DE53920C - Schachtofen zur ununterbrochenen Zinkdestillation mit im Umkreise angebrachten, oberhalb der Windformen mündenden Destillationsmuffeln - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 40: Hüttenwesen.

(Oberschlesien).

Die neue Ausbildung des Zinkofens ist dem Bestreben entsprungen, die Zinkdestillation ununterbrochen vor sich gehenzulassen, um.die bei Unterbrechungen unvermeidlichen Verluste an Wärme sowohl wie an Metall zu beseitigen.

Gegen die bisher versuchten Lösungen dieser Aufgabe, die Zinkgewinnung in einem Schacht-.· ofen continuirlich zu gestalten, hat die vorliegende Ausführung den Hauptvortheil, dafs der ganze Destillationsprocefs bis zur nahezu vollständigen Entfernung des Zinks (wie beim Flammofen) in Muffeln durchgeführt wird.

Diese Neuerung hat zur Folge:

ι. dafs das in den Muffeln einmal flüchtig gewordene Zink nicht mehr mit Verbrennungsgasen, welche wegen des Kohlensäuregehaltes oxydirend darauf wirken,'in Berührung kommt, also in der Vorlage mehr metallisches Zink und im Ballon eine zinkreichere Poussiere gewonnen wird, als sonst bei einem Schachtofen^ betrieb möglich ist, und auch die Wärme zur nochmaligen Reduction des anderenfalls als Oxyd erhaltenen Zinks gespart wird;

2. die Vermeidung von Metallverlusten, welche bisher wesentlich durch das Eindringen von Zink in die Schachtofenwandungen verursacht waren.

Mit den Flamm-Muffelöfen hat der neue Schacht-Muffelofen aufserdem den Vortheil der Auswechselbarkeit der Destillationsgefäfse gemein, doch liegen bei ihnen die bekannten Nachtheile des Flammofens nicht vor.

Der neue Ofen besteht zunächst aus einem gestampften oder sorgfältig aus guten Chamottesteinen hergestellten Boden, auf welchem sich ein ebenso verfertigter cylindrischer Schacht erhebt, dessen unterer Theil etwa bis zur Höhe der Muffelmündungen gestampft und sorgfältig vermauert sein kann; um dem Ofen eine gröfsere Dauerhaftigkeit zu geben, wird derselbe zweckmäfsig mit schmiedeisernen Bändern r umgeben, welche am besten so angeordnet werden, dafs sie horizontal liegende Steinfugen verdecken. In den unteren Theil des Schachtes münden, eng umschlossen von dem Mauerwerk, eine entsprechende Anzahl von Windformen W, welche, wie die bei Hochöfen aus Bronze oder Kupfer hergestellten, abgestumpfte, mit cylindrischer Bohrung versehene Kegel darstellen, die behufs Kühlung durch Wassercirculation mit doppelter Wandung versehen sind. An sie schliefst sich aufserhalb des Ofens die Windleitung an, welche durch ein Gebläse gespeist wird und den Ofen ringförmig umgiebt, in der Zeichnung ausgemauert, weil der Ofen mit heifsem Winde betrieben gedacht ist.

Von diesem Ring K zweigen sich dann die zu den Windformen führenden Kanäle oder Düsenstöcke E ab. Oberhalb der Formen münden in den Schacht mehrere aus bestem Chamotte hergestellte, geformte oder auch gemauerte Muffeln von elliptischem Querschnitt, doch sind auch solche mit anderen Querschnitten verwendbar. Dieselben können konisch

und auswechselbar, auch von Kanälen umgeben sein. Eingangs der einzelnen Muffeln, bei v, werden die Vorlagen und die Ballons für die Zinkdämpfe angebracht.

Die Beschickung des Ofens mit Brennstoff und mit Schmelzmaterial ist getrennt.

Die Beschickung mit Brennstoff und dem Zuschlag zumr Verschlacken der Asche wie der schlackengebenden Bestandteile der Muffelbeschickung erfolgt am Kopf des Schachtes mittelst geeigneter Chargirvorrichtung B, welche gleichzeitig dazu dient, bei g die Ofengase abzuführen. Die letzteren werden von hier nach einer Reinigung (Condensation) geführt und können dann zur Winderhitzung oder auch zum Heizen der Muffeln benutzt werden.

