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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Eisen aus Erz Vorliegende
Erfindung betrifft ein Verfahren, Eisen aus Erz herzustellen und eine Anordnung
zur Ausführung des Verfahrens. Der Zweck der Erfindung ist eine wirtschaftliche
Nutzbarmachung des Wärmeinhalts des Reduktionsmittels und eine geeignete Behandlung
der Erze während des Reduktionsvorganges.
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Bei vorliegendem Verfahren wird das Erz so 'in einen Ofen eingeführt,
daß es den freien Raum des Ofens vollständig ausfüllt. Dieser Ofen ist ähnlich einem
Stoßofen ausgeführt, worunter ein nicht beweglicher Kanalofen zu verstehen ist,
durch welchen das zu behandelnde Gut mit Hilfe von besonderen mechanischen Vorrichtungen
geführt werden muß, weil der Ofen entweder horizontal oder seine Neigung unzureichend
ist, um dem Erz zu ermöglichen, ausschließlich durch sein eigenes Gewicht sich dem
Ofen entlang zu bewegen. Im Kanalofen wird das Erz durch Verbrennung von im nachfolgenden
Reduktionsprozeß gebildeten oder übrigbleibenden brennbaren Gasen oder durch ein
anderes in den Ofen eingeführtes Gas erwärmt. Das vorgewärmte Erz wird hierauf im
Kanalofen oder auch außerhalb desselben mit Gasen oder festen Reduktionsmitteln
reduziert. Werden feste Reduktionsmittel angewandt, so dürfen diese vorzugsweise
erst nach beendeter Vorwärmung und teilweiser Reduktion des Erzes durch Gas mit
dem Ofengut in Berührung oder Mischung kommen. Die Eigenart des Verfahrens liegt
hierbei darin, daß das Erz den Kanalofen praktisch vollständig ausfüllt. Das Erz
wird also bis zum Gewölbe des Ofens eingefüllt, und es entsteht somit kein leerer
Raum über der oberen Erzfläche, wodurch Gase entweichen könnten, ohne vorher auf
die ganze Erzmasse zur Einwirkung gekommen zu sein. Durch das vorliegende Verfahren
werden die Gase vielmehr 'dazu gezwungen, sich durch den ganzen Querschnitt der
Erzfüllung gleichförmig zu verteilen, wodurch eine b@essere Wirkung der Gase auf
das Gut sowie eine bessere Ausnutzung derselben in dem Verfahren erzielt wird. Voraussetzung
ist natürlich, daß das Erz größtenteils als Stückerz aufgegeben wird. Das Verfahren
gestattet jedoch, daß ein ziemlich kleinstückiges Erz verwendet wird, wodurch die
Zeit der Behandlung im Ofen abgekürzt werden kann. Die Wirkung der Gase auf das
Erz wird also dieselbe, als wäre ein vertikaler Schachtofen zur Verwendung gekommen.
Hinsichtlich anderer Verhältnisse, wie Zermahnung der Erze unter dem in dem Schachtofen
herrschenden
hohen Druck ist es aber viel besser, einen Kanalofen
als einen Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens zu verwenden.
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In dem Kanalofen wird das Erz in bestimmter mechanischer Weise durch
den Ofen geführt. Der Kanalofen wird also am besten mit einem inneren losen Boden
versehen, auf den das Erz aufgelegt wird und welcher zusammen mit dem Erz durch
den Ofen geschoben oder gezogen wird.
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Zweckmäßig besteht dieser Boden aus losen Blechen oder Platten, welche
dem Erz mitfolgen und die zusammen mit dem Erz an der Beschickungsseite des Ofens
eingeführt und am anderen Ende des Ofens zusammen mit dem Gute herausgenommen werden.
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Nach beendigter Vorwärmung und ganz oder teilweise erfolgter Reduktion
mit Gas kann das Gut entweder als Eisenschwamm ausgenommen werden oder in gewissen
Mengen in einen in Verbindung mit dem Kanalofen stehenden, elektrisch erhitzten
Schmelz-oder Reduktionsofen .eingeführt werden. In diesem elektrischen Ofen wird
das. Gut entweder nur geschmolzen, oder es wird auch mit Kohle oder reduzierenden
Gasen reduziert. Die Gase, mit denen das Gut im Kanalofen behandelt wird und die
entweder von dem Schmelzofen oder einer anderen Quelle kommen, durchziehen das Erz
nach dem Gegenstromprinzip.
