DE878948C - Verfahren zur Herstellung von Eisenschwamm oder Eisenpulver - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Eisenschwamm oder Eisenpulver

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DE878948C
DE878948C DEV1942D DEV0001942D DE878948C DE 878948 C DE878948 C DE 878948C DE V1942 D DEV1942 D DE V1942D DE V0001942 D DEV0001942 D DE V0001942D DE 878948 C DE878948 C DE 878948C
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reducing
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Description

  • Verfahren zur Herstellung von Eisenschwamm oder Eisenpulver Von den zahlreichen Verfahren, kohlenstoffarmes Eisen unmittelbar von Eisenerzen ohne den Umweg über den aufkohlenden Hochofen zu gewinnen, hat sich bisher nur ein schwedisches Verfahren technisch und wirtschaftlich durchgesetzt. Bei diesem Verfahren werden die pulverisierten Materialien Erz, Kohle und Kalk schichtenweise in poröse 2o bis 30 cm Durchmesser aufweisende zylindrische oben offene Scherben eingebracht, die durch sie umstreichende Flammengase auf etwa i ioo° C erhitzt werden, wodurch das Eisenerz zu metallischem Eisen reduziert wird. Das anfallende Material ist ein kohlenstoffarmes schwammartiges Produkt, das vorzugsweise eingeschmolzen für die Gewinnung hochwertiger Stähle benutzt wird. Ein feinkörniger und sauerstofffreier Eisenschwamm, wie er für die Herstellung von Eisenpulvern für metallkeramische und magnetische Zwecke gebraucht wird, läßt sich auf direktem Wege nach diesem Prozeß aber nicht gewinnen; während der Abkühlungsperiode dringt wieder Sauerstoff an das Material heran und oxydiert es, je nach Korngröße wieder mehr oder weniger.
  • Das vorliegende neue Verfahren ermöglicht in großtechnischer und sehr wirtschaftlicher Weise die Gewinnung eines feinkörnigen und reinen Eisenschwammes bzw. Eisenpulvers. Es ermöglicht es, unmittelbar von den in der Natur oder billig in der Industrie vorkommenden Eisen-Sauerstoff-Verbindungen auf dem einfachsten Weg, nur unter Verwendung von Koksabfall und Wärme, zu hochwertigen Pulvern zu gelangen. Die einzelnen, nach diesem Verfahren anfallenden Partikel haben zudem Skelettstruktur und sind infolgedessen für die Herstellung g u -imenha ut zusan ltender und hoch beanspruchbarer Preßlinge auch technisch von ganz besonderem Vorteil.
  • Es beruht auf der Verwendung eines nach bestimmten Gesichtspunkten gefüllten Großglühraumes, vorzugsweise eines gemauerten Muffelofens, der von außen beheizt wird und annähernd gasdichte Wandungen aufweist, wobei dieser Raum während der Reduktions- und Abkühlungsperiode mit reduzierenden Gasen unter Überdruck gehalten wird. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die Verwendung derartiger Öfen mit großem restlichem Luftvolumen für diesen Reduktionsvorgang möglich ist, ohne daß, wie zu erwarten gewesen wäre, mindestens zu Beginn der Reduktion explosible Gasgemische auftreten.
