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Vorrichtung zur Herstellung von Kalkstickstoff Die Herstellung von
Kalkstickstoff erfolgt bekanntlich durch Einwirkung von Stickstoff auf Carbid, welches
bis zur Zündungstemperatur vorgewärmt worden ist. Bei diesem Azotierung genannten
Vorgang entstehen infolge .der exothermischen Natur desselben erhebliche Wärmemengen.
Die glühende Azotiermasse erweicht und sintert. Es ist infolgedessen sehr schwierig,
alle Stellen der Carbidmasse mit Stickstoff zu behandeln, so daß im Fertigfabrikat
nicht selten noch unazotierte Stellen vorhanden sind, welche den Wert desselben
herabsetzen. Um den Stickstoffzutritt zu erleichtern, hat man daher der Azotiermasse
auflockernde Bestandteile beigernischt und hat dafür gesorgt, daß der Stickstoff
auf das im Azotierbehälter befindliche Carbid nicht nur von der Oberfiche aus, sondern
auch von den Seitenwänden und vom Boden her Zutritt erlangt. Die hierzu verwendeten
Azotierbehälter wurden vor dem Einfüllen des Carbids mit Wellpappe o. dgl. ausgelegt,
um zu verhindern, da.ß das gemahlene Carbid durch die Öffnungen des Behälters herausrieselt.
Beim Azotiervorgang selbst verbrennt dann dieses Material, so da.ß der Stickstoff
von außen in die Carbidmasse eintreten kann. Bei Azotierb.ehältern mit durchlöcherten
Böden hat man auch oberhalb bzw. unterhalb des Bodenbleches meist aus Koks bestehende
Schichten angeordnet, durch welche der Stickstoff ungehindert hindurchströmen kann,
welche ihrerseits aber verhindern sollen, daß die Azotiermasse durch die öffnungen
heraustritt. Alle diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß der Stickstoffzutritt
zu der Azotiermasse nicht einwandfrei erfolgt. Die in den Seitenwänden oder am Boden
befindlichen öffnungen werden häufig von der zusammenbackenden Azotiermasse verstopft,
so daß der Stickstoffzutritt stellenweise gesperrt- ist und sich im FertigffabrIkat
wiederum unazotierte Stellen vorfinden. Das. Carbid wird in diese Behälter meist
in gebrochenem bzw. gemahlenem Zustande eingeführt und muß daher vor Beginn der
Azatierung erst wieder auf die Zündtemperatur vorgewärmt werden. Die hierdurch entstehenden
Wärme- und Brennstoffverluste sind sehr erheblich.
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Gegenstand der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und
einen Weg zu zeigen, auf welchem es möglich ist, unter Ausnutzung der Eigenwärme
des in glühendem Zustande aus dem Carbidofen kommenden Carbids einen hochwertigen
Kalkstickstoff zu erhalten, in welchem sich keinerlei unazotierte Stellen mehr vorfinden.
Wie bereits erwähnt, kommt es in erster Linie darauf an,, für eine gute Stickstoffzuführung
zu der Carbidmasse zu sorgen. Der Stickstoff muß von allen Seiten, auch durch die
Seitenwandungen und den Boden der Pfanne, ungehindert in die Azetiermasse eindringen
können, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Zuführungsöffnungen durch die sinternde
Azotiernasse
verstopft werden oder aber nach Zerstörung der zum
Auslegen der Pfanne verwendeten Wellpäppe der glühende Kalkstickstoff durch diese
öffnungen nach außen austreten kann. Außerdem muß der Stickstoffmöglichst rasch
in die Azotiermasse eindringen und genügend schnell durch. dieselbe hindurchgeführt
werden, damit der Reaktionsvorgang an allen Stellen der Masse .möglichst gleichmäßig
vonstatten geht und schon beim Eintreten ,der Sinterung beendigt ist.
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Erßndungsgemäß wird zum Azo,tieren ein pfannenartiger Behälter benutzt.
Dieser ist mit Wandungen versehen, in dealen sich nach außen hin konisch verengte
Kanäle befinden, die mit einem gasdurchlässigen Material ausgefüllt werden, das
jedoch von dem heißen Carbid nicht angegriffen werden darf. Als derartiges Ausfüllmaterial
eignet sich besonders Koks. Da dieser Koks im Stickstoffstrom .liegt, welcher durch
die Kanäle in die Azotiermasse eingeführt wird, kann derselbe nicht verbrennen.
Da überdies Koks ein schlechter Wärmeleiter ist, wird an den Gaseintrittsstellen
der Az.otiermasse die Wärme nicht entzogen und dadurch eine Verkrustung an diesen
Stellen, welche den weiteren Gaseintritt behindern könnte, vermieden. Der Querschnitt
der Kanäle in den Wandungen. kann hierbei genügend groß gewählt werden, ohne daß
das Füllmaterial herausfällt. Man bringt, um das Herausfallen zu verhüten, am äußeren
Umfang siebartige Verschlüsse an.
