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Verfahren zur unmittelbaren Erzeugung von Metall, besonders Eisenschwamm,
aus Erzen oder sonstigen metallhaltigen Stoffen in einem Drehrohrofen Gegenstand
der Erfindung ist ein Verfahren zum Behandeln von metallischen Erzen oder anderen
metallischen Stoffen und insbesondere ein Verfahren, bei welchem Metalle, z. B.
Eisen, unmittelbar aus ihren Erzen oder anderen Verbindungen ohne Schmelzung reduziert
werden mit dem Ergebnis, daß körnige metallische oder andere reduzierte Erzeugnisse
entstehen.
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Die Erfindung verfolgt hauptsächlich das Ziel, Verbesserungen bei
den Verfahren der beschriebenen Art zu erreichen und insbesondere die Wäxmewerte
wähnend der ganzen Durchführung des Verfahrens in der wirtschaftlichstem Weise auszunutzen
und gleichzeitig. wertvolle Nebenprodukte zu gewinnen.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Erze, insbesondere zur Gewinnung
von Eisen und Stahl, mit Kohlenwasserstoffgas zu reduzieren und zu diesem Zweck
Kohlenwasserstoffgas aus Kohle in einer Drehtrommel, in der ein Heizrohr konzentrisch
angebracht ist, abzudestillieren. Der hierbei erzeugte Koks wurde in einem Gaserzeuger
zur Erzeugung von Wärme in den verschiedenen Teilen der Anlagen verwendet (z. B.
in dem Kohlentrockner, der Kohlendestillationsretorte, zur Erzeugung von Dampf für
eine Dampfturbine zum Betreiben einer Anlage zur Erzeugung elektrischer Kraft für
den elektrischen Reduktionsofen usw.), während die Kohlenwasserstoffe nach ihrer
Reinigung von Teer, Ammoniak und Schwefel zur Durchführung der Reduktion des Erzes
in einem elektrischen Ofen verwendet wurden. Bei diesem Verfahren wurde das fein
verteilte Erz zusammen mit Zuschlägen durch einen Vorwärmofen in einen elektrischen
Ofen eingeführt, in dem die Reduktion der geschmolzenen Beschikkung mittels der
Kohlenwasserstoffgase ausführt wurde, während die Abgase aus dem elektrischen Reduktionsofen
durch die Vorwärmtrommel über die Beschickung aus Erz und Zuschlägen geleitet wurden.
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Demgegenüber besteht die vorliegende Erfindung in einem Verfahren
zur unmittelbaren Erzeugung von Metall, insbesondere von Eisenschwamm, aus Erzen
oder anderen metallischen Produkten in einem Drehrohrofen, welcher in an sich bekannter
Weise drei Zonen enthält, nämlich eine Vorwärm-, eine Reduktions- und eine Kühlzone.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das behandelte
Material, welches aus der Reduktionszone kommt, in der Kühlzone seine Eigenwärme
an Kohle oder an anderen Brennstoff abgibt, der hierdurch gleichzeitig einer Verschwelung
unterworfen wird, ohne daß eine unmittelbare Berührung zwischen den beiCen Stoffen
stattfindet. In der dritten oder Kühlzone können zur Regelung der Temperatur Gase
aus anderen Stufen des Verfahrens in die Trommel eingeleitet werden. Das Erz wird
durch Erhitzen mit der festen Kohle oder dem teilweise vergasten Brennstoff und
mit den reduzierenden Gasen, die bei der Verschwelung des Brennstoffs erhalten wurden,
reduziert. Nötigenfalls können aber auch neben dem Brennstoff und den reduzierenden
Gasen, die
sich bei der Verschwelung in der dritten oder Kühlzone
ergeben, weitere Mengen an Brennstoff und reduzierenden Gasen zugesetzt werden.
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Die fühlbare Wärme der gasförmigen Stoffe, welche im Laufe des Verfahrens
entstehen, wird zweckmäßig ebenfalls zur Erhitzung' des Gemisches aus Erz und Brennstoff
verwendet.
