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Verfahren zur unmittelbaren Gewinnung von Eisen im Herdofen Wird bei
der unmittelbaren Eisengewinnung in Schacht- oder Drehrohröfen gearbeitet, so ist
der Betrieb zwar kontinuierlich, aber die Rohstoffe, das Enderzeugnis und die entfallende
Schlacke bewegen sich miteinander und in gleicher Richtung. Die bekannten Herdofenverfahren
verlaufen dagegen diskontinuierlich. Man hat aber bei diesen Frischverfahren schon
vorgeschlagen, die begrenzte Reduktionsfähigkeit des Roheisens durch seine Einwirkung
auf Erz zur unmittelbaren Eisendarstellung mit heranzuziehen. Es sind auch Verfahren
bekannt geworden, bei welchen das Eisen mit Umgehung des Hochofens unmittelbar aus
Erzen geronnen wird, indem diese auf einem flüssigen Eisenbad von reinem Eisen eingeschmolzen
und reduziert wenden (Patent -0i 178) oder mit einem kohlenstoffhaltigen
Eisenbad übergessen (Patent 165 zag) und so lange behandelt werden, bis der Eisengehalt
des Erzes reduziert ist. Hierbei kann nach der Reduktion eine Kohlung des Eisenbades
herbeigeführt und dieses von neuem als Reduktionsmittel für eine frische Lage von
Erz mit Zuschlägen verwendet weiden.
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Bei allen diesen bekannten Verfahren wird nur absatzweise bzw. chargenweise
gearbeitet, und der Reaktionsverlauf spielt sich längs der ganzen Berührungsflächen
derBadbestandteile gleichzeitig ab und bewirkt eine gleichsinnige Abstumpfung, wodurch
das anfängliche Wirkungsgefälle verlorengeht und die Reaktionen langsamer werden,
was durch Überschüsse der Rohstoffe und durch höhere Erwärmung der Bäder zu beseitigen
versucht wird..
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Demgegenüber besteht die Erfindung unter Anwendung der bekannten Reduktion
der Erze auf einem flüssigen, kohlenstoffhaltigen Eisenbad in einem Verfahren, bei
welchem das Einbringen der Erze in den Ofen und ihre Schmelzung, die Zuführung des
kohlenstoffhaltigen Eisenbades sowie die Abführung der Reaktionserzeugnisse (Eisen
und Schlacke) in ununterbrochenem Arbeitsgange an entgegengesetzter Stelle des Ofens
erfolgt, so daß die geschmolzenen Erze und das - kohlenstoffhaltige Eisen sich im
Ofen gegenläufig über den ganzen Herd bewegen. Ein derartiges Arbeiten nach dem
Gegenstromprinzip schafft ein hohes Wirkungsgefälle und damit einen hohen Wirkungsgrad.
Durch mehrere hintereinander im Ofenraum angeordnete Brenner können verschieden
zusammengesetzte Gase über dem Bade gebildet werden. Das abgestochene entkohlte
Eisenbad kann in bekannter Weise nach Aufkohlung wieder verwendet werden.
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Ein Ausführungsbeispiel soll an Hand der Zeichnung erläutert werden.
Abb. i zeigt einen Längsschnitt durch die Ofenanlage,
Abb. 2 einen-waagerechten
Schnitt und Abb. 3 einen Querschnitt.
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Die Grundform des Ofens ist länglich, er bildet einen geschlossenen
Herdraum mit Herd 1a und Gewölbe g. Das Erz wird mit Reduktionsmitteln, z. B. Kohle
und jenen Zuschlägen, die nicht später zugesetzt werden müssen, bei a eingeführt,
was von oben oder seitlich geschehen kann. Der Schlackenstau m oder eine Gewöl.beabsenkung
erzwingt den Abfluß der oberen Ba-dschichten in der Richtung nach b. In der entgegengesetzten
Richtung -- bewegt sich das bei b eingegossene kohlenstoffhaltige Eisenbad, das
bei 1 (Eisenabstich) abläuft. Während der Bewegung im Herde wird das auf dem Eisenbad
schwimmende Erz durch das Reduktionsmittel, nämlich das kohlenstoffhaltige Eisen,
reduziert. Das gebildete Metall kann sofort aus den dünnen Schichten ausseigern.
Das geschmolzene Erz geht während der Bewegung nach und nach in immer metallärmere
Schlacke über. Um deren Reaktionsfähigkeit zu verstärken, können unterwegs zusätzliche
Reduktionsmittel eingeführt werden. Schließlich kann nach dem Abstich der Schlacke
diese auch über konzentrierte Reduktionsmittel, z. B. über heißgeblasene Kohle oder
gegen ein Reduktionsgas geleitet werden.
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Die erforderliche Wärme und die Reduktionsmittel werden durch eine
Anzahl von Brennern c" c1; c" die im Gewölbe oder in den Ofenwänden liegen, erzeugt.
Durch Anwendung mehrerer Brenner für die Brennstoffzuführung bietet sich die Möglichkeit,
die Temperatur und chemische Beschaffenheit dem gerade an dieser Stelle sich vollziehenden
Reaktionsverlauf anzupassen. So kann z. B. dem nahe bei a gelegenen Brenner c, ein
höherer Überschuß von Kohlenstoff oder Kohlenoxyd gegeben werden. Die von den Brennern
c" c., c. erzeugten Flammengase können von ganz verschiedener Beschaffenheit sein,
und dementsprechend werden sich im Ofenraume außerhalb des Bades Gasräume ebenfalls
verschiedener Zusammensetzung bilden. Dadurch wird die Regelung der im Bade verlaufenden
Reaktionen auch von der Gasphase aus ermöglicht. Im Bade kann außerdem durch künstliche
Veränderung der Fließgeschwindigkeit die Reaktionsfortpflanzung den inneren Erfordernissen
angepaßt werden.
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Von dem bei 1 abgestochenen Eisen kann ein Teil mit oder ohne Aufkohlung
von neuem bei b oder im Herde eingegossen werden, um die Durchflußgeschwindigkeit
zu erhöhen und die Reaktionen im Ofen zu beschleunigen. Es können auch bei Verwendung
mehrerer Ofenherde neben oder hintereinander die in den End- oder Zwischenphasen
abgestochenen Erzeugnisse Eisen oder Schlacke nach Ofenwechsel durch wiederholtes
Zurückfließenlassen von einem Ofen zum andern wieder verwendet werden, um einerseits
noch wirksame chemische Stoffe, andererseits Abwärmen auszunutzen.