Die Beschickungsvorrichtung für den Schacht ist in beiliegender Zeichnung als gewöhnlicher Parry'scher Trichter angegeben und in der Weise thä'tig, dafs das Beschickungsmaterial in den Trichter t gestürzt wird und hierauf, nachdem der innere Konus c, welcher an einem zweiarmigen Hebel hängt, herabgelassen ist, dem Schacht zugeführt. Das zu verwendende Material (Koks und Zuschlag) wird auf einer Bühne an die Beschickungsöffnung herangefahren. Die zu dieser wie zu den Muffeln führenden Bühnen ruhen auf den Stützen S, die gleichzeitig auch die Kreiswindleitung tragen können.

Die Beschickung der Muffeln mit Erz und dem zugehörigen Reductionsmittel (Koksklein, Zunder) geschieht mittelst eigener, am Muffelkopf sitzender Vorrichtung.

Es möge auch noch darauf hingewiesen werden, dafs sich an einem derartigen Ofen mit Leichtigkeit eine Verbesserung anbringen läfst, die gestattet, die nicht zur Winderhitzung benöthigten Gichtgase zu Heizzwecken zu verwenden. Es wäre dazu nur nöthig, dafs man die die Muffeln umgebenden Kanäle gegen den Ofenschacht zu abschliefst und bei jeder Muffel einen Gasbrenner und einen Abzug für die verbrannten Gase anbringt.

In der Zeichnung ist ein derartiger Ofen dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. ι gröfstenfheils einen senkrechten Schnitt durch die Anlage, zum Theil auch Ansicht darauf. ■

Fig. 2 stellt waagrechte Schnitte dar, im oberen Theil durch den Kopf, im unteren Theil durch das Gestell des Ofens in der Formenebene.

Hier ist der ganze Schacht gemauert; in den unteren, weiteren Theil sind ■ fünf Formen d eingesetzt. Darüber, in dem sich verengenden THeil des Schachtes, treten sechs geformte Muffeln M' in denselben ein. Die Muffeln steigen schräg nach oben und schliefsen am oberen Ende mit je einer dicht schliefsenden Beschickungsvorrichtung ab.

Jede Muffel hat oben bei ν noch eine seitliche Oeffnung, welche nach der Zinkvorlage führt.

Der Betrieb der Muffeln unterscheidet sich vom Flammofenbetrieb.·

ι. dadurch, dafs die Beschickung der Muffeln in fortwährender abwärts gehender Bewegung ist, wobei die Geschwindigkeit dieser Bewegung sich durch die Menge des in der Zeiteinheit eingeblasenen Windes bezw. des der Windmenge entsprechenden verbrannten Koks reguliren läfst;

2. durch die Art und Weise der Beschickung, welche während des Betriebes erfolgt, sobald das Beschickungsmaterial tief genug herabgerückt ist. Zu diesem Zwecke mufs die Beschickungsvorrichtung so eingerichtet sein, dafs die Muffel während des Beschickens nicht mit der äufseren Luft in Verbindung kommt.

Diese Vorrichtung hat in der Zeichnung die Form der gewöhnlich an Gasgeneratoren angewendeten Schüttapparate. Beim Beschicken wird der obere Deckel f abgehoben, das Beschickungsmaterial hineingestürzt und der Deckel wieder geschlossen, dann die Klappe k mittelst des Hebels h geöffnet, so dafs das auf derselben liegende Material in die Muffel fällt. Die Klappe K schliefst sich dann wieder, entweder von selbst durch ein an einem Hebel angebrachtes Gewicht, oder es wird der Verschlufs von Hand bewirkt. Die Einrichtungen zum Auffangen des überdestillirten Zinks sind Vorlagen, die den beim Flammofenbetrieb üblichen genau gleichen.

Die Construction des Ofens ist natürlich nicht in der durch die Zeichnung dargestellten Ausführung beschränkt. Form und Gröfsenverhältnisse des Schachtes, sowie Zahl, Lage und Form der Muffeln und Art der Chargirvorrichtung können insbesondere nach Bedarf verändert werden, soweit sie im Rahmen der oben mitgetheilten, für die Bauart mafsgebenden Grundidee bleiben.

