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Verfahren zum Schmelzen von staubförmigen Massen Es ist bekannt, fein
verteilte Stoffe in Ofen zu schmelzen, um ihre Überführung in zusammenhängende Massen
zu ermöglichen.
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Bisher hat man diese Schmelzung in Drehöfen oder Tunnelöfen oder ähnlichen
Vorrichtungen ausgeführt. Die Benutzung von Öfen dieser Art erfordert einen gewissen
Aufwand an Antriebskraft entweder zur Bewegung der Teile der genannten Öfen oder
zur Verschiebung des Guts in diesen Ofen.
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In gewissen Öfen kann man die Überführung in zusammenhängende Massen
erst ausführen, nachdem man das Gut in Formlinge übergeführt oder nachdem man dem
Gut einen Stoff zugesetzt hat, der seine Überführung in zusammenhängende Massen
zu erleichtern vermag.
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Da in den Öfen Fugen vorhanden sind, sind sie nur unvollkommen dicht,
und infolgedessen entsteht ein gewisser Verlust an Wärme und Gas.
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Es ist bekannt, diese Übelstände zu vermeiden und den Ersatz des behandelten
Guts durch frisches in dem Maße zu ermöglichen, wie die Schmelzung fortschreitet.
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Die Schmelzung der fein verteilten Stoffe wird auf einer festen Sohle
ausgeführt, auf deren geneigter Fläche sich das Gut durch seine Schwere ausbreitet.
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Die Erfindung hat zum Zweck, das Schmelzen des Guts auf einem abgegrenzten
bandförmigen Streifen der Sohle vorzunehmen, der senkrecht zur Bewegungsrichtung
des Guts liegt. Die Schichthöhe dieses Streifens. ist so gering bemessen, daß die
Schmelzung durch die ganze Masse hindurch erfolgt.
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Wenn mit Rücksicht auf die Erneuerung des zu behandelnden Guts der
Streifen, in dem das Gut zum Schmelzen kommt und abfließt, am Fuße eines vom Schmelzgut
gebildeten Haufens liegt, der seinem natürlichen Böschungswinkel entsprechend geneigt
ist, sieht die Erfindung eine Vorwärmung des nicht behandelten Guts längs der geneigten
Fläche der Böschung mittels der Gase aus dem Schmelzbereich abziehenden vor.
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Hierdurch wird das in dem Staub enthaltene Eisenoxyd vor Erreichung
der Schmelzzone in Eisenoxydul übergeführt.
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Die auf diese Weise erhaltenen Eisenoxyde bieten den Vorteil, daß
sie mit der Kieselsäure, die im allgemeinen in geringer Menge in dem Staub enthalten
ist, ein schnellschmelzendes und dünnflüssiges basisches Silikat bilden, dessen
Entfernung sehr leicht bewirkt werden kann.
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In der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung
dargestellt, die jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist, sondern
sich auf alle neuen Einzelheiten der dargestellten Vorrichtung erstreckt.
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Die Figur ist eine teilweise abgebrochene schaubildliche Ansicht der
Vorrichtung zum Schmelzen der erwähnten Stoffe.
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Der Ofen enthält eine Sohle ?", die tun etwa 2o° gegen die Waagerechte
geneigt ist, so daß das durch Schmelzung der fein verteilten
Stoffe
entstehende Erzeugnis abfließen kann. Die Schmelzung erfolgt bei 21 unter der Einwirkung
von Brennern, z. B. eines Brenners 311, die entweder mit Hochofengas oder mit Staubkohle
o. dgl. gespeist werden.
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Die Schmelzung kann auch mit Hilfe von einfachen Kohlenfeuerungen
durchgeführt werden.
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Um den selbständigen Ersatz des geschmolzenen Guts durch frisches
zu sichern, sinkt das in den Schacht 4 eingeschüttete zu schmelzende Gut dort durch
seine Schwere nach unten und tritt durch eine untere Öffnung 4a dieses Schachtes
mit seinem natürlichen Böschungswinkel 4b, der in der Zeichnung gestrichelt dargestellt
ist, aus. Das Gut ruht dabei auf der geneigten Sohle 2a des Ofens.
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Um die Menge des in den Ofen eintretenden Guts verändern und so den
abgeböschten Haufen verschieben zu können, kann man die Öffnung 4a des Schachtes
4, der innerhalb des Abzugsschornsteines 5 für die Gase liegt, durch eine bewegliche
Schiebetür 4k abschließen, die durch ein Gegengewicht 4p im Gleichgewicht gehalten
wird und deren Stellung von außen durch nicht dargestellte Vorrichtungen beobachtet
werden kann.
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Die Schmelzung des Guts erfolgt am Fuße der Böschung 4b, und von dort
fließt die erhaltene Flüssigkeit längs der geneigten Sohle ab und kommt in Behältern
zur Erstarrung, die, wie z. B. 2k, am Ende 29 des Ofens angeordnet sind.
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Zur vollständigen Ausnutzung des Wärmeinhalts des Brennstoffs wird
das Gut, das dem Ofen entgegengesetzt zur Abströmungsrichtung der Verbrennungsgase
zugeführt wird, durch letztere in dem Schacht4 und im oberen Teil 4m der gestrichelt
dargestellten Böschung 4b erwärmt.
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Um das geschmolzene, auf der geneigten Sohle abfließende Gut auf einer
bestimmten Temperatur zu erhalten, ist in dem Schornstein 5 ein in der Zeichnung
nicht dargestellter Regelungsschieber vorgesehen, mittels dessen man einen gemäßigten
Zug erhält.
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Um einen Zutritt von kalter Luft zu verhindern, ist das Ende 29 des
Ofens teilweise durch eine bewegliche Wand 2t geschlossen, die eine genügende Durchtrittsöffnung
für das geschmolzene Erzeugnis frei läßt.
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Bei der praktischen Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung,
bei dem Hochofenstaub in einem dem beschriebenen entsprechenden Ofen behandelt werden
soll, wird das in diesem Staub enthaltene Eisenoxyd unter der Einwirkung der Wärme
in Eisenoxydul übergeführt, ehe der Ausgangsstoff zur Schmelzzone bei 21 gelangt.
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In diesem Falle findet zur Zeit des Schmelzens die Bildung eines Silikats
statt, das dadurch entsteht, daß der Hochofenstaub außer Eisenoxyd noch Kohlenstoff,
Kieselsäure, Kalle und Aluminium enthält.
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Alle Eisenoxyde, die in Gegenwart von Kohlenstoff der Hitze ausgesetzt
sind, werden in Eisenoxydul übergeführt, und da sich das Eisenoxydul in Gegenwart
von Kieselsäure bildet, verschlackt dieses Oxvd, d. h. es bildet ein schmelzbares
Silikat.
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Dieses Silikat ist infolge des geringen Kieselsäuregehalts des Staubes
sehr basisch. Das Verhältnis zwischen dem Sauerstoff der Basen und dem Sauerstoff
der Säuren ist, selbst wenn man das Aluminium als Säure auffaßt, ungefähr gleich
o,6. Es findet somit die Bildung eines leichtfließenden Silikats statt, das leicht
aus dem Ofen entfernt werden kann.