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Drehrohrofen zum Abrösten von sulfidschen Erzen Für das Rösten von
sulfidischen Erzen, wie Schwefelkies, sind Drehrohröfen mit gutem Erfolg angewendet
worden. Insbesondere kommt der Drehrohrofen in Frage, wenn es sich darum handelt,
hohe Durchsatzleistungen zu erzielen. Die neueren Bestrebungen gehen dahin, die
Durchsatzleistung der Drehrohröfen immer mehr zu steigern. Die hauptsächlichsten
Mittel, die hierfür in Frage kommen, sind die Vergrößerung des Durchmessers und
der Länge des Drehrohrs. Drehrohröfen mit einem Durchmesser von etwa z m und darüber
haben aber den Nachteil, daß der Ofenraum nur mangelhaft ausgenutzt wird. Das Gut,
das von den Wendern des Ofens bei der Drehung mitgenommen wird, fällt bei derartig
großen Öfen in der Nähe der Ofenwandung nieder. Durch das in Schleiern niederrieselnde
Erz wird an diesen Stellen des Ofens dem Gasdurchgang ein erhöhter Widerstand geboten,
so daß sich die Gasströmung in der Hauptsache in dem -teil des freien Ofenraumes
entwickelt, in den das Erz nicht hineingelangt. Bei der Abröstung von sulfidischen
Erzen mischen sich die in der Nähe der Erzschicht bzw. der Erzschleier befindlichen
Gase nur verhältnismäßig langsam mit der Hauptgasmenge, die in den übrigen Ofenteilen
strömt. Ähnlich ungünstig liegen die Verhältnisse bei anderen Verfahren, bei denen
es darauf ankommt, daß das Gut mit der Ofenatmosphäre reagiert. Ein großer Teil
des Ofenraumes, d. h. etwa die Hälfte des freien Querschnittes und mehr, ist also
bei diesen Verfahren für die Durchführung der Reaktionen verloren. Darüber hinaus
wird dadurch, daß sich die Gasströmung vorwiegend in diesem Teil des Ofens entwickelt,
der Verlauf der Reaktionen beeinträchtigt.
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Der Durchsatzleistung von Drehrohröfen ist nun dadurch eine Grenze
gesetzt, daß in bestimmten Teilen des Ofens die Röstung sehr lebhaft verläuft. Selbst
wenn die Röstluft durch auf die Länge des Ofemnantels verteilte Öffnungen nach und
nach in den Ofenraum eingeführt wird, wird in diesen Teilen die durch die Abröstung
der Sulfide entwickelte Wärme derart groß, daß die Gefahr der Ansatzbildung und
des Schmelzens des Gutes im Ofen nur dadurch beseitigt werden kann, daß die Gutzufuhr
zum Ofen ein bestimmtes Maß nicht überschreitet. Es sind schon die verschiedensten
Mittel versucht worden, um einen zu starken Temperaturanstieg in der Hauptreaktionszone
des Drehrohrrdstofens zu verhindern. Mit diesen Mitteln wurden auch gewisse Erfolge
erzielt. Indessen befriedigen die bisher bekannten und vorgeschlagenen Einrichtungen
noch nicht restlos.
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Dagegen gelingt es durch die Erfindung, den Durchsatz von Drehrohrröstöfen
bei störungsfreiem Betrieb auf ein bisher nicht
erreichtes Maß zu
steigern. Erfindungsgemäß werden Drehrohröfen mit einem lichten Ofendurchmesser
von etwa 2 in und mehr mit einem-Einsatz ausgestattet, der*. etwa die Hälfte und
mehr des freien Ofen: querschnittes einnimmt, so daß der ` raum Ringform erhält.
Der Einsatz ist fet3 ner derart ausgebildet; daß ein Kühlmittel'. z. B. Luft, durch
ihn hindurchströmen kann. Durch diesen Einsatz wird einerseits die Gasströmung aus
der Mitte des Ofens nach den Wänden desselben verdrängt, an denen die Erzbewegung
sich vollzieht, so daß die Ofengase die einzelnen Gutteilchen sehr intensiv umspülen
können. Dadurch werden die Reaktionen im Ofen stark beschleunigt.
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Gleichzeitig werden aber auch in dem Drehrohrofen gemäß der Erfindung
die durch die beschleunigten Reaktionen frei werdenden großen Wärmemengen unschädlich
gemacht. Infolge der großen Oberfläche des Einsatzes können nämlich dem Ofenraum
sehr große Wärmemengen durch das den Einsatz durchströmende Kühlmittel entzogen
werden. Dadurch wird erreicht, daß die Temperaturen im Ofen selbst bei starker Steigerung
der Durchsätzleistung stets ausreichend niedrig gehalten werden können.
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Der rohrförmige Einsatz kann dieselbe Form wie der Ofen haben. Ist
der Ofenmantel zylindrisch, so 'kann auch der Einsatz Zylinderform erhalten, und-es
kann sein Durchmesser zu dem Ofendurchmesser Überall im gleichen Verhältnis stehen.
