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Verfahren zur Azotierung von Großazotierkörpern mit äußerer und innerer
Beheizung Die Erfindung bezieht sich auf die Azotierung von Großazotierkörpern mit
äußerer und innerer Beheizung durch Stabelektroden, Bandheizung, Ringkanalheizung
o. dgl., bei welchen die Zündung der äußeren Heizkörper nur an einzelnen am Umfange
des Azotierkörpers verteilten Stellen eingeleitet wird, während die sich bei fortschreitender
Azotierung bildenden Glühzonen konzentrisch zu den außenliegenden Heizquellen, aber
exzentrisch zum Azotierkörper verlaufen und schließlich bei Beendigung der Azotierung
etwa in der Mitte der ringförmig angeordneten, Carbidmasse auf die von der inneren
Heizung aus in Form eines zum Azotierkörper konzentrisch verlaufenden Ringes nach
außen wandernde innere Glühzone auftreffen. Bei derartigen Großazotierkörpern hat
man zur Erleichterung der Stickstoffzuführung etwa in der Mitte der ringförmigen
Carbidmasse, also an der Berührungsstelle der einander entgegenwandernden Glühzonen,
einen Wellpappezylinder eingelegt, so daß der Stickstoff entgegen der Richtung des
Wärmestromes an die Reaktionsstelle gelangen kann. Da hierbei die äußeren Glühzonen
nicht konzentrisch zur inneren Glühzone verlaufen, ist bei der Berührung derselben
etwa in der Mitte des Carbidkörpers die Azotierung der gesamten Azotiermasse noch
nicht beendet. Die seitlich zwischen den äußeren Glühzonen und der inneren Glühzone
befindlichen Stellen im Carbidkörper bleiben vorerst noch unazotiert und erfordern
zur völligen Azotierung eine verlängerte Azotierdauer, bei der aber leicht Wärmestauungen
auftreten, was zu einer Überhitzung des bereits fertig gebildeten Kalkstickstoffs
und zu seiner teilweisen Rückzersetzung führen kann. Um dies zu vermeiden, hat man
durch Einsetzen von Papprohren in die Carbidkörper diejenigen Stellen ausgespart,
welche beim Zusammentreffen der verschiedenen Glühzonen noch unazotiert sind. Hierdurch
wird zwar erreicht, daß die schädlichen Wärmestauungen vermieden sind, aber durch
diese Aussparungen wird die Durchsatzmenge des Azotierofens nicht unerheblich verringert
und infolgedessen die Herstellung verteuert.
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Gegenstand der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen. Erfindungsgemäß
geschieht dies durch eine besondere Führung der insbesondere von den äußeren Heizstellen
in das Innere des Azotierkörpers vordringenden Wärmeströme, derart, daß gegen das
Ende der Azotierung hin die äußeren Glühzonen seitlich verbreitert werden. Dadurch
werden auch die bei der Berührung der Glühzonen bisher noch unazotiert gebliebenen
Stellen der Carbidmasse so rechtzeitig azotiert, daß die Azotierung aller Teile
des Azotierkörpers ohne Zeitverlust praktisch gleichzeitig beendet ist. Das Aussparen
gewisser Teile des Azotierkörpers durch Einsetzen von Papprohren wird hierdurch
überflüssig. Erreicht wird das Ziel der Erfindung dadurch, daß im
Carbidkörp:er
an. derjenigen Stelle, an welcher bei Beendigung der Azotierung die konzentrisch
"zu den äußeren- Zündstellen, aber exzentrisch zum Carbidkörper verlaufenden äußeren
Glühzonen auf die von innen her vordringende, konzentrisch zum Carbidkörper verlaufende
Glühzone auftreffen, also praktisch etwa in der Mitte des ringförmigen Carbidkörpers,
ein gitterartig gestalteter Wellpappezylinder eingelegt wird, durch dessen Schirmwirkung
die von außen her in den Carbidkörper eindringenden Wärmeströme so verbreitert werden,
daß sie sich unter Azotierung der seitlichen Stellen der noch unazotierten Carbidreste
der von innen her nach außen vordringenden Glühzone angleichen. Dieser in die Carbidmasse
eingebettete Wellpappezylinder besteht erfindungsgemäß aus waagerechten und senkrechten
Wellpappestreifen. Auch bei dieser Anordnung der Wellpappe bleibt, wie die Erfahrung
zeigt, die Stickstoffzufuhr in das Innere des Carbidkörpers in ausreichendem Maße
gesichert, da der Stickstoff an den senkrechten Wellpappestreifen ungehindert in
die Carbidmasse eindringen und sich an den waagerechten Wellpappestreifen, die sich
in allen Höhenlagen der Carbidmasse befinden, in dieser verteilen kann. - Hierdurch
tritt auch eine Ersparnis an Wellpappe ein.
