DE55111C

DE55111C - Bessemerbirne

Info

Publication number: DE55111C
Application number: DENDAT55111D
Authority: DE
Original assignee: H. A. BECKER in Godwith Cottage Blaenavon, Wales, England
Anticipated expiration: 1910-02-12

Description

θία'ίί.-c-t CicIjC- j ι

KAISERLICHES

PATENTAMT.

- (Wales, England).

3essemerbirne.

Diese Erfindung bezieht sich auf' die verbesserte Form einer Birne (eines Converters) zur Aufnahme des geschmolzenen Eisens, das in Schmiedeisen oder Stahl verwandelt werden soll; ferner bezieht sich die Erfindung auf die Vorlheile, welche durch die Anwendung dieser verbesserten Form sich ergeben.

Die Verwandlung von Roheisen in Stahl u. s. w. wird durch , das Hindurchdrücken von heifser oder kalter Gebläseluft durch das flüssige Metall bewirkt.

Die gegenwärtig meist gebräuchlichen Birnen (Converter) werden nach dem Namen ihrer Erfinder Bessemer-, Walrand-, Robert-Birnen 'genannt.

Alle diese Birnen sind senkrechte Kammern, die im Innern mit der gewöhnlichen feuerfesten Mischung ausgekleidet sind; die beiden erstcren sind cylindrisch geformt und die letzlere hat einen D-Durchschnitt. Alle diese Birnen sind auf waagrechten Drehzapfen gelagert, und wenn sie mit einer Beschickung von geschmolzenem Metall nach innen gedreht werden sollen, so erfordern sie kraftvolle und kostpielige Einrichtungen für diesen Zweck, denn das todfe Gewicht des auf dem Boden der Birne (Converter) liegenden Metalles mufs ebensowohl gehoben werden wie die Birne selbst. /

Im Falle der Anwendung der Bessemer-Birne entsteht noch ein weiterer Nachtheil daraus, dafs sich- die Gebläselufldüsen an dem unteren Ende der Birne befinden. Infolge ihrer Lage können sie nicht alle gleichzeitig von dem geschmolzenen Metall frei gemacht werden, wenn es Zeit ist, die Birne umzukehren und die Beschickung zu entfernen; infolge dessen mufs das Gebläse während des Um kippens fortgesetzt werden, um zu verhindern, dafs das Metall einige der Gebläseröhren verstopft, wobei dann das Gebläse aus den unbedeckten Düsen etwas Metall aus der Birne herausbläst und somit den Proccnlsalz von Verlust erhöht.

In die Walrand-Birne wird das Gebläse waagrecht in einer Linie nicht weit unter der Oberfläche (Niveau) des geschmolzenen Metalles oder der Beschickung eingeführt; auch in dieser Birne sind während des Umkippens einige Gebläsedüsen unbedeckt, wodurch wieder Meiallverlust und Verstopfung der bedeckten Düsen herbeigeführt wird.

Bei der Robert-Birne münden die Düsen an ■ der flachen Seite und sind in einer waagrechten Linie in einigem Abstande von dem Boden der Birne und-nahe der Oberfläche des geschmolzenen Metalles angeordnet. Diese Art der Anordnung gestattet die gleichzeitige Freilegung der Düsen, somit auch das Abschneiden des Gebläses beim Umkippen, und dient unzweifelhaft vollkommen gut, wenn die Birne neu ist; in allen Birnen unterliegt jedoch die Ausfütterung einer sehr raschen Abnutzung, und es vergröfsert sich infolge dessen die Höhlung der Kammer auch sehr rasch.

Es ist daher klar, dafs, wenn die Bc--Schickung in Walrand - Birnen und den Robert- Birnen eine gleichmäfsigc ist, dann das Gebläse für das Metall bald zu hoch wird, wenn nicht eine bestandige Vermehrung . der Beschickungsinenge stattfindet.

Die neue Birne hat den Zweck, alle die oben erwähnten Naclilhcile zu beseitigen, und dabei vergröfserte Vorthcile zu erzielen, welche bisher nicht zu erreichen waren.