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Die bei der Reduktion des Erzes entstehende Kohlensäure wird ganz
oder zum großen Teil zur Wiederverwendung in dem Verfahren in Kohlenoxyd umgewandelt.
Ferner werden die bei der Verschwelung erhaltenen Gase zur Wiedergewinnung von wertvollen
Nebenprodukten behandelt, bevor sie als Reduktionsmittel verwendet werden.
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Das vorliegende Verfahren kann in zweckmäßiger Weise bei der Reduktion
von Eisenerz zu granuliertem Eisen Anwendung finden. Die fühlbare Wärme des reduzierten
Eisens mit oder ohne diejenige der gasförmigen Stoffe wird dabei verwendet, um die
Verschwelung durchzuführen. Ebenso kann die fühlbare Wärme der entwickelten Gase,
wenn sie in hinreichender Menge zur Verfügung steht, -verwendet werden; um Stoffe,
wie z. B. Erze und den zur Durchführung des Verfahrens benötigten Brennstoff, vorzuwärmen.
Das in den Gasen enthaltene Kohlendioxyd, welches die Reduktionszone verläßt, wird
weitgehend in Kohlenmonoxyd verwandelt, welches zweckmäßig verwendet wird, um das
Gemisch von Eisenerz und Reduktionsstoff zu erhitzen und die Reduktion zu unterstÜtzen.
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Die Reduktion von Eisen soll bei verhältnismäßig tiefer Temperatur
durchgeführt werden, beispielsweise -5oo- bis 95o°; und zwar durch Berührung mit
kohlenhaltigen Brennstoffen, z. B. mit Kohle, die von, flüchtigen Bestandteilen
befreit ist, und mit gasförmigen Produkten, welche bei der Destillation der Kohle
erhalten werden; ferner mit Gasen, in welchen Kohlen2nonoxyd zurückgebildet ist.
Das Eisen wird in granulierter Form _bei Temperaturen reduziert, die weit unter
dem Schmelz- oder Sinterungspunkt liegen. Eine Temperatur von etwa yoo bis 8oo°
hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die reduzierenden Gase verhältnismäßig
reich an Kohlenmonoxyd und arm an Wasserstoff sind.
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Die Erfindung wird an den beiliegenden Zeichnungen erläutert, und
zwar ist Abb. i ein im Schnitt dargestelltes Schema einer Vorrichtung, die geeignet
ist, um das Verfahren durchzuführen, Abb. 2 ein Schnitt nach Linie 21=21 der Abb:
i -und -Abb.3 ein Querschnitt durch eine Vorwärmtrommel, welche in anderer Weise
als in der Abb. z ausgeführt ist.
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Die Reduktion von Erz oder anderen Materialien wird durchgeführt,
indem die zu behandelnden Stoffe zusammen mit den Reduktionsstoffen durch eine rotierende
Trommel oder eine Reihe von Trommeln i, 2, 3 hindurchgeführt werden, welche waagerecht
oder annähernd waagerecht liegen. Das zu behandelnde Gut ist mit q., 5, 6 bezeichnet.
Das Erz wird durch die nachstehend beschriebene Vorrichtung in die Vorwärmtrommel
i eingeführt. Das feine oderzerkleinerte und getrocknete Erz wird in geeigneter
Weise in den Trichter oder einen ähnlichen Behälter 7 (Abb. i) eingeführt. Sein
Austritt aus dem Behälter wird durch ein Ventil geregelt, welches sich bei 8 _befindet
und in Verbindung mit der Drehbewegung der Trommel geöffnet und geschlossen werden
kann. Von dem Regulierventil 8 gelangt das Erz über die Rutsche 9, welche in das
nichtumlaufende Ende io hineinragt. Das Ende der Leitung 9 liegt in der Vorwärmtrommel
i, so daß das herabrutschende Erz ungefähr bei i i in die Trommel eingeführt wird.
Der Austritt für die Gase befindet sich ebenfalls am Ende iö der Vorwärmtrommel.