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Durch den Ersatz der vollwandigen Wellpappezylinder im Inneren der
Carbidmasse durch Wellpappegitter ist es auch möglich, für die Bekleidung. der äußeren
und inneren Behälterwandung statt vollwandiger Wellpappe nunmehr eine solche zu
-verwenden, die nur aus senkrechten Wellpappestreifen besteht. Diese Wellpappestreifen
werden jeweils zwischen den einzelnen Heizstellen so angebracht, daß die Wärme ungehindert
in das Innere der Carbidmasse eindringen kann. Wenn hierbei lediglich- diejenigen
Stellen des Behälters durchlocht sind, welche von den Wellpappestreifen bedeckt
sind, sind weitere Maßnahmen bei der Bekleidung der Behälterwand unnötig. Sind dagegen
die Behälterwandungen gänzlich durchlocht, dann werden sie vor dem Einlegen der
Wellpappestreifen auf der Füllseite mit dünnem Papier bekleidet. Die Wellpappestreifen
können auch bereits auf dieses Papier aufgeklebt sein.
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Da die Azotierung bei der Anwendung senkrechter Wellpappestreifen
zur Auskleidung der Azotierbehälter nicht gleichzeitig am ganzen Umfange einsetzt,
sondern zunächst nur an denjenigen Stellen des Carbidkörpers, die sich zwischen
den Wellpappestreifen befinden, werden zusammenhängende Verkrustungen der Oberfläche
vermieden, so daß der Stickstoff auch bei fortschreitender Azotierung leichter eindringen
kann. Außerdem wird die Reaktionswärme besser ausgenutzt, so daß nunmehr eine geringere
Gesamtwärmezufuhr für einen Azotierkörper erforderlich ist als bisher. Neben der
bereits erwähnten nicht unerheblichen Ersparnis an Wellpappe ergibt sich also auch
eine Wärmeersparnis und eine Verkürzung der Reaktionsdauer.
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Wenn an der Außenseite des durchlochten Mantels der Mittelaussparung
statt vollwandiger Wellpappe in ähnlicher Weise wie an der äußeren Behälterwandung
Wellpappestreifen angebracht werden, setzt auch hier die Reaktion nicht am ganzen
Umfange der Aussparung gleichzeitig ein, sondern es bilden sich auch hier wiederum
Glühzonen, die zwar zu der betreffenden Heizstelle konzentrisch verlaufen, aber
nicht zum Azotierkörper oselbst. Beim Auftreffen dieser Glühzonen auf das Wellpappegitter
im Inneren des Carbidkörpers ergibt sich dann die gleiche Wirkung wie bei den äußeren
Glühzonen. Auch hier werden diese Glühzonen durch die Gitterwirkung in zum Carbidkörper
konzentrische Glühzonen übergeführt.
