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Ofen zum Glühen von Anthrazit oderanderen gasarmen Kohlen oder Koksen
Zur Herstellung von Kohlungsmitteln für Stahlbäder ist es erforderlich, Anthrazit
oder andere gasarmen Kohle oder Kokse, d. h. ein Gut in Form von losem Schüttgut,
durch Glühen von den flüchtigen Bestandteilen weitmöglichst zu befreien, um einen
kohlenstoffreichen, reinen Rohstoff zu gewinnen, der im Regelfalle eine besondere
Weiterverarbeitung zu Preßlingen erfährt. Diese Weiterverarbeitung besteht meist
in einem Brikettiervorgang unter Zusatz von Bindemitteln mit anschließender Entgasung.
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Bei dem Glühen gasarmer Kohlen oder Kokse handelt es sich nicht darum,
einen Brennstoff (Kohle oder Schwelkoks) zu gewinnen oder Nebenprodukte, Teer, Urteer,
Benzol oder Gas zu erzeugen, und dementsprechend wird das Glühen auch nicht in den
üblichen Koks- oder Schwelofen vorgenommen, sondern man hat hierfür Sondereinrichtungen
entwickelt, die den andersartigen Anforderungen angepaßt sind.
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Für das Glühen von gasarmen Kohlen oder Koksen benutzte man bisher
die sogenannten Vorglühöfen, bei welchen der Rohstoff in senkrechten oder waagerechten,
mittelbar mit Gas beheizten Retorten großen Inhalts durch Heizgase auf eine hohe
Temperatur gebracht wurde. In neuerer Zeit benutzt man meist senkrecht stehende
große Retorten, welchen das Gut von oben her durch einen Trichter zugeführt wird,
während das Fertiggut unten abgezogen wird. Hierbei handelt es sich um sehr teuere
Bauarten, die nur für große Betriebe in Frage kommen.
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In der Frühzeit der Elektrodenherstellung hat man vorgeschlagen, die
zum Brennen der Elektroden (also der Preßlinge) dienenden Öfen (Ringöfen) auch zum
Glühen der in Tiegel oder eingebaute Behälter eingebrachten Rohstoffe heranzuziehen.
Dieses Verfahren ist aber als unzweckmäßig wieder verlassen worden.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, das Glühen von Anthrazit
o. dgl. auf einfache und billige Weise durchzuführen, die auch für kleine und mittlere
Betriebe wirtschaftlich ist. Hierbei geht die Erfindung von dem Leitgedanken aus,
für den Glühvorgang einen Ziegeleiofen zu verwenden. Solche Ziegeleiöfen können
meist nur etwa 6 bis 7 Monate im Jahre für ihren eigentlichen Verwendungszweck ausgenutzt
werden. Zum Teil sind sie infolge völligen Abbaues der in der Nähe befindlichen
Rohstofflagerstätten (Lehmgruben) vollständig zum Stillstand gekommen und stehen
daher für die Durchführung der Erfindung in genügendem Ausmaße und ohne große Kosten
zur Verfügung. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß man derartige Ziegeleiöfen
durch vergleichsweise einfache Umgestaltung diesem neuen Zweck des Glühens von Anthrazit
oder gasarmen Kohlen oder Koksen nutzbar
machen kann. Die Erfindung
kennzeichnet sich durch einen in Kammern aufgeteilten Ziegeleiofen, der mit in Kammerhöhe
eingebauten Feuerungen versehen ist, sowie da--.:` durch, daß in die Kammern zylindrisch
oben und unten offene, leicht zu befördernd Blechbehälter kleinen Inhalts aufgestellt
sind, die durch seitliche Einkarrtüren eingebracht sind und senkrecht nebeneinander
und in Abständen frei auf der Kammersohle stehen, ferner dadurch, daß über den Behältern
ein kanalförmigerRaum zumAbziehen derBrenngase und der aus dem Glühgut abtretenden
Gase verläuft. Bei diesen von der Erfindung vorgesehenen Vorkehrungen handelt es
sich um Maßnahmen denkbar einfachster Art, die ohne große Kosten durchführbar sind.
Insbesondere ist das Einbauen von Feuerungen in Kammerhöhe (an Stelle der bei Ziegeleiöfen
üblichen Schüttfeuerungen) außerordentlich einfach. Diese besonderen Feuerungen
sind erforderlich, weil im andern Fall die für das Glühen notwendigen hohen Temperaturen
(iooo bis i2oo°) nicht erreicht werden.