-Das- Erz gelangt in einen Teil der umlaufenden Trommel i,-wo es durch die Gase,
welche aus der Trommel ä kommen und die teilweise von dem Brennstoff, der-in einem
anderen Teil des Apparats zugeführt wird, und teilweise- von -einem -Nebenprodukt
der Reduktion stammen, erhitzt wird. In dieser Trommel ;kann:- das Erz teilweise
reduziert werden,- während seine Temperatur steigt. Aus der Trommel i- gelangt es
in eine zweite ebenfalls umlaufende Tromme12, wo seine Temperatur=weiter erhöht
und es mit einem Brennstoff gemischt - wird, der entweder aus Kohle oder --einem
anderen Brennstoff besteht, der weitgehend von flüchtigen Bestandteilen befreit
worden ist. Gasförmige Erzeugnisse der Destillation der Kohle oder eines anderen
Brennstoffes werden diesem Teil zugeführt, der durch wärme Gase erhitzt werden kann;
die durch die -Kanäle 2o in den. Wandungen der Trommel hindurchziehen. Die- Gase
können auch durch oder über die Masse strömen und sich später mit den anderen Gasen
mischen. Das den Kanälen 20 zugeführte Gas strömt ganz oder teilweise aus -einem
anderen Teil der Vorrichtung. Die Gase werden zweckmäßig einer Behandlung unterworfen,
um ihren Gehalt an Kohlenmonoxyd gegenüber. dem Kohlendioxyd zu erhöhen. Ebenso
können sie, falls erforderlich, einer an sich bekannten Wiedererhitzung .in Regeneratoren
unterworfen werden.- Im Fall -der Behandlung von Eisenerz geschieht
die
Reduktion in der Trommel e teilweise unter der Wirkung von Wasserstoff, falls solcher
anwesend ist, aber in hohem.'Maße durch das Kohlenoxyd bei Gegenwart von Kohle,
und die Arbeitstemperaturen werden so eingestellt, daß sie die Reduktion durch Kohlenoxyd
und Kohle gestatten. Das reduzierte Eisen gelangt in die folgende Reduktionstrommel3,
wo seine Temperatur allmählich abnimmt. Es ist noch weiterhin mit reduzierendem
Gas und normalerweise mit einem Kohlenüberschuß in Berührung. Bei seiner Abkühlung
wird seine fühlbare Wärme verwendet, um die Destillation der Kohle oder sonstiger
Brennstoffe zu unterstützen. Die Temperatur des reduzierten Eisens kann in dieser
Weise vermindert werden, während es sich in solchem Maße weiterbewegt, daß es sich,
wenn es schließlich der Vorrichtung entnommen wird, nicht mehr oxydieren kann. Sollte
dies aber nicht der Fall sein, so geschieht die schließliche Abkühlung des reduzierten
Eisens außerhalb der Kammer 3, und die so gewonnene Wärme wird-in zweckmäßiger Weise
an einer anderen Stelle ausgenutzt. Schließlich kann das Erzeugnis in bekannter
Weise magnetisch abgetrennt werden.
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Wenn Kohle als Brennstoff verwendet wird, so soll zweckmäßig keine
Kokskohle verwendet werden. Ferner geschieht ihre Verwendung m getrocknetem und,
wenn sie noch nicht kleinstückig genug ist, in zerkleinertem Zustande. Sie kann
durch in dem Verfahren frei werdende Gase vorgewärmt werden. Die Kohle wird in geeigneter
Weise dem Trichter 21 zugeführt, welcher mit einem Hahn 22 versehen ist, der. in
Abhängigkeit von der Drehung der Trommelgeöffnet und geschlossen werden kann. Von
hier gelangt die Kohle in die Trommel23, und zwar durch einen Kanal, der sich innerhalb
eines nichtumlaufenden Teiles am Ende der Kühltrommel 3 befindet.
