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Verfahren zum Verhütten von Erzen Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zur Verhüttung von Erzen, insbesondere von Eisenerzen. Es liegt ihr vor
allem die Aufgabe zugrunde, den Verhüttungsofen zu vereinfachen und die vorherige
Verkokung des Brennstoffes in besonderen Koksöfen zu vermeiden. Gleichzeitig können
bei dem Verfahren nach der Erfindung auch solche flüssigen, gegebenenfalls auch
gas,förmiben Produkte gewonnen w erden, die bei der Schwelung oder Verkokung des
Brennstoffes entstehen.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß eine
brikettierte Mischung aus Erz, Brennstoff und einem Bindemittel unter Einhaltung
einer Beschickungshöhe von 1,5 bis 3 m über der Düsenebene in einem als Spurofen
mit vorzugsweise beheiztem V orherd zugestellten Schachtofen bei einem Abstand von
nicht mehr als 2 m zwischen gegenüberliegenden@Düsen eingeschmolzen wird.
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Bei der im Höchofenbetrieb üblichen Arbeitsweise, bei der sich immer
wieder in dem unteren Teil des Ofens eine beträchtliche Menge flüssigen Eisens ansammelt,
tritt der Übelstand auf, däß bei dem periodischen Eisenabstich jedesmal ein plötzliches
Nachrutschen der Beschickung erfolgt. Dagegen ist mit dem Verfahren nach der Erfindung
der Vorteil verbunden, @daß nur geringe Schwankungen in der Beschickungshöhe und
damit Schwankungen in den Temperatur- und Druckverhältnissendes Ofens auftreten.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Beschickung dem Ofen
entsprechend demDurchsatz gleichmäßig, z. B. durch eine Schleuse, zugeführt. Eine
andere Ausführungsform der Erfindung
besteht darin; - daß der Ofen
mit einem Füllrohr versehen ist, das oben an einen Sammelbehälter oder Bunker angeschlossen
ist, und daß in das Füllrohr zwischen Sammelbehälter und Mündung ein sauerstofffreies
Gas, z. B. Gichtgas, eingeleitet wird. Man kann auch die Mündung des Füllrohres
durch ein zweites, teleskopartiges Rohr höhenverstellbar machen, so däß sich damit
die Beschickungshöhe verändern läßt.
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Bei dem bekannten Hochofen erfolgt die Begichtung satzweise, womit
jedesmal Druck- und Temperaturverhältnisse an der Gicht plötzlich verändert werden.
Durch die weitere Ausgestaltung der Erfindung wird dagegen erreicht, daß die Beschickungshöhe
im Ofen ständig gleichbleibt.
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Dadurch, daß bei dem Spurofen gemäß der Erfindung ein gleichmäßiger
Abfluß des Roheisens und der Schlacke stattfindet, vermeidet man das periodische,
plötzliche Nachrutschen der Beschickung, das sich bei dem üblichen Hochofenbetrieb
ergibt. Dies ist von ganz besonderem Vorteil bei dem Schachtofen mit der niedrigen
Beschickungshöhe von etwa 1,5 bis 3 m, die bei der Erfindung verwirklicht wird.
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Die Ausbildung des Schachtofens als Spurofen erweist sich auch aus
dem Grunde als zweckmäßig, weil sich bei der Verarbeitung von Mischbriketts in derDüsenzone
keinKoksbett@bildet,wo dasRoheisen und die Schlacke in größeren Tropfen hindurchfallen,
sondern weil hier in der (Düsenebene selbst das Abschmelzen von Schlacke und Roheisen
und das Verbrennen des Kohlenstoffes vor sich geht.
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Die Sammlung des Roheisens und der Schlacke außerhalb des Schachtofens
im Vorherd hat noch den weiteren Vorteil, daß man bei saurem oder halbsaurem Verschmelzen
von armen Eisenerzen sehr leicht eine Entschwefelung des Roheisens außerhalb des
Schachtofens vornehmen kann, indem man in die Schlackenrinne oder in den !Einlauf
von Schlacke und Roheisen in den Vorherd Soda oder gebrannten, feinkörnigen Kalk
zufügt und dadurch die Schlacke auf die für die Entschwefelung notwendige Basizi,tät
bringt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann man den Vorherd beheizen,
falls bei größeren Mengen an basischen Zuschlägen eine zusätzliche Wärmezufuhr notwendig
sein sollte.