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Für die Zwecke der Erfindung ist die Unterteilung des Ofens in Kammern
deshalb erforderlich, weil dieser Vorgang im Gegensatz zu dem Brennen von Ziegeln
sehr schnell erfolgen muß, d. h. in etwa 24. Stunden beendet sein soll. Bei Versuchen
hat sich nämlich gezeigt, daß bei länger dauernder Entgasung das Gas nicht mehr
restlos ausgetrieben wird und weiterhin die Abkühlungszeit beträchtlich verlängert
wird. Durch die in Kammerhöhe, d. h. entweder an den Querwänden oder an den Seiten
oder auch an beiden Stellen vorgesehenen Feuerungen wird die erforderliche schnelle
Entgasung gewährleistet.
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Sehr wichtig für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung
ist auch die Verwendung der rohrförmigen, oben und unten offenen kleinen Behälter
aus Blech, in welche die zu glühende Kohle eingefüllt wird. Diese Behälter stellen
bequem zu befördernde Körper dar, die durch die Einkarrtüren eingerollt und in der
Kammer gefüllt werden können. Solche Behälter sind billig (z. B. in Form von eisernen
Fässern, deren Boden und Deckel entfernt werden) zu erhalten und brauchen nur eine
geringe Wandstärke zu besitzen. Dadurch, daß diese Behälter oben und unten offen
sind, kann das ausgetriebene Gas sowohl nach unten als auch nach oben frei ausströmen.
Die Ausströmung nach unten kann deshalb geschehen, weil die Ofensohle niemals genau
ebenflächig ist. Gegebenenfalls kann man die Behälter am unteren Ende mit besonderen
Öffnungen versehen.
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Durch die eingebauten Feuerungen wird die Beheizung und Zündung lediglich
eingeleitet. Die Brenngase der Feuerung greifen hierbei unmittelbar an den Inhalt
der der Feuerung zunächst stehenden zylindrischen Behälter an tirjd bringen die
Kohle zur Rotglut und die eai?aus entweichenden Gase zur Entzündung.
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Feuerungsgase können sich also unmittelbar mit den aus der Kohle austretenden
Gasen mischen und durchströmen gemeinsam mit diesen den oberen Kammerteil. Sobald
das Feuer in der Kammer einen gewissen Weg zurückgelegt hat, genügt die Wärme der
aus der Kohle austretenden und sich entzündenden Gase selbst für die weitere Durchführung
des Glühvorganges. Es wird zwar das Feuer in der Stirnwand (oder Seitenwand) für
die ganze Dauer des Glühvorganges aufrechterhalten, aber lediglich in schwachem
Zustande. um das Eindringen von Kaltluft zu verhindern.
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Durch die Aufstellung der zylindrischen Behälter in Abständen entstehen
gewissermaßen Kanäle für die Gase und die Flammen, wodurch eine gute Umspülung der
Behälter und eine schnelle Fortpflanzung des durch die Feuerung eingeleiteten Entgasungsvorganges
auf die ganze Kammer gewährleistet wird.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Entgasung
der in den zylindrischen Behältern befindlichen Kohle in der Richtung von oben nach
unten fortschreitet. Das Gut in den Behältern hat also oben die höchste Temperatur,
und es bildet sich daher sehr schnell oben eine dünne glühende Aschenschicht, die
einerseits die aus dem unteren Teil des Behälters nach aufwärts strömenden Gase
durchläßt und ihre Entzündung bewirkt, andererseits aber das darunter befindliche
Gut vor der völligen Verbrennung schützt.
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Bei dem Ofen nach der Erfindung werden die aus der Kohle austretenden
Gase also unmittelbar und restlos für die Lieferung der für den Glühvorgang erforderlichen
Wärme ausgenutzt.
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Diese unmittelbare Beheizung ist auch nur deshalb möglich, weil es
sich bei der Erfindung um das Glühen gasarmer Kohle oder Kokse handelt im Gegensatz.
zu den Verhältnissen bei Koksöfen für Hoch- und Tieftemperaturverkokung bzw. -schwelung.
Bei Koks-und Schwelöfen -werden die aus den Öfen oder den Retorten entweichenden
Gase nicht unmittelbar für die Beheizung der Öfen ausgenutzt, d. h. sie mischen
sich nicht mit den Brenngasen derFeuerung, sondern sie werden unter Gewinnung von
Nebenprodukten abgesaugt. Auch findet eine unmittelbare Feuerung der Kammern oder
Retorten nicht statt, sondern es wird eine Vermischung der Brenngase mit den aus
den Koksöfen austretenden
Gasen vermieden. Die von der Erfindung
erreichte Wirkung, daß die Feuergase das zu glühende Gut unmittelbar beaufschlagen
(von der Oberseite her) und sich mit den aus der Kohle austretenden Gasen mischen,
so @,dä diese unmittelbar für die Beheizung herangezogen werden, ist gerade für
die Ausnutzung von Ziegeleiöfen für das Glühen gasarmer Kohlen oder Kokse von Bedeutung,
weil man nur dadurch der einfachen Betriebsweise eines Ziegeleiofens Rechnung tragen
kann, also besondere Nebeneinrichtungen, insbesondere Heizzüge, wie sie bei Koks-
oder Schwelöfen notwendig sind, vermeidet.