Es ist aber auch möglich, dem Einsatz eine andere Form zu geben, ihn z. B. mit Erweiterungen
oder Verengungen auszustatten oder seinen Durchmeser vom einen Ende, zuni andern
gleichmäßig oder in Absätzen zunehmen oder abnehmen zu lassen.
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Da in dem Röstofen gemäß der Erfindung die Reaktionen sehr schnell
verlaufen, ist es möglich, den Ofen wesentlich kürzer als bisher zu bauen, ohne
daß der Grad der Abröstung schlechter wird.
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Als Baustoffe für den Einsatz können Edelstähle oder Chromlegierungen
gewählt werden. - Es- ist aber auch möglich, mit den üblichen Baustoffen auszukommen,
wenn man auf -die Außenseite des Einsatzes ein- Futter aus dem üblichen Mauerwerk
aufstampft oder anderswie aufbringt. Auch kann der Einsätz aus Eisen oder Stahl
mit korrc:sionsbeständigen Metallen überkleidet werden.' Es ist bekannt, Drehrohröfen
mit einem zylindrischen Einsatz zu versehen, durch den Heizgase geführt werden.
-Auch wurden bei derartigen Öfen Wender sowohl am Ofenfutter als auch auf der Oberfläche
des Einsatzes angeordnet. Derartige Öfen sind indessen nicht für .die Abröstung
sulfidischer Erze wie Schwefelkies oder Zinkblende geeignet. Auch hat man bei den
bekannten Öfen die Gastströmung nicht im Sinne der Erfindung. beeinflußt.
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Der Drehrohrofen gemäß der Erfindung @@t bei entsprechend großer Ausbildung
des insatzes und der üblichen Wender den weiteren Vorteil, daß nicht nur der jeweils
in der tiefsten Stellung befindliche und von dieser Stellung im Sinne der Drehrichtung
aufsteigende Teil des Ofens für die Durchffihrung der Reaktionen dient; vielmehr
kann die Einrichtung so getroffen werden, daß ein Teil des von den Wendern gehobenen
Erzes auf den Einsatz fällt, von diesem mitgenommen und in der anderen Seite des
ringförmigen Ofenraumes allmählich abgeworfen wird. Man erhält dadurch eine Vergrößerung
der Röstbettoberfläche und eine stärkere Bewegung des Gutes im Ofen. Die Bewegung
des Gutes durch den Ofenraum kann man noch dadurch begünstigen, daß. man entweder
dem Einsatz eine entsprechende Form. gibt, ihn z. B. mit rechteckigem oder vieleckigem
Ouerschnitt ausbildet, oder daß auf der Außenwandung des Einsatzes, wie an sich
bekannt, noch besondere Einrichtungen, wie Schaufeln und Wender, angeordnet v: erden,
die in der einen Seite des ringförmigen Ofenraumes einen größeren Teil des niederfallenden
Erzes auffangen und es bis in die andere Ofenseite mitnehmen.
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Der Einsatz wird z. B. mit Stehbolzen oder Ankern am äußeren Ofenmantel
befestigt. Dabei kann die Verbindung des Ofenmantels mit dem Einsatz so ausgeführt
werden, daß der ganze Aufbau tragend wirkt.
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Es ist aber auch möglich, das Gewicht des Einsatzes durch besondere
vom Ofen unabhängige Einrichtungen abzufangen, insbesondere dann, wenn der Einsatz
stillstehen soll, während der Ofenmantel sich bewegt oder umgekehrt.
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Handelt es sich z. B. um einen Drehrohrofen mit einem lichten Manteldurchmesser
von 3,2 m, der 2o cm stark ausgemauert ist, so wird erfindungsgemäß der Durchmesser
des Einsatzes etwa 2 m groß gewählt. Dadurch erfährt der Ofenquerschnitt eine Verringerung
von rund 6o %. Trotzdem steigt die Ofenleistung etwa um den gleichen Betrag.
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Aus der Erfindung erwächst der weitere Vorteil, daß ein großer Teil
der Einrichtungen, wie Düsen oder Gutaustrag nebst den zugehörigen Leitungen, die
bisher außen am Mantel des Ofens angeordnet waren, nunmehr in den Einsatz verlegt
werden können. So können z. B. die Röstluftzuführungen, die sonst auf die Länge
und den Umfang des Ofenmantels verteilt sind, ganz oder zum
Teil
in den Einsatz verlegt werden. Das gleiche gilt für Röstgasabführungen und -zuführungen,
die nach schon bestehenden Vorschlägen außen am Ofenmantel vorgesehen werden. Man
kann z. B. Röstgase aus bestimmten Ofenteilen abziehen und sie durch den Einsatz
oder durch in diesem Einsatz vorgesehene Leitungen entweder aus dem Ofen abführen
oder unter Umgehung bestiinniter Ofenzonen wieder in den Ofen leiten, z. B. um die
Temperaturen in den Hauptreaktionszonen des Ofens noch weiter zu verringern oder
kaltgehenden Teilen des Ofens zusätzliche Wärme zuzuführen. Die Einrichtungen für
die Regelung der einzelnen Luft- oder Gaszuführungen bzw. Gasabführungen kann man
dabei bis zu der einen oder beiden Stirnseiten des Einsatzes herausführen, ähnlich
wie dies bei bekannten Drehrohröfen, die durch radiale Scheidewände in mehrere Ofenkammern
und dazwischenliegende Heizkammern unterteilt sind, mit den Einrichtungen für die
Betätigung der Düsenventile geschieht, durch die Luft aus einem zentralen Zuführungsrohr
in die einzelnen Ofenkammern strömt.
