaschmelze in Gebrauch ist, um eine Drehachse in Bewegung gesetzt, welche mit der Cylinderachse einen Winkel einschliefst, und solcher Herd in geeigneter Weise mittelst Regenerativfeuerung bei abwechselnd entgegengesetzter Flammenrichtung betrieben. Die schiefe Auflagerung des Drehherdes sichert ein gründliches Durcheinanderwerfen der Massen, was namentlich in solchen Fällen von Wesenheit ist> wo das im Ofen zu behandelnde Gut aus einer Mischung verschiedener Körper besteht und es auf innige Vermengung dieser ankommt. Aufserdem führt diese Auflagerung die Möglichkeit herbei, die schon geschmolzenen Massen von den noch festen Bestandtheilen zu trennen und diese der Wärmequelle direct zugänglich zu machen. Die Endflächenprojectionen des Ofencylihders liegen, diagonal gegen einander versetzt, excentrisch in den die Drehbewegung ermöglichenden Tragringen a, und es laufen dieselben auf je zwei Gleitrollen und können mittelst Stirnradbetriebes b durch eine hinter dem Ofen stehende Maschine in Umdrehung versetzt werden. Die Rollen mit der Antriebvorrichtung für den Ofencylinder, bestehend aus dem auf gleicher Welle sitzenden Stirnrad c und Schneckenrad s, welch letzteres in Eingriff mit der Welle w steht, finden sich auf einer fahrbaren Platte ρ angebracht, so dafs man den ganzen Herd für Erneuerungsarbeiten und ähnliche Zwecke ohne Schwierigkeiten ausschalten kann.

Die Gas- und Lufteinführungs-, sowie Rauchgasabführungsöffnungen k I, denen die Oeffnungen d e d¹ e¹ der feststehenden Füchse entsprechen, sind derartig angebracht, dafs sie concentrisch zu dem· Umfang der Tragringe liegen. Durch dergleichen mit der Flammenrichtung änderbare Schrägstellung des Cylinders erfolgt zugleich eine Trennung der geschmolzenen von den weniger bearbeiteten Massen, und letztere werden solchergestalt für die Flamme oder ihre Strahlung zugänglicher; aufserdem erhält man einen für die jeweilige Flammenrichtung zweckmäfsig geneigten Herd, welcher Umstand für Reductions- und Oxydationsprocesse von besonderer Bedeutung ist.

Um zur Kühlhaltung der Aufsenwandung des Drehherdes möglichst beizutragen, erfolgt die Aufmauerung des Ofens innerhalb seines Eisenmantels in der Art, dafs in der Berührungsschicht der Steine mit dem Eisen Kanäle χ in der Längsrichtung des Cylinders, sowie radial an seinen Endflächen ausgespart sind, damit durch Lochung y in den Stirn-

wänden des Eisenmantels eintretende kühlende Luft innerhalb des Eisenmantels kreisen könne. Die Herstellung dieser Kanäle geschieht am besten durch Verwendung entsprechender Faconsteine.

Zur Ausnutzung der von dem Herde an die Luft abgegebenen Wärme kleidet man den Ofen, wenn die Umstände es erlauben bezw. wünschenswerth machen, derart ein, dafs er in eine Kammer zu stehen kommt, welche auf der Vorderseite des Ofens durch eiserne, an ihrem unteren Theile mit Luftzuführungsöffnungen versehene Thore ^ verschliefsbar ist. Die aus der Kammer oben abzuführende erhitzte Luft wird dann in Trocken- oder Vorwärmkammern geleitet oder einem sonst naheliegenden Zwecke dienstbar gemacht.

Eine sorgfältige Abdichtung der Cylinderstirnflächen mit den stehenden Füchsen kann in der Weise bewirkt werden, dafs die aus dem Halse h des Ofens hervorspringende Steinfütterung (wie aus der Einzelzeichnung in Fig. 4 ersichtlich) von einem aus Stücken weicher, feuerfester Masse gebildeten, durch Eisenschellen f gehaltenen und durch an letzteren wirkende Federn g oder Schrauben in der Längsrichtung des Ofens beweglichen Ring r umspannt bezw. überragt wird. In dem Mafse, wie sich dieser Ring an der entsprechenden Wand i der stehenden Füchse abmählt, wird er durch Schrauben oder selbstthätig durch Federn nachgestellt.