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Die so ausgestattete Azotiexpfanne wird zweckmäßig in einen als Azotierofen
dienenden mit einem Deckel versichließbarenAuß:einbehälter :eingehängt. Um den Stickstoff
zu zwingen, auf seinem Wege von der EilltTitl7Sizur Austrittsstelle die Carbidmasse
zu durchströmen und hierbei alle Unreinigkeiten und die entstehenden Fremdgase mitzuführen,
kann die Pfanne am oberen Rande gegen die Seitenwandungen oder den Deckel dies Außenbehälters
abgedichtet werden, sa daß ein unterer und ein hiervon völlig getrennter oberer
Teil des Azotierofens entsteht und der Stickstoff von dem einen zum ,anderen Raum
nur ,dann. gelangen kann, wenn er die Azotie'rmasse -durchsträmt. Da erfindungsgemäß
das Carbid in glühendem Zustand in die Pfanne eingefüllt wird, in welchem es aus
dem Carbidofen herauskommt, werden zweckmäßig Prallflächen vorgesehen, damit das
Carbid beim Auftreffen auf diese gleichzeitig zerkleinert wird. Die Einfüllöffnun;g
befindet sich am Deckel des Außenbehälters, welcher gleichzeitig auch die Abführungsleitungen
für den verbrauchten und mit Unreinigkeiten sowie Fremdgasen beladenen Stickstoff
führt.
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Die neue Azotiereinrichtung eignet sich aber nicht nur für die Verarbeitung
von glüliendem Carbid, wie dasselbe aus dem Carbidofen kommt, sondern es kann auch
auf entsprechende Korngröße gebrochenes bzw. vermahlenes, kaltes Carbid eingefüllt
werden, ebenso auch die Komponenten desselben, Kalk und Koks, in entsprechenden
Mengenverhältnissen. In diesen Fällen ist es vor Beginn der Azotierung erforderlich,
den Besatz zu erhitzen. Dies erfolgt zweckmäßig mittels einer elektrischen Widerstandsheizung,
wobei die Elektroden unmittelbar in die zu erhitzende Masse eingesenkt werden. Die
elektrische Widerstandsheizung kann noch unterstützt werden durch Außenbeheizung
der Pfanne mittels einer elektrischen Bandheizung oder aber auch durch Heizung mittels
eines durch Röhren, welche sich in der Pfannenwandung befinden, strömenden Heizmediums,
wie Heißluft o. dgl. Statt der elektrischen Widerstandsheizung kann auch eine elektrische
Heizung eingerichtet werden, bei welcher der Strom von der Wandung eines in die
Azotiermasse eingesenkten Innenbehälters, der ebenfalls mit gasdurchlässigen Wandungen
versehen ist, zur Außenwandung der Pfanne übertritt. Da. hierbei die. Carbidmasse
in verhältnismäßig .dünnem Querschnitt gehalten ist, wird gleidizeitig ein rascher
und guter Stickstoffdurchtritt gewährleistet und die Azotierumg beschleunigt.
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Die Wandungen der Azotierpfanne können aus ofeuerbeständigem, keramischem
Material oder aus Stahl, Guß- oder Schmiedeeisen bestehen und mit feuerfestem, keramischem
Material ausgekleidet sein. Die Herstellung von Kalkstickstoff ist daher bei Verwendung
der neuen Einrichtung .stets. möglich, gleichviel in welchem Ausganigszustande sich
die zu azotierende Masse befindet. Es. kann, wie bereits erwähnt, nunmehr sowohl
glühendes Carbid, wie es aus denn Carbidofen kommt, oder auch schon erstarrtes,
es Carbid zur Anwendung kommen,, oder aber es können die Komponenten, Kalk und Koks,
eingefüllt werden, so daß aus diesen in demselben Azotierofen zunächst das Carbid
und hinterher anschließend durch Zuführung von Stickstoff das Fertigfabrikat hergestellt
werden. (kann.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung in
einigen Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigt: Abb. reinen pfannenartigen
Innenbehälter in einem Außenbehälter mit Deckel, Abb. 2 eine ähnliche Einrichtung,.
bei welcher der Innenbehälter deal Außenbehälter in -einen oberen und unteren Stidkstoffraum
teilt, Abb. 3 -eine ähnliche Einrichtung wie Abb. 2 mit dem Unterschiede, daß an
dem Deckel des Behälters sich ein kegelföranger Einsatz
befindet,
so daß der Pfannenraum ringförmig unterteilt wird, Abb. q. bis 8 ähnliche Einrichtungen
wie Abb. 3 unter entsprechender Abänderung derselben.