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Fördert man genügend große Mengen des Kühlmittels mittels der üblichen
Vorrichtungen durch den Einsatz, so erwächst der weitere Vorteil, daß der Einsatz
befahrbar wird. In diesem Falle kann man auch die Regeleinrichtungen in den Einsatz
selbst -erlegen. Soll ein lebhafter Wärmeaustausch durch die Wandungen des Einsatzes
stattfinden, so ist es zweckmäßig, die Wandungen aus Baustoffen mit guter Wärmeleitfähigkeit,
z. B. Chromlegierungen oder Edelstählen, zu wählen und wärmeisolierende Schutzschichten
nicht anzuwenden, die wiederum bevorzugt werden, wenn es sich darum handelt, das
Innere des Einsatzes gut zugänglich zu machen. Auch im letzten Falle ist die Kühlwirkung
des Einsatzes noch eine erhebliche, so daß es noch ohne weiteres möglich ist, durch
den Einsatz hindurch Wärme aus sonst zu heiß gehenden Ofenzonen abzuführen, insbesondere
wenn an diesen Stellen noch Kühlmittel, wie Kühlwasser oder Gebläseluft, zur Anwendung
gelangen.
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Ein Drehrohrofen gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise
dargestellt. Abb. i ist ein Längsschnitt durch den Ofen, Abb. 2 ein Querschnitt
nach Linie .4-B der Abb. i.
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Der Drehrohrofen i ist in bekannter Weise auf Laufringen und Rollen
2 gelagert und wird mittels des Getriebes 3 in Umdrehung gesetzt. Die Erzaufgabe
erfolgt aus dem Bunker q. durch das Rohr 5 und die Verbindungsleitung 7. 8 ist das
feststehende Gasabzugsrohr. Das abgeröstete Erz verläßt den Ofen durch den Austrag
6. Der Ofenräum g wird gebildet durch den mit einem Innenfutter io versehenen Ofenmantel
i i einerseits und dem Einsatz i2, der mit äußerem Schutz 13 versehen ist, anderersei+s.
Am Mauerwerk io sind in bekannter Weise Wender 14 und Stauringe 15 vorgesehen. Auf
dem Einsatz 13 sind Wender 14 befestigt. Bei der Drehung des Ofens wird das Erz
von den Wendern 14 mitgenommen. Es fällt dann z. T. durch den freien Ofenraum auf
das im jeweils tiefsten Teil des Ofens befindliche Erzbett, .z. T: auf den Einsatz
12, wo es von den Wendern 14 aufgefangen und mitgenommen wird. Auf diese Weise entsteht
auf dem Einsatz 1z eine Erzschicht, so daß die Röstoberfläche, die sonst nur durch
die Oberfläche des am Boden liegenden Erzbettes gebildet wird, eine wesentliche
@rergrößerung erfährt. Bei der weiteren Drehung fällt dieses auf dem Einsatz liegende
Erz schließlich auf das Mauerwerk des Ofenmantels, wodurch eine weitere Vergrößerung
der Erzoberfläche erzielt wird. Die Röstluft tritt durch Öffnungen 16, die am Ende
des Ofens und außerdem nach Wahl auf die Länge und den Umfang des Ofenmantels und
des Einsatzes verteilt sind, in den Ofenraum ein. Die Röstgase werden durch Gasabzugsrohre
7 und die Gasleitung 8 abgeführt. Bei großer Ofenlänge wird der Einsatz zweckmäßig
durch Rohrstützen 17 an einer oder mehreren Stellen so unterstützt, daß die beiden
Rohre i i und 12 den Wärmeausdehnungen folgen können.
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Um den Einsatz vor den Einwirkungen des Ofeninhaltes, z. B. der Röstreaktion,
zu schützen, wird er zweckmäßig mit einer äußeren Hülle 13 aus Schamotte oder einem
feuer- und säurefesten Spezialblech umkleidet. In besonderen Fällen ist es vorteilhaft,
den Einsatz 12 nur aus einer Speziallegierung herzustellen, in welchen Fällen man
auf die Schamotteumhüllüng verzichten kann.