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Neben der Kohlenzufuhr können noch andere Vorrichtungen angebracht
sein, welche ebenfalls durch das feststehende Ende der Tromme13 hindurchtreten,
beispielsweise ein Rührer oder Kratzer, und ein Rohr, durch welches Gase in die
Retorte eingeführt werden können. Diese Gase können Dampf oder sonstige Gase aus.
einem anderen Teil des Apparats enthalten, beispielsweise aus dem umlaufenden Teil
2 oder dem Vorwä,rmer i. Ein Rohr zum Abziehen oder zum Einführen von Gas kann bis
in die Nähe des Endes 62 der Tromme123 geführt werden und mit der Trommel umlaufen,
indem es von Reifen, Stützen o. dgl. getragen wird. Zwischen diesem Rohr und einem
nichtumlaufenden Rohr, welches durch ein festes Ende hindurchtritt, kann eine Verbindung
hergestellt werden. Gegebenenfalls kann auch Gas durch die Leitung 63, durch welche
von flüchtigen Stoffen befreiter Brennstoff entfernt wird, eingeführt werden. Gas
kann auch den umlaufenden oder vorwärmenden Teilen entnommen und in die Leitung
63 eingeführt werden. Ebenso können Kammern zum Ablagern von Staub, wie bei 67 und
68 gezeigt, vorgesehen werden.
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Aus der Tromme123 kann Gas durch die Leitung 69 entnommen werden.
Für gewöhnlich werden die Gase, wenn sie in die Trommel 23 eingetreten sind, am
entgegengesetzten Ende der Trommel entnommen.
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Die Leitung 70 zur Entfernung festen Brennstoffs, welche in
den beschriebenen Fällen auch zum Entnehmen und Einführen von Gas dienen kann, kann
beispielsweise bei dem Punkt 7. i der Trommel 23 doppelt ausgeführt werden. Wenn
Gas in die Trommel 23 eintritt, kann es beispielsweise vorher durch Regeneration
erhitzt werden. Die Trommel 23 wird von Armen, Reifen 72 o. dgl. getragen. Diese
können eine solche Form erhalten, daß sie die Beschickung in der gewünschten Richtung
bewegen; beispielsweise können sie als Flügel ausgebildet sein, welche eine annähernd
schraubenförmige Form besitzen, so daß sie, wenn die Trommel umläuft, die Beschickung
wieder aufnehmen, welche teilweise über die Trommel 23 fällt und sich teilweise
vorwärts, also nach dem Ende der Trommel zu, bewegt. Die Trommel 23 ist reit
der Kühltrommel 3 in der Nähe der Brennstoffentnahmeleitung 70 verankert.
Bei den übrigen Stützen besteht Freiheit für nach dem Ende zu gerichtete Bewegungen.
Die Arme 72 können entweder mit der Trommel 23 oder mit der äußeren Kühlkammer
3 verbunden werden. Es können ferner Abteilungen oder Diaphragmen quer durch die
Trommel 23 durchgeführt werden. Röhren oder Leitungen können für jeden der so gebildeten
Teile vorgesehen sein, so daß Gas aus einer in die andere Abteilung geleitet wird.
Die Röhren werden zweckmäßig konzentrisch angebracht, so daß. sie mit der Trommel
umlaufen. Sie sind mit gasdichten Verbindungen dort versehen, wo sie mit den festen
Rohren oder Abteilungen zusammentreffen. Selbsttätige öffnungen zum Durchtritt für
feste Körper, und zwar von ähnlicher Art wie die nachfolgend in Verbindung mit dem
Rohr 7¢ der Abb. i beschriebenen, können in den Diaphragmen vorgesehen sein. Teilweise
von flüchtigen Stoffen befreiter Brennstoff kann aus irgendeinem Teil der Trommel
abgezogen werden, und zwar mittels ähnlicher Vorrichtungen, wie sie zum Abziehen
von Brennstoff aus der Leitung 7_o der Abb. i dienen. Gase, welche aus einem anderen
Teil
des Apparats entwickelt werden, z. B. dem Teile, können in
irgendeinem gewünschten Abschnitt der Trommel 23, beispielsweise durch . eine Leitung,
zu dem mittleren Teil der Trommel geführt werden. Ein solches Gas kann auch nötigenfalls
vorgewärmt wer-Der Brennstoff wird in der Trommel 23
durch die fühlbare Wärme
des Erzeugnisses erwärmt, welches sich abkühlt, während es sich aus der Reduktionstrommel-
zu denn Auslaß 73 der Trommel 3 hinbewegt. Zu diesem Zweck wird die Trommel 23 in
die Trommel 3 eingeführt und dreht sich zusammen mit ihr. Die Einführung des Brennstoffes
geschieht durch eine Leitung 75, welche in der vorbeschriebenen Weise in die Trommel
eintritt. Die gasförmigen Destillationsprodukte, aus welchen Nebenprodukte gewonnen
werden sollen, werden durch ein Rohr 76 entnommen. Das Rohr kann in die Trommel
23 hineinragen, so daß die gasförmigen Produkte aus einem mehr oder weniger entfernten
Teil der Trommel entnommen werden können. Ebenso können zwei oder mehrere solcher
Ansatzstücke vorgesehen sein.