Die Beschickung und Entleerung des Ofens erfolgt durch eine oder mehrere verschliefsbare Oeffnungen in den Längswandungen des Cylinders. Die Schaulöcher befinden sich in den stehenden Füchsen in der Verlängerung der Einführungsöffnungen der oberen Kanäle in den Ofen.

Durch einen Ofen mit der gekennzeichneten Einrichtung wird eine beträchtliche Ersparnifs an Raum, Zeit, Ofenmaterial und Feuerungsgas, welches letztere natürlich sowohl einem Kohlenoxyd- als auch Wassergasgenerator entnommen werden kann, erzielt.

Im Besonderen entspricht die beschriebene Ofenconstruction dem Bedürfhifs einer rationellen Bewegung der Massen bei dem nachstehend beschriebenen Regenerirungsprocefs von kohlensaurem Baryt.

Es hält nicht schwer, gefällten kohlensauren Baryt, welcher mit den bekannten Zuschlägen, wie Sägemehl, Kohlengrus u. s. w., zur Verarbeitung kommt, unter theilweiser Reduction zu schmelzen, indessen stehen die Ausbeuten an reducirtem Gut nicht mit der darauf verwendeten Zeit und Arbeit und dem verbrauchten Heizmaterial in dem Verhältnifs, dafs es die interessirten Industriellen befriedigte.

Diese ungenügende Ausbeute ist dem Umstand zuzuschreiben, dafs es in den bisher dazu angewendeten Oefen einestheils an einer genügenden Durcharbeitung der Massen fehlte, anderentheils die Ausnutzung eines der wesentlichsten Reductionsmittel bisher nicht statthatte. Man benutzt bei den meisten Verfahren (zur Reduction von ■ kohlensaurem Baryt) die abziehende Wärme oder einen Theil derselben zum Trocknen und Vorwärmen der mit obengenannten Zuschlägen vermengten Massen in der Weise, dafs dieselben vor ihrem Eintritt in die Schmelzregion schon bis. zur Entgasung vorgewärmt sind, so dafs also von den Zuschlägen nur noch eine kohlige oder kokige Masse neben der Flamme als Reductionsmittel für den eigentlichen Reductionsprocefs übrig bleibt.

Die Reduction geschmolzenen kohlensauren Baryts indefs geschieht leicht durch Wasserstoffgas oder Kohlenwasserstoffe, wenn solche unverbrannt mit der geschmolzenen Masse in möglichst innige Berührung gebracht werden, wie man es wohl in der Bessemerbirne durch ein Pressen der genannten Gase durch die Schmelzmasse erzielen möchte.

Letzteres verbieten technische Schwierigkeiten, so dafs man genöthigt ist, um obige Reductionsmittel in genannter Weise zur Wirkung zu bringen, dieselben in der Schmelzmasse selbst continuirlich zu entwickeln.

Mit dem neuen Ofen wird dies auf folgende Weise erreicht:

Der mit Sägemehl oder sonstigen, Kohlenwasserstoffe entwickelnden Zuschlägen gemischte, zu Ziegeln geformte kohlensaure Baryt (d. h. Saturationsschlamm, Witherit brennt man besser) wird in besonderen Trockenräumen getrocknet, um die Grenze, bei der die Entgasung der Zuschläge eintritt, nicht zu erreichen.

Nachdem man in dem beschriebenen Ofen ein Barytbad sich zurechtgeschmolzen hat, dreht der hinter dem Ofen stehende Maschinist die Verschlufsklappe der in der hinteren Umkleidungswand des Ofens befindlichen Oeffnung ο zu; hierauf dreht er den Ofen so weit, dafs die Oeffnung desselben unter dem von der oberen Trockenkammer herabführenden Chargirlrichter zu stehen kommt. Darauf wird eine Charge Steine aufgegeben, der Ofen um 90 ° gedreht und geschlossen. Die Steine tauchen zum gröfseren Theil in die Flüssigkeit ein, schwimmen jedoch, um der Bewegung des Schmelzbades bei der Drehung folgen zu können. Bei dem Eintritt der Steine findet sofort eine lebhafte Entwickelung von Kohlenwasserstoffen in der Schmelzmasse und dicht auf der Oberfläche derselben und somit eine energische Reduction statt; die Gröfse der kühleren Ziegel verhindert, dafs dieser Procefs der trockenen Destillation allzu schnell vor sich gehe. Der Verbrennungsprocefs der reducirenden Gase, welcher sich an den Aufsen-