Der Betrieb erfolgt in der Weise, dafs zuerst der Schacht bis oben beschickt wird, worauf die Muffeln zu füllen sind. Nach dem Entzünden des Brennstoffes im Herd setzt man das Gebläse in Thätigkeit und schüttet in dem Mafse, wie die Beschickung im Schacht und Muffeln niedersinkt, Material nach.

Im übrigen entspricht der Betrieb der Muffeln dem b,ei Flamm-Muffelöfen.

Die aus den Muffeln niederrückenden Stoffe, welche auf ihrem Wege das Zink zum gröfsten Theil abgegeben haben, sinken in die Schmelzzone des Schachtes, wo sie zu Schlacke verschmolzen werden. Das noch mitgerissene Zink wird entweder durch die Gicht des Schachtes in die Condensation entweichen und dort als Zinkstaub gewonnen oder theilweise auch am Stichloch mit der Schlacke ausfliefsen.

Die Beschickung der Muffeln mufs möglichst dicht im Verhältnifs zu der des Schachtes (daher fein zertheilt) sein, so zwar, dafs der gröfste Theil der vor den Windformen entstehenden Verbrennungsproducte den bequemeren Weg durch die lose Beschickungssäule des Schachtes vorziehen wird.

Gegen den Flamm-Muffelofenbetrieb bietet die Anwendung des neuen Schachtofens schätzbare Vorfheile, und zwar:

1. den schon erwähnten Vorzug der ununterbrochenen Zinkgewinnung;

2. den Vortheil der Bewegung der Beschickung in den Muffeln von den kälteren gegen die heifseren Ofentheile zu, wodurch das Gegenstromprincip wahrgenommen ist; infolge dessen findet eine 'vollständigere Austreibung des Zinks statt, als wenn die Beschickung in der Muffel ruht, was doch beim Flammofen der Fall ist;

3. gestattet sie die Gewinnung auch des etwa aus den Muffeln noch in den Schacht gelangten Zinks, welches theils mit den Verbrennungsproducten entweicht' und mit diesen in eine Gasreinigung (Condensation) geleitet und dort als Zinkstaub wiedergewonnen wird, theils als Hartzink am Stich gewonnen wird. Die unbrauchbaren Rückstände, welche bei den Flamm - Muffelöfen als werthlose zinkhaltige Räumasche abgehen, werden hier also kein Zink enthalten;

4. wird der Brennstoff vollständiger ausgenutzt, einestheils, weil ein Schachtofen an und für sich in dieser Beziehung sparsamer arbeitet als ein Flammofen, andererseits, weil die Construction gestattet, die noch nicht voll ausgenutzten Verbrennungsproducte zur Winderhitzung zu verwerthen und die so gewonnene Wärme wieder dem Procefs zuzuführen;

5. erhält man die vom Zink befreiten Rückstände im flüssigen Zustande als Schlacken, was den Betrieb bedeutend vereinfacht;

6. mufs noch darauf hingewiesen werden, dafs bei dieser Anordnung des Ofens bei Verwendung bleihaltiger Zinkerze auch, das Blei in ganz ähnlicher Weise, wie dies bei Hochöfen geschieht, gewonnen wird. Zu diesem Zwecke sind in dem Bodenstein die Kanäle η η angebracht.

Der neue .Schachtmuffelofen vereinigt daher die wichtigsten Vorzüge des Flammofens mit denen des Schachtofens, während zugleich die Nachtheile dieser beiden bekannten Arten von Zinkdestilliröfen beseitigt sind.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ofen dieses Systems sind die Gebläse, Condensatoreinrichtung, Vorlagen, Ballons als allgemein bekannte und in verschiedenster Form ausführbare, nicht zur Erfindung gehörige Theile weggelassen worden. ■

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Ein Schachtofen zur ununterbrochenen Zinkdestillation mit im Umkreise angebrachten, oberhalb der Windformen mündenden Destillationsmuffeln, in welchen die Erzbeschickung, entsprechend der fortschreitenden Verbrennung des getrennt davon eingeführten Brennstoffes, vor den Formen in ununterbrochen niedergehender Bewegung sich befindet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.