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Alle diejenigen Destillationsgase, welche in den Trommeln i, 2 und
3, und insbesondere in der Trommele, ohne Wiedererlangen von Nebenprodukten verwendet
werden können, gelangen durch eine Leitung zu den umlaufenden Trommeln, indem sie
gegebenenfalls zuerst durch einen Regenerator geführt werden. Es ist aber zweckmäßig,
die in der Trommel23 entwickelten Gase zur Gewinnung von Nebenprodukten zu behandeln.
Zu diesem Zweck ist eine Kammer 118 vorgesehen.
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Die Leitung 7o, welche für den Durchtritt des Brennstoffs aus der
Trommel23 vorgesehen ist, geht durch die Wandung der Trommel 3 und führt den Brennstoff
in eine feststehende Leitung 63, - deren Fortsetzung durch -die Leitung 77 gebildet
wird, welch letztere mit einer Schnecke oder einer ähnlichen Vorrichtung versehen
sein kann, um den Brennstoff zu der Leitung 78 zu führen, die sich in dem nichtumlaufenden.
Teil 7 j befindet. Von hier gelangt der Brennstoff in eine Leitung 8o, die
sich in der Trommel.-- befindet. Durch diese kann er in das Innere - der umlaufenden
Trommel - hineingelangen.
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Die teilweise von flüchtigen .Bestandteilen befreite Kohle wird aus
der Trommel 2, 3, die mit der mit ihr umlaufenden Trommel 3 in Verbindung
steht, auf folgende - Weise entfernt. Zn der Nähe ihres inneren Endes befindet sich
ein Austritt 7o für die Kohle. Dieser ist durch die Wandung der Trommel zu einer
ebenen zylindrischen oder konischen Fläche 8 1 geführt, auf deren unterem Teil ein
Auslaß 63 liegt. Bei jeder Umdrehung fällt das feste Gut in den nichtumlaufenden
Teil, welcher- es- zu einer Schnecke o. dgl. in die Leitung 7.7 führt. Die Verbindung
zwischen dem nichtumlaufenden und dem umlaufenden Teil kann in der, schon früher
beschriebenen Weise hergestellt -werden.
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Eine Vorrichtung, durch welche die fertiggestellte' Charge .aus der
Trommel 3 entnommen werden kann, ist in der Abb. i dargestellt. Am Ende der Trommel
oder in -seiner Nähe ist in der Wandung eine öffnung 73 gebildet, welche zu einer
zylindrischen oder konischen Fläche 82 führt, die in Berührung mit einer entsprechenden
Fläche umläuft, die sich an dem nichtumlaufenden Teil 83 befindet. In dem
unteren Teil der nichtumlaufenden Fläche liegt ein Austritt 82, in welchen bei jeder
Umdrehung der Trommel der feste Stoff hineinfällt, von wo er dann zu einer Schnecke
o. dgl. geführt wird. Die Verbindung 82 zwischen dem festen und dem umlaufenden
Teil. soll gasdicht ausgeführt sein.