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Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung wieder,
mit welcher das Verfahren verwirklicht wird. Briketts, die aus feinkörnigem Erz
in Mischung mit feinkörniger,Steinkohle bestehen und mittels Mergel als Bindemittel
brikettiert sind, werden in den Sammelbehälter a aufgegeben. Von dort gelangen,
sie durch das Füllrohr b in den Schachtofen c. Der Betrieb wird so geführt, daß
der Sammelbehälter stets gefüllt ist. Durch die Brikettsäule, die in dem Füllrohr
steht, wird ein praktisch ausreichender Verschluß des Ofens erzielt. Um aber auf
alle Fälle zu verhindern, daß durch das Füllrohr b- Luft in den Schachtofen gelangt,
wird durch das Rohr d, das zweckmäßig mit einem Drosselorgan versehen ist, gekühltes
und entteertes Lichtgas, das aus dem Schachtofen stammt, unter schwachem Überdruck,
z. B. mittels Kreiselgebläses, zugeführt. In der Ofenhaube f sind zwei Auslaßrohre
g für die Gicht- und Schwelgase angebracht. Die Höhe der Beschickung von den Düsen
h bis zur Oberkante der Ofenfüllung beträgt etwa 1,5 bis 3 m. Unten ist am Ofen
ein Stichloch i angebracht, an welches sich eine Rinne h anschließt. Die Abbildung
läßt erkennen, daß der Ofen als Spurofen ausgebildet ist. Durch das Stichloch fließen
also Schlacke und Eisen kontinuierlich ab.
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'Die Rinne k mündet in einen Vorherd m, der unten ein Abstichloch
ya für das Eisen besitzt. Außerdem hat er noch ein Abstichloch o für die Schlacke.
Er ist oben mit einem Deckel p -versehen. In der Mitte dieses Deckels ist eine Gasfeuerung
q angebracht. Die Heizgase ziehen durch ein oder mehrere Rohre r ab. Über
der Schlackenrinne k ist ein unten offenes Rohr s angebracht, das oben aneinem Füllbehälter
t angeschlossen ist. In diesem Rohr ist ein Zellenrad u eingeschaltet, welches eine
gleichmäßige Zuführung der in dem Füllbehälter befindlichen Soda ermöglicht. Diese
mischt sich in der Rinne k mit Eisen und Schlacke und bewirkt die Entschwefelung
des flüssigen Eisens.
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Man kann auch an Stelle des gezeichneten Füllrohres Schleusen in der
Beschickungsleitung des Ofens anbringen, die selbsttätig durch ein im Ofen angeordnetes
Fühlorgan gesteuert werden, z. B. in der Form, daß die Schleuse als Zellenrad ausgebildet
ist und von einem elektrischen Motor angetrieben wird. Hierbei schaltet das Fühlorgan
selbsttätig den Motor ein, sobald die Oberfläche der Beschickung unter eine bestimmte
Höhe abgesunken ist. Mit der Betätigung des Zellenrades wächst die Beschickungssäule,
und sobald sie eine bestimmte andere Höhe erreicht hat, wird das Fühlorgan so weit
angehoben, daß es die Stromzufuhr zu dem Elektromotor unterbricht. Man kann das
Fühlorgan so ausbilden, daß die Höhe der Beschickungssäule hierbei nur in geringen
Grenzen schwankt.
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Durch das Rohr d wird, wie oben gesagt, Lichtgas eingeführt, und zwar
solches, welches in einer Kondensationseinrichtung gekühlt und entteert worden ist.
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Die Brikettierung erfolgt zweckmäßig mit Eiformwalzenpressen. Soweit
Erz und Steinkohle nicht bereits von Natur aus oder durch die Gewinnungsmethode
in feinkörniger Form vorliegen, müssen sie vor der Brikettierung zerkleinert werden,
und zwar zweckmäßig auf eine Korngröße von etwa o bis 6 mm und höchstens etwa ro
mm. Sie werden anschließend mit einem Bindemittel, z. B. mit Mergel, gelöschtem
Kalk oder Pech, gemischt und alsdann auf den Pressen geformt.
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Als Steinkohle kann eine solche gewählt werden, die sich für die Erzeugung
von Hüttenkoks nicht eignet. Hiermit ist aber die Verwendung der für die Erfindung
brauchbaren -Brennstoffe nicht beschränkt.
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Der Ofen kann mit heißem Wind oder einer Mischung aus heißem Wind
und: Sauerstoff oder einer Mischung aus kaltem Wind und Sauerstoff
oder
mit technischem Sauerstoff betrieben werden. Für die Durchführung des Verfahrens
ist sehr zweckmäßig die Verwendung eines Ofens, der rechteckigen Ouerschnitt und
eine kurze Seite von nicht größer als 2 m besitzt und bei dem die Düsen auf den
Längsseiten angeordnet sind. Je nach Art des Erzes ist gegebenenfalls die Anwendung
eines W assermantelofens vorteilhaft.
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Bei dem Einbringen der Briketts in den Ofen findet sofort ein Schwelen
des Brennstoffes statt, und die Schwelgase ziehen durch die Rohre g zusammen mit
den eigentlichen Gichtgasen ab. Dieses Mischgas wird dann, zweckmäßig nachdem es
durch eine Entstaubungsanlage geführt ist, durch eine Kondensationseinriclitung
geleitet. In dieser werden die dampfförmigen Schwelprodukte niedergeschlagen und
in flüssiger Form abgezogen.
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Auf diese Weise gewinnt man aus dem Schachtofen nicht nur ein Gichtgas,
welches aus CO, C02 usw. besteht, sondern auch hochwertige Schwelprodukte. Außerdem
besitzt das Gichtgas durch die Beimengung von Schwelgas einen wesentlich höheren
Heizwert als übliches Hocbofengichtgas.