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Das bei der Reduktion des Erzes mit Kohle im elektrischen Ofen gebildete
Kohlenoxyd bzw. der Wasserstoff wird durch Selbstdruck aus dem Kanalofen ausgetrieben,
wobei das in der Nähe des elektrischen Ofens sich befindliche Erz teilweise indirekt
reduziert wird, d. h. unter Bildung von Kohlensäure bzw. Wasserdampf. Der
größte Teil der brennbaren Gase wird mit Luft verbrannt, welche durch eine oder
mehrere Lufteinströmöffnungen in den Ofen eingeleitet wird.
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Wenn eine Reduktion des Gutes im elektrischen Ofen nicht eintreten
soll, sondern nur eine Schmelzung, werden. von außen kommende, brennbare Gase in
den Kanalofen eingeleitet und zwecks Erwärmung verbrannt.
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Um eine einfachere, genauere und bequemere Führung des Erzes in dem
Kanalofen zustande zu bringen, kann die liegende Erzsäule mittels vertikaler Bleche
oder ähnlicher Hilfsmittel, wie z. B. Schrottstücke, in bestimmte Mengen aufgeteilt
werden. Diese Bleche sind dem Ofenquerschnitt angepaßt und zweckmäßig durchlöchert,
damit die warmen Gase, welche bestrebt sind, dem Ofengewölbe zu folgen, besonders
wenn das Erz während der Erhitzung etwas einsinkt, zu gleichmäßiger Verteilung über
den Querschnitt gezwungen werden. Jedes senkrecht stehende Blech kann mit einem
entsprechenden waagerechten Blech des Ofenbodens vereinigt sein, so daß die beiden
Bleche zusammen ein winkelförmig gebogenes Blech darstellen. Die senkrechten Bleche
können auch mit senkrechten Seitenstücken versehen sein, die zwischen dem Erz und
den Ofenwänden eingesteckt werden, wodurch sich also jede einzelne Erzmenge in einer
Art von Kasten befindet.
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In beiliegender Zeichnung wird eine beispielsweise Ausführungsform
der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens bei Reduktion mit Kohle in einem elektrischen
Ofen gezeigt.
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Abb. i zeigt einen Längsquerschnitt durch den Ofen, Abb. a eine Endansicht
im Schnitt durch den elektrischen Ofen längs A-A in Abb. r und Abb. 3 einen Schnitt
durch den. Kanalofen längs B.B in Abb. i.
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Die Anordnung besteht in der Vereinigung eines Kanalofens mit einem
in Verbindung mit diesem stehenden. elektrischen Ofen b.
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'Der Kanalofen a ist horizontal dargestellt. d ist ein abnehmbarer
Deckel, welcher die Einsetzungsöffnung für die Beschickung abschließt. e bedeutet
winkelgebogene Bleche, auf und zwischen. welchen sich .bestimmte Mengen von Erz
gegebenenfalls mit Zusätzen, wie Kalk oder Schrott, befinden. Das freie Ende des
Ofens ist mittels einer Platte t geschlossen, die zweckmäßig ein Teil eines Drückers
ist. Durch däs Rohr g wird Verbrennungsluft eingeleitet.
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Die waagerechten Teile der Bleche, die dicht nacheinander angeordnet
und an den freien Kanten mit senkrechten Leisten versehen sind, bilden zusammen
den inneren losen Ofenboden, .auf welchem die ganze Erzfüllung aufgelegt ist. Auf
diesen Boden wirkt nun, von dem die Einsatzöffnung tragenden Ofenende gerechnet,
die schiebende Kraft des Drückers. Dieser drückt den Boden zusammen mit der daraufliegenden
Erzfüllung jed'esmal ein bestimmtes der Länge eines einzelnen Bleches entsprechendes
Stück vorwärts. Der Drücker geht dann zurück, wobei eine vorübergehend eingeführte,
senkrechte, in der Zeichnung nicht gezeigte Platte, das Nachrutschen des Erzes verhindert.
Ein neues Bodenblech wird dann unmittelbar von oben bei d oder von dein Ofenende
eingesetzt und eine entsprechende Menge von Erz durch die Öffnung bei d bis zum
Gewölbe aufgegeben.
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Der elektrische Ofen b ist mit Elektroden j
ausgerüstet,
ferner besitzt er ein Stichloch h zur Entleerung und eine Arbeitstür L, durch welche
nach vorliegender Ausführungsform des Ofens die Kohlen .eingesetzt werden.
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Die Vorrichtung zum Bewegen des Einsatzmaterials,
d.
h. der Drücker, besteht aus der vorher erwähnten Platte/, an welcher eine geeignete
Schraube t befestigt ist.
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Der Rauchkanal x leitet die Verbrennungsprodukte aus dem Ofen.