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Die Trommeln i, 2; 3 können den besonderen Arbeitsbedingungen angepaßt
werden. Zweckmäßig erhält die Vorwärmtrommel den kleinsten inneren Durchmesser-die
Reduktionstrommel einen _ größeren-und die Kühltrommel den- größten Durchmesser.
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Die Destillationserzeugnissez welche aus der Trommel 23 entweichen,
werden in einer Kammer i 18 zur Gewinnung von Nebenprodukten behandelt. Es
entsteht dann ein Gas, welches verhältnismäßig -reich an Kohlenmonoxyd und arm an
-Wasserstoffverbindungen und Unreinheiten ist. @ Diese werden ganz oder zum Teil
in die Reduktionströmmel2 in der Nähe des Endes 8-5 eingeleitet, wo das reduzierte
Gut in die Kühltrommel übergeführt wird. - Hierauf wird das Gas längs der Reduktionstrommel
in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen geführt, in welcher das-Erz sich bewegt,
während ein zusätzliches Reduktionsmittel durch den Brennstoff geliefert wird, welcher
bei 8o in die Trommel eintritt. '-Nach dem Durchtritt der Gase durch die Reduktionszone,
in welcher- sie Einflüssen unterworfen sind, die kohlensäurebildend wirken, aber
bei Gegenwart eines Überschusses von Kohle in Kohlenoxyd zurückgebildet werden,
können die Gase ganz oder teilweise in die vorhergehende Abteilung i eintreten.
Hier befindet sich in der Regel kein erheblicher Kohlenüberschuß., und die Gase
werden daher ärmer, mit dem Ergebnis, daß der Kohlensäuregehalt anwächst. Ebenso
wird die fühlbare Wärme der Gase vermindert und dient zum Anheizen des Erzes. Der
Abschnitt i kann auch ebenso wie die eigentliche Reduktionstrorximel mit einem Heizmantel
versehen werden, in welchen Gas- aus einem anderen
Teil der Vorrichtung
eingeführt wird. Dieses Gas beheizt das Erz von außen und kann auch durch und über
das Erz geführt werden und sich nachher mit der Gasatmosphäre in diesem Teil der
Trommel mischen. Abb. 3 zeigt beispielsweise eine Reihe von Durchgängen 86 in der
Wandung- der Kammer i. Diese können gerade oder gewunden sein. Die innere Fläche
der Wandung kann eine Verdickung über jedem derartigen Durchtritt besitzen, wie
bei 87 dargestellt ist. Diese Verdickungen können ebenfalls gerade oder gewunden,
durchgehend oder unterbrochen sein. Falls die Trommel i in ihrer Wandung mit Durchgängen
versehen ist, können Gase mit geeigneten Mitteln aus ihnen entnommen werden. Die
Gase, welche schließlich die Trommel i verlassen und hauptsächlich aus einem verhältnismäßig
geringen Bruchteil von Kohlenoxyd und einer erheblichen Menge Kohlensäure bestehen,
gelangen nunmehr in einen Teil der Vorrichtung, welcher schematisch bei go angedeutet
ist, in welchem sie für den weiteren Gebrauch in der Reduktionstrommel vorbereitet
werden, indem man sie entweder allein erhitzt oder sie in Verbindung mit Koks oder
sonstigem kohlenstoffhaltigen Gut erwärmt. Hierdurch wird ihr Temperaturanstieg
und ihre Umwandlung in Kohlenmonoxyd befördert. Das .Erhitzen dieser :Gase nach
dem Regenerationsprinzip kann durchgeführt-werden, indem man in den Trommeln oder
den Kanälen, durch welche die Gase fließen, einen Teil der Gase verbrennt, oder
indem man Brenngas dadurch erzeugt, daß. man einen Teil der Gase in Verbindung mit
erhitztem Koks oder sonstiger Kohle erhitzt, oder indem man Gas, welches aus der
Trommel i kommt, verbrennt.