Fig. ι zeigt einen La'ngendurchschnitt meiner verbesserten Birne,

Fig. 2 einen Querdurchschnitt derselben, Fig. 3 einen Planrifs im Durchschnitt,

Fig. 4 einen mittleren Querdurchschnitt ohne die Ringe, von hinten gesehen, wenn die Birne sich anschickt, das Metall auszugiefsen.

Fig. 5 ist ein Durchschnittsplan von einer anderen Form' meines verbesserten Converters.

Es ist ersichtlich, dafs diese Birne, indem sie waagrecht statt senkrecht ist, von den anderen Systemen abweicht. Sie besteht aus der gewöhnlichen MetallplaltenhüLse oder Schale, innerhalb welcher die- feuerfeste Ausfütterung eingebaut ist. Diese Hülse ist von zwei oder mehr gerieften Metallringen α α umgeben und verstärkt, welche auf den Rädern r aufruhen. Somit ist diese Birne ein Cylinder, der sich rund um seine waagrechte Längenachse drehen kann. '

Das eine Ende dieses Cylinders ist, wie in Fig. ι gezeigt ist, verlängert und bildet eine Mündung o. Dieser Theil kann in irgend einer für Blasen und Ausgiefsen geeigneten Form hergestellt sein. Das andere Ende ist kugelförmig oder von ähnlicher Form und hat eine Ocffhung p, welche beliebig geschlossen werden kann. Die Mündung ο kann auch an einem anderen Theil der Birne angebracht sein, wie in Fig. 5 gezeigt ist, und können dann zwei Oeffnungen ρ vorhanden sein, und zwar eine an jedem Ende der Birne. Der Raum innerhalb der Ausfütterung / ist ganz oder annähernd cylindrisch mit halbkugelförmigen Enden. Bei kleineren Gröfsen oder für besondere Zwecke kann die cylindrische Form der Birne so verkürzt werden, dafs das Innere kugelförmig oder, wenn dies vorgezogen wird, annähernd kugelförmig gestaltet ist..

In der Ausfüttcrung' / gegenüber den Mündungen op befinden sich die Düsen t, welche mit einem Flügelgebläse ^: durch die Windkammer b und die Röhren d und h in Verbindung stehen. Diese Düsen t gehen durch die Ausfütterung hindurch und enden inwendig in der Birne in einer mit deren Achse gleichlaufenden Linie, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Von ihren Oeffnungen auswärts können diese Düsen jedoch in irgend einem beliebigen Winkel zu jener Linie angeordnet sein, d. h.

sie können, wie in Fig. 1 gezeigt ist, alle in einer Ebene liegen und alle in gleichem Winkel in dieser Ebene geneigt sein oder nicht, je nachdem das eine .oder andere vorgezogen wird. Z.B., obschon in einer Linie endigend, ist es doch nicht noting, dais sie alle in einer und derselben Ebene und in der gleichen Neigung liegen, wie in Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Die Innenseite der Birne kann im Durchschnitt eine länglichrunde Form haben oder in einer sonstigen geeigneten Weise gestaltet sein. Die Drehungsbewegung wird dem Apparat durch eine beliebige Art von Kraft erlheilt. So kann diese Kraftwirkung durch das Rohr h stattfinden, welches an der Birne sicher zu befestigen wäre, oder durch Umdrehung der Räder r oder durch Anwendung eines Zahnrades, welches in einen gezahnten Ring, der rund um den Cylinder angebracht ist, eingreift, oder auch auf andere W'cise.

Die Ausl'ütteriing / des Cylinders (Converters) kann aus feuerfesten Steinen oder aus einer Mischung bestehen. Diese Steine oder diese Mischung können entweder aus einer Säure, einem basischen oder neutralen oder irgend einem anderen Material bestehen, das bei dem im Apparat behandelten Metall oder den Metallen verwendbar oder geeignet ist.

Es ist ersichtlich, dafs das durch die Düsen eintretende Gebläse das Metall m unter irgend einem erforderlichen Winkel treffen und dasselbe gegen den Boden der Birne der Oeffnung ο gegenüber treiben kann.