  • Die Füllung des Glühraumes erfolgt zunächst mit gemahlenem Koks, Holzkohlenstücken u. a., die zweckmäßig den Boden des Muffelofens bedecken und dann mit vermahlenem gereinigtem Erz, Walzsinter u. dgl. aufgefüllt werden. Das letztere Material ist aus Gründen gleichmäßiger Durchreduzierung und leichter Handhabung stück- bzw. lagenweise oder brikettiert in den Ofen einzubringen, so daß es auf dem Kohlepulver aufliegt und von den Reduktionsgasen leicht umstrichen werden kann. Da die Reduktion ein wärmeverbrauchender Vorgang ist, würde bei einem z. B. durch räumlich enge Häufung des Gutes dicht bepackten Ofen der Temperaturabfall nach dem Innern zu beträchtlich sein. Der Reduktionsprozeß würde dadurch sich ungemein in die Länge ziehen bzw. würde ein ungleichmäßiges Produkt entstehen, da, bevor die innere Schicht vollständig reduziert wäre, der außenliegende Eisenschwamm entweder schon geschmolzen sein oder zumindest ein wesentlich vergröbertes Korn aufweisen würde, so daß er nicht mehr zu Pulver verarbeitet werden könnte. Es ist infolgedessen notwendig, einen guten Wärmeaustausch durch Konvektion zu ermöglichen, was, wie schon erwähnt, am besten durch passende Unterteilung des Reduktionsgutes geschieht. Außer der erwähnten Brikettierung des Gutes kann es auch in Papiersäcke gefüllt und dann eingebracht werden. Die vom verkohlten Papier übrig bleibende Kohleschicht verhindert das Festsintern des Materials an den Wandungen des Ofens öder das Zusammensintern der einzelnen Säcke. Bringt man das Gut lose, z. B. zu Haufen geschüttet, ein, dann ist es zweckmäßig, poröse zweckmäßig schräg gestellte und an beiden Seiten offene Rohre mit einzubringen, die den erforderlichen Wärme-und Gasaustausch gestatten.
  • Im nachfolgenden sei unter Hinweis auf die Zeichnungen das neue Verfahren an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben; Fig. i zeigt die gesamte Anordnung, Fig. 2 den gefüllten Glühraum.
  • ' In dem zweckmäßig als mannshoher Muffelofen ausgebildeten Glühraum i, der durch die Feuerstätte 2 erhitzt wird, befindet sich das Reduktionsmittel 3 in Form einer den Boden bedeckenden Koksmehlschicht und das zu reduzierende Material .I (Magnetft, Walzsinter). Das zu reduzierende Material kann angeordnet sein in Form eines mit schrägen Ventilationsröhren 5 durchzogenen Haufens wie in F'ig. i oder besser in Form von Briketts 18 oder in Säcke 16 gefüllt, wie es die Fig. 2 veranschaulicht. Die Brikettierung kann in üblichen Brikettierungspressen vorgenommen werden. Das Oxyd ist zweckmäßig vorher mit einer geringen Menge eines zweckmäßig in einem Kohlenwasserstoff wie Petroleum, Benzin usw. gelösten Klebemittels (Asphalt, Pech u. dgl.) zu mischen. Infolge der zwischen den Briketts i3 oder Säcken 16 belassenen Zwischenräume i9 oder den des Rohres 5 ergibt sich eine gleichmäßige Zirkulation der Gase und damit eine gleichmäßige Erwärmung und Reduzierung der äußeren und inneren Charge. Auf diese Weise werden die sonst infolge der großen Chargenmenge unvermeidlichen Temperaturdifferenzen, welche zur Schmelzung bzw. Kornvergröberung der Außenschichten und unzureichender Reduktion der inneren Schichten führen, vermieden und es ergibt sich jene für die Herstellung von Pulvern hinsichtlich Korngröße, Schüttgewicht, Fließvermögen usw. erforderliche große Gleichmäßigkeit schon in der Struktur des Eisenschwammes, gleichgültig; ob er an den äußeren oder inneren Schichten gewonnen wird.