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Das Erhitzen des Kokses oder sonstiger Kohle kann ;durch Abfall- oder
fühlbare Wärme des aus irgendeinem Teil des Apparats entweichenden Gases bewirkt
werden. Anstatt dessen kann auch ein: Teil des Kokses verbrannt werden, und zwar
entweder innerhalb oder außerhalb des Behälters, welcher die Hauptmenge des Kokses
enthält. Ebenso ist es möglich, den Koks mit Hilfe von unabhängigen Wärmequellen,
z. B. auf elektrischem Wege, zu erhitzen.
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Verbrennungsgase aus den Regeneratorkammern können in die Vorwärmtrommel
i bei 88 eingeführt werden. Außerdem kann Verbrennungsgas durch Kanäle 86 geführt
und aus diesen- bei 89 entnommen werden. Die fühl-
bare Wärme der Verbrennungsgase
aus den Regeneratoren kann- zum Trocknen oder Erhitzen von Erz oder Kohle oder anderen
Materialien dienen.
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Das Beheizen der Trommeln kann durch eine Verbrennung innerhalb von
Räumen, die sich in den Trommeln befinden, unterstützt werden. Zur Verbrennung kann
man Gas; Öl, Koks öder sonstigen Brennstoff verwenden oder Gas aus einem anderen
Teil der Vorrichtung zusammen mit Luft oder Sauerstoff. Der Brenner zur Durchführung
der Verbrennung kann an dem nichtumlaufenden Ende befestigt werden, und zwar in.
der Regel bei- 85. Wenn die Beheizung der Trommel in dieser Weise gefördert ist,
geschieht die Erhitzung durch Verbrennen von Brennstoff, der von flüchtigen Bestandteilen
befreit ist, mit oder ohne verbrauchte Gase, mit Sauerstoff oder Luft. Der feste
Brennstoff wird mit Unterbrechungen in die zu beheizende Trommel eingeführt, während
Luft oder Sauerstoff in dieselbe Trommel durch Röhren oder Düsen gelangt.
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Verbrauchtes Gas kann, wie bekannt, wieder wirksam gemacht werden,
indem man es durch Koks leitet, der auf die erforderliche Temperatur erhitzt ist.
In diesem Fall würde die Kammer go schematisch eine Vorrichtung zum Wiederriutzbarmachen
des Gases darstellen.
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Ein Teil der Gase, welche die Trommel i verlassen, können dazu dienen,
um Rohmaterialien oder Teile des Apparats vorzuwärmen, entweder mit Hilfe ihrer
fühlbaren Wärme, oder indem sie in Kammern, Mänteln oder Rohren verbrannt werden,
oder indem man sie durch-- oder über die Teile leitet, welche erhitzt werden sollen.
Beispielsweise kann. auf diesem Wege Kohle getrocknet und vorgewärmt werden. Das
Erz kann getrocknet oder geröstet werden. Der Erzbehälter kann heiß erhalten werden.
Der Kohlenbehälter kann erhitzt werden, die Kohle kann in einer besonderen Kammer
vorgewärmt werden, welche als eine vorbereitende Kammer zur Verschwelung wirkt.
Der Koks oder sonstige Kohle kann vorgewärmt werden. Die beim Verbrennen- von- Gas,
zum Regenerieren benötigte Luft kann vorgewärmt werden. Der Koks oder sonstige Kohle
in dem zur Wiederverwendbarmachung dienenden Teil kann erhitzt werden.
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Die Teile der umlaufenden Trommeln, welche oben- beschrieben sind,
können getrennt gebaut und dann zur Erleichterung des Zutritts zusammengefügt werden.
Die Formen der verschiedenen Teile können voneinander abweichen. Beispielsweise
kann die Reduktionstrommel dort kleinere Enden haben, wo sie mit den vorhergehenden
und folgenden Teilen der Reduktionstrommel verbunden ist. In Abb. i ist eine solche
Anordnung dargestellt. Sie zeigt-eine Anordnung, bei welcher die verschiedenen Trommeln
um eine gemeinsame Achse umlaufen können. In diesem Fall- --können Mittel vorgesehen
werden, um zu gewährleisten, daß die Beschickung
von einem Teil'in
den anderen befördert wird. Ein derartiges Mittel besteht in einer Leitung 7q.,
von mehr oder weniger spiraliger Form, welche von einer Trommel zur nächsten führt.