flächen der Ziegel vollzieht, verhindert wiederum eine wesentliche Temperaturerniedrigung des Bades sowie des Ofens durch die kühleren Ziegel. Es ist zweckmäfsig, um die auf der Oberfläche entwickelten Gase durch eine Vergröfserung dieser auszunutzen, den Ofen in schaukelnde Bewegung zu setzen. In dem Mafse, wie die Ziegel entgast werden, lösen sie sich und werden von Schmelzmasse durchdrungen, so dafs sie als dichte Klumpen zu Boden sinken. Diese unter dem Bade an der kühleren Ofensohle haftenden dichten Ballen bedürfen erfahrungsgemäfs einer unverhältnifsmäfsig langen Zeit, um völlig gelöst oder gar reducirt zu werden. Der Ofen wird deshalb nun' um i8o° gedreht (wobei man die Verschlufsklappe den Fülltrichter passiren läfst), so dafs die flüssige Masse, dem anderen, nunmehr unteren Ofenende zufliefst. Die zähen Massen haften dabei der Ofenwandung derart an, dafs sie zum Theil auf den jetzt hochgelegenen Theil der Ofensohle fallen, zum Theil an dem darüber befindlichen Gewölbe hängen bleiben. An beiden Orten sind die Massen der Flamme bezw. ihrer Strahlung direct ausgesetzt und werden so niedergeschmolzen. Auf dem Wege der Drehung um i8o° hat man zugleich Gelegenheit genommen, um mit einer frischen Portion Steine zugleich das nöthige Material zur Fortsetzung des Schmelzprocesses, sowie zur Entwickelung von reducirenden Kohlenwasserstoffen dem Ofen zuzuführen. Wird zu einem Abstich geschritten, so ist darauf zu halten, dafs immer ein Schmelzbad im Ofen zurückbleibt.

Liegen in den durch diese Leitung des Ofenprocesses erzielten gröfseren Ausbeuten an reducirtem Material, bei. ebenfalls erhöhter Quantität der zu bewältigenden Massen, grofse Vortheile, so ist auch nicht zu unterschätzen, dafs ein derartiger Ofen eine gröfsere Haltbarkeit garantirt und die Anwendung höherer Temperaturgrade als bei den sonst benutzten Flammöfen zuläfst. Einestheils hat man es nicht mit einem freien, der Flamme exponirten Gewölbe, sondern mit einem durch den cylindrischen Eisenmantel auf das Vorzüglichste in sich verankerten, in sich geschlossenen Gewölbe zu thun, anderentheils aber wird das von der directen Flamme erhitzte Gewölbe bei jeder Drehung des Ofens, wonach es als Sohle fungirt, durch die zu bearbeitenden Massen gekühlt, wobei man die Wärme dieses Ofentheiles gerade für die unteren, also kühleren Theile des Schmelzgutes gewinnt.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Ein mit Regeneratorgasen unter wechselnder Flammenrichtung betriebener cylindrischer Ofen für technische Zwecke, welcher während seines Betriebes um eine Achse in Umdrehung versetzt wird, die einen Winkel mit der Längenachse des Ofens einschliefst, und wobei die Gas- und Lufteinführungs-, sowie Rauchgasabführungs - OefFnungen k bezw. / concentrisch zu dem Umfange der Tragringe des Ofens angeordnet sind.
2. 2. Bei einem Ofen mit der unter i. angegebenen Einrichtung:

   a) die Anordnung von parallel der Ofenlängehachse verlaufenden Luftkanälen (Fig. 4) zwischen dem Steinfutter und dem Eisenmantel des Ofens, welche durch an der Stirnfläche radiale Kanäle ausmünden, zur Erzielung eines abkühlend wirkenden Luftkreislaufes um die Ofenaufsenfläche;

   b) die Abdichtung des Herdes an seinen Halsenden (k I) gegen die Füchse durch einen aus feuerfestem Stoffe gebildeten, von eisernen Schellen (f) gehaltenen und durch an diesen wirkende Federn oder Schrauben in dem Mafse seines Abmahlens in der Längenrichtung des Ofens nachstellbaren Ring (r).

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.