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Wie Abb. i zeigt, ist die Wandung der Pfanne 5 mit Durchbrechungen
6 versehen, welche nach .außen konisch verjüngt sind, so daß sich dieselben leicht
mit einem Stoff ausfüllen lassen, welcher zwar dem Stickstoff ungehinderten Durchlaß
gewährt, jedoch den Austritt der Azotiermasse nach außen hindert. Die Durchbrechungen
6 können am Stickstoffeintritt durch Siebe abgeschlossen sein:, damit der als Füllmaterial
der Kanäle dienende Stoff, beispielsweise Koks, bei der Entleerung der Pfanne niclht
herausfallen kann. Die Pfanne 5 kann mittels. hakenartiger Ansätze 7 ausgehoben
werden. Der Außenbehälter 8 ist durch den Deckel 9 verschlossen und bildet einen
Raum, in welchen der Stickstoff bei i o zu- und bei i i abgeführt wird, woabei er,
wie ersichtlich, die Pfanne von allen Seiten umspült und von allen Seiten in den
Kalkstickstoff eindringen kann.
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Gemäß Abb. 2 ist der Innenbehälter 5 am oberen Rande ringförmig gestaltet
und so in den Außenbehälter 8 eingesetzt, daß ein unterer Stickstoffraum 13 und
ein oberer Stickstoffraum i ¢ entstehen, welche völlig voneinander getrennt sind.
Der Deckelg ist mit dem Einfülltrichter i 5 versehen, der durch den besonderen Deckel
16 abgeschlossen wird. Unterhalb des Einfülltrichters ist eine Prallfläche i,- vorgesehen,
damit dass glühende Carbid beim Auftreffen auf dieselbe zerteilt wird. Die Stickstoffzuführung
erfolgt hier mittels Leitung i o gleichzeitig in die Räume 13 und 14. Der
Stickstoff wird durch die Leitung i i aus diesen Räumen abgeführt.
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Abb.3 zeigt eine ähnliche Einrichtung wie Abb.2, jedoch befindet sich
hier am Deckel ein nach unten verjüngter Innenkegel 18, welcher ebenfalls, wie die
Pfanne i9, mit gasdurchlässigen Öffnungen 6 versehen ist. Da der Innenkegel 18 in
die Carbidmas:s;e eingesenkt ist, entsteht ein topfartiger Carbidkörpervon annähernd
gleichmäßiger Wandstärke, so daß der durch die Leitring io sowohl in den äußeren
Behälterraum als auch in den Innenkegel 18 eingeführte Stickstoff die Masse leicht
durchdringen kann, bevor er durch die Leitung i i abgeführt wird. Das Einfüllen
der Cärbidmasse erfolgt zweckmäßig durch den Trichter 2o unmittelbar in den Zwischenraum.
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Abb. ¢ zeigt eine ähnliche Einrichtung wie Abb.3, jedoch sind in den
ringförmigen Carbidraum Elektroden 21 eingeführt, um das in kaltem Zustande eingefüllte
gemahlene oder stückige Carbid oder die Komponenten, Kalk und Koks, zum Erwärmen
bzw. Schmelzen zu bringen. Erst dann wird wieder mittels der_ Leitung i o der Stickstoff
zugeführt, welcher nach Durchströmen der Carbidmasse durch die Leitung i i abgeführt
wird.
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Bei den in den Abb. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen sind
ebenfalls in den von der Pfannenwandung i9 bzw. Innenkegel 18 gebildeten Ringhohlräumen
Elektroden 21 eingeführt. Nur ist der Deckel hier ringförmig ausgebildet und mit
Einfülltrichtern 20 versehen, die durch Deckel 22 verschlossen werden. Die Stickstoffzu-
und -abführung geschieht in der bisher erwähnten Weisse.
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Das in Abb. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt die Anordnung
von' PralIplatten 17 unterhalb der Einfülltric'hter 15. Die Innenseite
des Innenkegels 18 und die Außenseite der Pfanne i9 sind hier mit elektrischen
Bandheizungen versehen.
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Abb.8 zeigt dieselbe Einrichtung" wobei jedoch statt der elektrischen
Heizungen Rohrheizungen 23 angeordnet sind,, welche sich innerhalb der Wandungen
befinden und von einem Heizmedium durchströmt werden.
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Der Gegenstand der Erfindung ist durch die in der Beschreibung erläuterten
und in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele nicht erschöpft, sondern
umfaßt auch sonstige Ausführungsformen, welche auf dem gleichen Grundgedanken der
Erfindung beruhen.