Ein Ende derselben, 11q., befindet sich in gefinger Entfernung von dem Ende der
Vorwä.rmtrömmel, und sie läuft spiralig in Richtung der Drehbewegung aus, so .daß
bei jeder Umdrehung der Trommel die Leitung einen Teil der Beschickung aufnimmt,
welche sich während des Umlaufens längs - -des Rohres bewegt. Dieser Teil fällt
an. dem anderen Ende z-15 in die Reduktionstrommel hinein. Während dieses Vorgangs
wird die Gasströmung unterbrochen.
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Der erforderliche Gasstrom kann in jedem Teil des Apparats durch geeignete
Druckregelung aufrechterhalten werden. Hierzu dient ein Ventilator oder ein sonstiges
Treibmittel, mit welchem Gas durch den betreffenden Teil getrieben wird. Ebenso
kann ein Strom von frischem oder verbrauchtem Gas eingeführt werden, und zwar in
der Weise, daß es die erforderliche Treibwirkung auf das in diesen Teil strömende
Gas ausübt. In jedem Teil kann - der Druck 1 Atm. oder mehr .oder weniger betragen
und in geeigneter Weise aufrechterhalten werden. Die Rcgelung erfolgt durch Ventile
mit Hilfe von Manometern oder sonstigen Anzeigevorrichtungen. Antriebsvorrichtungen
sind in Abb. 1 bei 116 und 117 dargestellt.
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Der hier beschriebene Vorgang ermöglicht es, die Gegenwart -von Luft
im Innern des Apparats zu vermeiden, wodurch- das Volumen von inertem Gas, das zu
erhitzen ist, auf ein Minhnurn reduziert wird.
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Wenn im vorstehenden von der Reduktion von Eisenerz die Rede war,
so bedeutet dies, daß das Verfahren auf die Behandlung verschiedener Stoffe Anwendung
finden kann, wie Hammerschlag, Rost oder sonstigen Materialien, welche reich an
Eisen sind.
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Es empfiehlt sich, Vorkehrungen zu treffen, um den Staub zu sammeln,
entweder unter der Wirkung der Schwere oder durch Zentrifugalkraft oder durch Absaugen
oder in sonstiger Weise. Die aus der Vorwärmtromm.el abströmenden Gase können in
eine Staubablagerungskammer 67 gelangen, bevor sie an einer anderen Stelle Verwendung
finden.
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Bei Ausübung des Verfahrens kann die Vorrichtung verschiedenartige
Abänderungen erfahren. Im Falle der Reduktion von Kupferoxyd zu Kupfer kann beispielsweise
der Anteil des Wasserstoffs oder der Wasserstoffverbindungen, welche in die Redüktionstrommelgeleitetwerderi,
gesteigertwerden. Fbr-nso können die Temperaturen in- diesem- Teil vermindert werden.
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Ferner ist es möglich, .den Wasserdampf aus :den Gasen zu .entfernen,
welche zur Reduktion gedient haben, indem man sie beispielsweise in einem Koksbehälter
bei -einer solchen Temperatur in der Weise behandelt, daß Kohlenoxyd und Wasserstoff
zurückgebildet werden.
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Die heißen Gase können auch in einen kalten 'feil des Apparats geführt
werden, wo sich der Wasserdampf kondensiert. Hierauf können die Gase nach dem anderen
Teil -der Anlage geleitet werden, wo sie zur weiteren Verwendung einer besonderen
Behandlung unterworfen werden können.
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In denj enigen Fällen, in denen die Bestandteile fest .oder staubförmig
sind oder bei der Abkühlung fest werden, können die Gase in Kammern, geleitet werden,
in welchen sie der Schwere oder der Zentrifugalkraft unterworfen werden, so daß
die festen Bestandteile sich abscheiden und in geeigneter Weise entfernt werden
können.