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Während die im Inneren des Carbidkörpers befindlichen Wellpappegitter
stets in der ganzen Höhe des Besatzes angeordnet werden, brauchen die an der inneren
und äußeren Behälterwand vorhandenen senkrechten Wellpappestreifen nicht in der
ganzen Höhe des Besatzes zu verlaufen. Sie können insbesondere bei hohen Azotierkörpern
nur bis zu etwa der halben unteren Höhe verlaufen, während der darüber befindliche
Teil der Behälterwandung in der bisher üblichen Weise mit vollwandiger _ Wellpappe
ausgekleidet wird oder geringere Aussparungen aufweist als der untere Teil. Dies
hat den Vorteil, daß die Heizung des unteren Teils des Carbidkörpers eine stärkere
ist als die des oberen, der ohnehin durch den Auftrieb der Wärme rascher erwärmt
wird als der untere Teil. Dadurch wird erreicht, daß die Durchazotierung des ganzen
Carbidkörpers oben und unten gleichmäßiger erfolgt als bisher und in ganzer Höhe
des Besatzes gleichzeitig beendet ist. Diese Art der Beheizung ist günstiger als
bei den-bekannten Bodenheizungen, da bei diesen die Heizfläche im Verhältnis zur
Gesamtazotiermasse zu klein ist, so daß die Azotierung zu lange dauert und ungleichmäßig
bzw. auch unvollständig verläuft.
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Die neue Anordnung der Wellpappeauskleidung der inneren und äußeren
Behälterwandungen unter Verwendung senkrechter Wellpappestreifen ermöglicht es,
statt der üblichen Stabheizung auch Ringkanal- oder Bandheizung zu verwenden, ohne
daß hierbei der Verlauf der Glühzonen im Besatz geändert
wird.
Gegenüber der Stabheizung haben diese Heizungen den Vorzug einer gleichmäßigeren
Wärmestrahlung -auf den Azotierbehälter.
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Durch die in die Carbidmasse eingebetteten Wellpappegitterwird auch
eine wesentlich erleichterte Zerkleinerung des Kalkstickstoftblockes erzielt. Während
bei vollwandiger Ausbildung der Wellpapperinge der Kalkstickstoff sich nur in Schalen
vom Block trennt, die dann gesondert zerschlagen werden müssen, zerfällt nunmehr
der fertige Kalkstickstoffblock beim Loslösen der einzelnen Schalen bereits in Stücke,
die für die weitere maschinelle Zerkleinerung geeignet sind. Auch wird hierbei die
Staubentwickelung stark herabgesetzt.
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Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung in Ausführungsbeispielen
veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i einen waagerechten Schnitt durch einen Azotierofen
samt eingesetztem Azotierkörper mit innerer und äußerer Stabheizung, Abb. 2 eine
Seitenansicht des im Azotierkörper eingebetteten ringförmigen Wellpappegitters,
Abb. 3 eine ähnliche Darstellung wie Abb. i mit innerer Stab- und äußerer Ringkanalheizung,
Abb.4 eine Seitenansicht der Wellpappeauskleidung der Außen- oder Innenwand des
Azotierbehälters durch senkrechte Wellpappestreifen, Abb.5 eine ähnliche Seitenansicht
wie Abb.4 des Azotierbehälters, bei welcher jedoch nur der untere Teil der Auskleidung
aus Wellpappestreifen besteht.