Die Form und die waagrechte Lage der Birne zwingen das flüssige Metall m, immer in dem unteren Theil der Kammer zu bleiben, selbst wenn die Birne umgedreht wird; es ist daher leicht ersichtlich, dafs, um der Birne irgend eine erforderliche Stellung zu geben, keine Notwendigkeit vorliegt, 'das todte Gewicht des Metalles im Apparat zu heben.

Wird die Birne so weit herumgedreht, dafs die Mündung 0 tiefer steht als die Oberfläche des geschmolzenen Metalles, so wird der Inhalt der Birne natürlich ausfliefscn, ohne dafs das Metall gehoben oder die Birne selbst umgekippt wird. Das Ausbessern der Ausfütterung geschieht gewöhnlich mit einer Mischung. Zur Vornahme der Ausbesserung ist es nur nöthig, die Stelle, welche ausgebessert werden soll, nach unten zu kehren, die Mischung darauf zu bringen und die Cylinder so lange in dieser Lage zu lassen, bis die Mischung hart geworden ist. Durch die Stellung der Mündung 0 und des Loches oder der Löcher p, welche geöflhet werden können, werden diese Ausbesserungen erleichtert..

In Fig. 2 zeigt die Linie x-y, dafs das Metall in der Birne die Form eines Kreisabschnitts annimmt. Es ist leicht ersichtlich,

dais, je nachdem die Birne mehr oder weniger herumgedreht" wird, die darin befindliche Beschickung in jeder beliebigen Höhe des Metalles in von der geringsten bis zur gröfstcn Höhe über die Düsen gebracht werden kann; da jedoch das Gegengewicht des Metalles gegen das Gebläse von der Höhe der Beschickung über den Düsen abhängt, so kann der Druck des Metalles in der Birne nach Belieben dadurch geregelt werden, da fs die Düsen einfach mehr oder weniger bedeckt oder freigemacht werden. Somit kann der Geblasedruck nach Belieben' verändert werden. Durch die Abnutzung der Ausfüttcrung wird der Rauminhalt der Birne nach und nach immer gröfser, wo^ bei jedoch das Metall die Form eines Kreisabschnitts beibehält, und· der Arbeiter immer in der Lage ist, die Höhe des Metalles über den Düsen so zu halten, wie er es für nolhwendig erachtet, ohne dabei' nöthig zn haben, die Menge der Beschickung zu vergröfscrn. Hieraus ergicbt sich auch, dafs die Beschickungen der Birne von einem gleichbleibenden (feststehenden) Gewicht sein, oder dafs die Mctallmengen verändert werden können, je nach dem Bedarf und ohne dadurch den Vortheil einzubüfsen, jede beliebige Höhe von Metall über die Düsen zu bringen.

Die Birne bildet ein Dach über dem Metall; die durch das Gebläse^ emporgelriebenen Metalltheilchen kommen in Berührung mit diesem Dach und fallen auf die Beschickung zurück, während sie bei den anderen Birnen herausgetrieben werden und verloren gehen..

Das Gebläse bewirkt die Verbrennung der Kohlenstoffe und anderer Verunreinigungen des Metalles und wirft die entstandenen Gase in den Hinlergrund der Kammer, so dafs dieselben genöthigt sind, über das Metall hinwegzugehen, bevor sie die Birne verlassen; infolge dessen geben sie einen sehr grofsen Theil ihrer Hitze ab, bevor sie entweichen. Daraus ergiebt sich für das Metall ein reiner Gewinn aus der Hitze der darüber hinwegstreichenden Gase. ■ ■,

Infolge dieser grofsen Hitze wird die Masse' in der Birne sehr flüssig, das Metall und die Schlacke trennen sich leicht, und da das Gebläse nicht durch das Ganze des Metalles hindurchgeht, so vereinigen sich die Metallmole-^ cüle gut mit einander, und dies sichert die Bildung eines Erzeugnisses von' hoher Dichtig- ■ keit 'und daher von gröfserer Güte.