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Die Erfindung besteht in der Vereinigung der beschriebenen Maßnahmen
mit dem Gesamterfolg, daß in bisher nicht erreichter einfacher und billiger Weise
eine .sehr schnelle und gleichmäßige Entgasung erreicht wird, wodurch ein für Aufkohlungszwecke
besonders geeigneter Stoff gewonnen wird.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß man in bequemer
Weise in den einzelnen Kammern dcjs Ringofens Kohle oder Koks verschiedener Beschaffenheit
für sich entgasen kann. Es ist auch möglich, in ein und derselben Kammer einen Teil
der zylindrischen Behälter, z. B. mit Anthrazitkohle, einen anderen Teil der Behälter
z. B. mit Petrolkoks oder anderem zu glühenden Stoff zu füllen. Selbstverständlich
ist es nicht erforderlich, :daß alle Kammern des Ofens in Betrieb sind. Bei verringertem
Absatz wird man nur einzelne Kammern,in Betrieb nehmen.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß man auch die Größe der Kammern
unter Anpassung an die' erforderliche Leistung durch einfaches Verlegen der eingebauten
Querwände ändern kann, eine Arbeit, die nur wenige Stunden erfordert.
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Es sind Ringöfen zum Entgasen von Elektrodenpreßlingen oder Kohlenstoffsteinen
bekannt. Diese Ofen bestehen aus einzelnen Kammern, deren Oberseite mit abnehmbaren
Deckeln für das Einbringen der Elektroden versehen -ist, wobei jede Kammer in mehrere
durch Mauerung hergestellte Kassetten unterteilt ist. Demgegenüber wird bei der
Erfindung eine Unterteilung der Kammern in feststehende Kassetten nicht benutzt.
Auch sind bei diesen zur Herstellung solcher Elektroden bestimmten Ringöfen die
Querwände der Kammern nicht mit Feuerungen ausgerüstet, sondern es erfolgt die Feuerung
durch einen in der Mitte verlegten, von einem besonderen Gaserzeuger ausgehenden
Längskanal, der durch OOuerverbinder nacheinander an die einzelnen Kammern angeschlossen
wird. Die Wirkung der Erfindung wird auch dann nicht erreicht, wenn man derartige
Ringöfen dazu benutzt, Kohle oder Koks in Form von losem Schüttgut dadurch zu entgasen,
daß diese in Tiegel oder eingebaute Behälter eingebracht werden. Die Verwendung
von oben und unten offenen, leicht zu befördernden zylindrischen Behältern mit der
beschriebenen un-'-@fnittelbaren Feuerung und Beheizung ist hiernicht vorgeschlagen
worden. Bei den bekannten, mit besonderen Heizzügen versehenen Ringöfen erfolgt
im Gegensatz zu den Verbältnissert bei der Erfindung der Brennvorgang in der Richtung
von unten nach oben. Auch fehlen die übrigen Merkmale -des Ofens nach der Erfindung.
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Ein anderer Vorschlag für die Entgasung von Preßlingen zur Herstellung
von für Baustoffe bestimmte Kohlenstoffsteine besteht in der Verwendung ,gewöhnlicher
Ringöfen mit Schüttfeuerung, wobei ebenfalls die bei der Entgasung frei werdenden
Gase für die Beheizung ausgenutzt werden. Diese Ringöfen besitzen aber nicht die
Merkmale der Erfindung, sondern man baut auf der Ofensohle einen Rost aus hochkant
liegenden Steinen und errichtet auf diesen Muffeln aus Schamotteplatten, welche
an ihren Seiten mit Nut und Feder versehen gut ineinander-reifen und dann mit Mörtel
bestrichen einen luftdichten Abschluß gewähren. In diese Kasetten werden dann die
einzelnen Preßlinge in Abständen eingebracht und die Zwischenräume mit Koksklein
ausgestampft.
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Die Verwendung von mit Kohle gefüllten rohrförmigen Behältern in Ringöfen
ist bekannt. Es handelt sich hierbei nicht um eine Einrichtung zum Gewinnen hochwertiger
geglühter Kohle, sondern um ein Verfahren zur Beheizung eines Z.iegeleiringofens,
also zum Zwecke der Herstellung von Ziegeln. Außerdem sind die dabei benutzten rohrförmigen
Behälter ihrer Bauart und Anordnung nach für die Zwecke der Erfindung nicht geeignet.
Es handelt sich hierbei um dünne Rohre aus Ton, die von oben her in den Ofen eingebaut
sind, wobei nach der Entgasung der Kohle durch Betätigung eines diese Rohre unten
abschließenden Schiebers der zurückgebliebene Koks in einen Kasten fällt.