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Wie aus Abb. i ersichtlich, wird der im Inneren mit einer zylindrischen
Aussparung versehene Azotierkörper von außen durch die in entsprechenden Nischen
des Ofenmauerwerks angebrachten Heizstäbe i und von innen durch die Heizstäbe 7
geheizt. Der mit der üblichen Durchlochung versehene äußere Behältermantel 2 ist
an der Füllseite mit einer Auskleidung von dünnem Papier 3 versehen, an welcher
in gewissen Abständen jeweils zwischen den Heizstäben i senkrechte Wellpappestreifen
4 angebracht sind. Im Inneren des Azotierkörpers befindet sich das Wellpappegitter
5, das, wie Abb. 2 zeigt, aus den senkrechten Wellpappestreifen 9 und den waagerecht
liegenden Wellpapperingen io geringer Breite besteht. Der gleichfalls durchlochte
Blechmante16 der inneren Aussparung des Azotierbehälters ist mit vollwandiger Wellpappe
ausgekleidet, so daß hier die Zündung gleichzeitig am, ganzen Umfang eintritt und
die entstehende Glühzone nach Art von konzentrischen Ringen 14 in der Azotiermasse
weiterwandert. Zwischen den senkrechten _ Wellpappestreifen ¢ der inneren Auskleidung
des äußeren Behältermantels 2 entstehen die in der Zeichnung angedeuteten, exzentrisch
zum Carbidkörper verlaufenden Glühzonen 15, die sicli bei der Annäherung an das
Wellpappegitter 5 infolge von dessen Schirmgitterwirkung ausgleichen und in eine
gemeinsame, zum Carbidkörper konzentrische Glühzone übergehen, bis die sich beiderseitig
dem Wellpappegitter 5 nähernden. Glühzonen r ¢ und 15 an diesem zusammentreffen
und die Azotierung beendigt ist. Die Zeichnung zeigt deutlich, daß sich dann keine
unazotierten Stellen mehr in der Carbidmasse befinden.
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Bei der Anordnung nach Abb. 3 ist die äußere Stabheizung durch eine
Ringkanalheizung ersetzt, die durch den Heizkanal i i zwischen der wärmedurchlässigen
Ringwand 12 und dem Ofenmauerwerk gebildet wird und in beliebiger Weise beheizt
werden kann. Trotz der allseitig gleichmäßigen Wärmestrahlung entstehen auch hier
wiederum äußere, nicht konzentrisch zum Carbidkö.rper verlaufende Glühzonen 15,
da die senkrechten Wellpappestreifen 4 der inneren Auskleidung des äußeren Behältermantels
2 wärmeisolierend wirken-. Die innere Stabheizung des Azotierbehälters besteht hier
aus einzelnen Heizstäben 7, die am Umfang der inneren Aussparung 6 verteilt sind.
Die äußere Auskleidung dieser Aussparung ist hier ebenfalls durch senkrechte Wellpappestreifen
bewirkt, welche sich zwischen den einzelnen Heizstäben befinden, so daß die Wärmestrahlung
derselben in vollem Maße auf die nicht wärmeisolierten Zwischenräume dieser Wellpappestreifen
erfolgt. Hierbei bilden sich gleichfalls einzelne nicht mehr konzentrisch zum Carbidkörper
verlaufende Glühzonen 14a, und zwar in ähnlicher Weise wie die äußeren Glühzonen
15. An Stelle der Stabheizung kann hier beispielsweise eine elektrische Bandheizung
angewendet werden, die in ähnlicher Weise wirkt wie die Ringkanalheizung, aber an
denn Verlauf der Glühzonen 14" nichts ändert.
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Gemäß Abb. 4 können die senkrechten Wellpappestreifen 4 an der Innenseite
des Außenmantels 2 bzw. die senkrechten Wellpappestreifen 13 der Außenseite der
inneren Aussparung 6 des Azotierbehälters in voller Höhe des Azotierbehälters durchgeführt
sein. Bei hohen Azotierbehältern genügt es aber, die Wellpappestreifen nach Abb.
5 nur etwa in Höhe der unteren Hälfte des Azotierbehältezs anzuordnen und an diese
verkürzten Wellpappestreifen 16 nach oben zu eine vollwandige Wellpappeauskleidung
anzuschließen, um die Azotierung des Oberteils des Azotierkörpers durch die wärmeisolierende
Wirkung
der vollwandigan.Wellpappe gegenüber dem unteren Teil etwas
zu verzögern, damit die Gesamtazotierung des Azotierkörpers oben und unten etwa
zu gleicher Zeit beendet ist.