Es ist noch zu bemerken, dafs der Staub und andere aus der Mündung ο ausgeworfene Theilchen der Birne nicht auf den Apparat und dessen Lager fallen. ' '

Infolge seines hohen Hitzegrades und dadurch verursachter Dünnflüssigkeit ist-das Me tall in dem besten Zustande, um gesunden Gufs zu ergeben.

Um den Apparat in Wirksamkeit zu setzen, drehe man denselben so, dafs die Mündung und die Düsen sich nahe der Höhe der Birnenachse befinden. Dann wird das flüssige Metall eingeführt; dieses Metall kann direct vom Hochofen oder von einem Cupolofcn oder von irgend einer anderen Lieferslelle komijien, und kann durch die Mündung ο der Oefl'nung eingegossen werden.

Das in die unteren Thcile der Birne fallende flüssige Metall wird anfangs die Düsen nicht berühren. Dann wird die Birne in solcher Weise gedreht, dafs die Düsen in die Nähe der Beschickung' gebracht werden, und wenn sie sich in einem kleinen Abstände davon befinden, so wird das Gebläse eingesetzt und die Birne so weit gedreht, dafs die Düsen von dem Melall bedeckt werden. Mit diesem Augenblick beginnt die Wirksamkeit, und den verschiedenen Stadien des Verfahrens entsprechend, wird· der Arbeiter die Höhe des Metalles über den Düsen oder den Druck des Gebläses nach seinem Gutbeiinden ändern. Ist das Verfahren zu Ende, so werden die Düsen freigemacht, indem sie hochgehoben und die Mündung niedergeführt wird.

Manganeisen, Kicseleisen, Spiegeleisen, Aluminiumeisen oder irgend ein anderes verlangtes Metallmaterial kann hinzugesetzt werden, sei es direct in der Birne oder in der Giefsstelle, während das Metall aus der Birne in die Giefsstelle gegossen wird.

Um das Metall aus der Birne auszugießen, wird letztere gedreht und die Mündung unter die Grundfläche des Metalles niedergeführt, worauf das Metall dann in ,die Giefsstelle oder Giefsstellcn ausfliefst.

Durch Anwendung der neuen Birne sollen sich folgende Vortheile ergeben:

1. die Möglichkeit, ungeachtet der Abnutzung des Innern, alle Düsen gleichzeitig mit einer Beschickung von beliebiger Gröfse zu bedecken oder davon frei zu machen;

2. die Höhe des Metalles über den Düsen zu regeln und daher zugleich den Druck des Gebläses;

3. beliebige Beschickungen von beständigem oder veränderlichem Gewichte zu machen, trotz des sich vcrgröfserndcn Rauminhalts der Birne, welche Vergrößerung von der Abnutzung der AusfUtterung herrührt;

4. den Vorzug des Bewegens, Füllens und Leerens des Apparates;

5. die Möglichkeit, einen niedrigen Gebla'sedruck anzuwenden, gleichviel von welchem Gewicht die Beschickung auch sein mag;

6. das Zurückbehalten des gröfseren Theiles

Claims

bevor lelztcre die Rime

",Jas. 'Gewinnen eines sehr ■ hcilsciV und rolglidi eines sehr dünnen, flüssigen Metalles;

8. die vcrgröf'scrtc l..cic:htigkeit .dos Aus- I ;.-esst:rns der. Äusfüderung;

g. verringerlc Gefahr für. die Arbeiter, da He Birne sich··immer in einem andauernden lid beständigen Gleichgewicht befindet.

I¹ATIiNT - A NS P.It UG II '. . , . ; _:

Eine Bessern er- Birne, · welche aus ■ einer waygrcchten, cyliiiilrisclie'n, liingliclirunden oder runden "Kammer / mit runden, lialbrurulen oth'r ebenen Enden besteht uiid mil einem Mundstück o, sowie den lailtröliren //</, der l.ultkammer b und den Düsen / versehen, endlich mit den kreisförmigen Rippen a α, den Kadern rr und Ständern ss ausgerüstet ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.