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Die Verwendung rohrförmiger Retorten ist auch im Rahmen von Schwelverfahren
bekannt, und zwar sowohl in Form fest eingebauter als frei aufgestellter Retorten.
In beiden Fällen findet aber eine unmittelbare Beheiz.ung durch die aus der Kohle
austretenden Gase sowie eine Vermischung derselben mit den Heizgasen nicht statt.
Die Brenngase streichen auch nicht wie bei der Erfindung durch den oberen Teil der
Kammer über das zu entgasende Gut unmittelbar hinweg, so daß hier .die Wirkung der
Bildung einer Aschenschicht im oberen Teil zum Schutz des Behälterinhaltes nicht
in Frage kommt.
Die Verwendung zylindrischer, oben und unten offener
Behälter zu dem Zweck, Elektroden, d. h. Preßlinge zu entgasen, ist bekannt. Diese
Behälter werden aber im Rahmen eines ganz anderen Verfahrens bei einem Kanalofen
benutzt. Dabei werden die Behälter auf einen Wagen gestellt, der den Ofen allmählich
durchläuft. Die übrigen Merkmale der Erfindung sind bei diesem Ofen nicht vorhanden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen Fig. i einen Querschnitt durch den Ringofen nach Linie C-D der Fig. 3,
Fig. z einen Längsschnitt durch den Ringofen nach Linie A-B der Fig. i, Fig.3 einen
waagerechten Schnitt nach Linie E-F der Fig. i, Fig.4 einen Behälter im Schnitt.
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Der Ringofen ist durch quer durch den Ofenkanal errichtete Wände.
a beispielsweise in die Kammern b, c, d und e aufgeteilt. Die Wände
a sind mit Feuerungen f, g, lt und i
ausgerüstet. Auf diese
Weise wird also jede Kammer auf einer Seite von einer mit einer Feuerung versehenen
Wand begrenzt, während die gegenüberliegende Wand keine Feuerung besitzt. Die Kammern
sind durch Kanäle k verbunden. Diese Kanäle können zwischen je zwei Kammern durch
Schieber, z. B. L und m, abgesperrt werden.
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Vor Inbetriebnahme des Ofens werden zunächst die Kammern
b, c und d durch die-Einkarrtüren 7a mit :den leeren rohrförmigen,
oben und unten offenen Behältern o beschickt. Diese Behälter werden im Ofenraum
hintereinander und nebeneinander aufgestellt. In dieser Weise können in einer Kammer
etwa 40 und mehr Behälter mit einem Fassungsvermögen von z. B. je 5oo kg aufgestellt
werden.
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Die Behälter selbst sind von einfachster Bauart. Man benutzt zweckmäßig
an beiden Enden offene Rohre von entsprechendem Durchmesser. Die Behälter o werden
in Abständen senkrecht auf den Boden der Ofenkammer gestellt. Dann wird von oben
gasarme Kohle oder Kokse in die Behälter gefüllt.
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Wenn die Füllung der Behälter beendet ist, werden zunächst die Einkarrtüren
n zugesetzt und gegebenenfalls auch noch mit Feuerungen versehen. Alsdann wird der
Ofen dergestalt in Betrieb genommen, daß nach und nach sämtliche Feuerungen
f, g und h in Gang gesetzt werden. Dabei wird der zeitliche Abstand und die
Stärke der Feuerungen so gewählt, daß die Rauchgase sich beine Durchströmen der
durch die Kanäle k hintereinandergeschalteten Kammern genügend abkühlen, indem sie
ihre fühlbare Wärme zur Vorwärmung an die Behälter abgeben. Nachdem die Rauchgase
sämtliche Kammern nacheinander durchströmt haben, werden sie durch den Fuchs s in
den Rauchkanal t geleitet, der mit dem Kamin u :in Verbindung steht. Durch die Schieber
Z und in wird jeweils eine Kammer, z. B. die Kammer e, zum Zweck der Beschickung
und Entleerung aus dem Ring ausgeschaltet. Nach beendeter Beschickung dieser Kammer
wird sie wieder in den Ring eingeschaltet und die nächstfolgende ausgeschaltet,
so daß sich der Beheizungsvorgang jeweils um eine Kammer verschiebt.
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Bei dem Entgasun.gsvorgang tritt ein Teil der frei werdenden Gase
durch die Undichtigkeiten zwischen dem unteren Behälterrand und dem Heizkammerboden
aus. Falls dieser natürliche Spalt den Austritt von Gas in hinreichendem Maße nicht
gestattet, kann man besondere Öffnungen v (Feg. q.) in den Behältern nahe dem unteren
Rande vorsehen.