  • DieWandungen der Muffel bestehen vorzugsweise aus annähernd dichtem hochfeuerfestem Mauerwerk, das auf der Innenseite zusätzlich noch mit einer den Gasdurchtritt erschwerenden Glasur überstrichen ist. Der Eingang zu der Muffel wird nach Füllung durch eine mit Wasserglas bestrichene Mauer 2o verschlossen. Die während der Glühzeit entstehenden Gase (Kohlenoxyd und Kohlendioxyd) entweichen, soweit sie nicht verbraucht werden, vermittels des Rohres 6 über das Wassergefäß 7, das gleichzeitig zur Kontrolle des Überdruckes dient. An Koksmehl werden etwa 25 Gewichtsprozent des zu reduzierenden Materials, wenn es sich z. B. um Walzsinter handelt, gebraucht. Während der Anheiz-undReduktionszeit kann und während der Abkühlung, wo die Neubildung von Kohlenoxyd aufhört, muß der Muffel durch das Rohr 8 ein zusätzliches reduzierendes oder neutrales Gas zugeführt werden, um so eine sauerstofffreie Atmosphäre in dem Ofen aufrecht zu erhalten und ein völlig unoxydiertes Material zu erzielen. Als Zusatzgas verwendet man zweckmäßigerweise Wasserstoff oder Wassergas, das bekanntlich ein Gemisch von Wasserstoff und Kohlenoxyd ist. Das Zusatzgas kann auch bereits während des Reduktionsprozesses einströmen, da es sich erwiesen hat, daß Wasserstoff die Reduktionszeit nennenswert verkürzt und den restlichen Kohlenstoffgehalt des Eisens nicht unbeträchtlich mindert, wodurch das Eisen weicher wird und das daraus hergestellte Pulver sich leichter verdichten und pressen läßt.
  • Für die Herstellung des Wassergases können die üblichen technischen Wassergaserzeuger mit Wassergasspeicher benutzt werden.. In der Zeichnung ist schematisch eine Einrichtung mit dargestellt, die für den vorgesehenen Verwendungszweck vorteilhaft ist. Sie besteht aus der Retorte 9, die aus gasdichtem, hochfeuerfestem Material hergestellt und mit Holzkohlenstückchen oder Koksgrus io gefüllt und durch eine Feuerung i i erhitzt wird. Diese Retorte ist oben durch den Deckel 13 abgeschlossen. In diesem Deckel befindet sich das Zufuhrrohr 14 für Wasserdampf bzw. das einzutropfende und zu verdampfende Wasser und das Rohr 8, das das entstehende Wassergas gegebenenfalls über einen Kühler 15 dem Glühraum zuführt.
  • Die erforderlichen Reduktionstemperaturen in der 1Tuffel hängen ab von der Korngröße, die das zu reduzierende Gut erhalten soll und liegen im allgemeinen zwischen cgoo und i ioo°. Die Reduktionszeit hängt nicht nur von der Temperatur, sondern auch von der Gasatmosphäre und dem gewünschten Kohlenstoff rest im Eisenschwamm ab, vor allem aber auch von der Dicke der eingebrachten Magnetitschichten und beträgt im allgemeinen io bis 2o Stunden. Nach erfolgter -,!£bl,:ühlung «-erden die Eisensch«-ammstücke dem Ofen entnommen, durch Abblasen vom Kohlestaub befreit und durch passende Verfahren zu Pulver zerkleinert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die einfache und billige Herstellung von großen Mengen reinen Eisenschwammes beliebiger Korngröße und damit passender Eisenpulver aus billigen Ausgangsmaterialien wie beispielsweise Walzsinter. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß die gebräuchlichen keramischen Muffelöfen hierfür verwendet werden können.

Claims (1)

  1. PATEN- Tä\SPRfCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Eisenschwamm oder Eisenpulver durch Reduktion von Eisen-Sauerstoff-Verbindungen mit Kohlenoxvd, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisen-Sauerstoff-Verbindungen in einer annähernd gasdichten, von außen beheizten, mit Kohle und dem durch die Umsetzung des Beschickungsgutes gebildeten Gas gefüllten und unter Überdruck stehenden Glühraum reduziert wird und nach erfolgter Reduktion während des Abkühlens ein reduzierendes oder neutrales Gas in den Reaktionsraum eingeführt wird. a. Verfahren gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenoxvdschichten durch Zwischenräume unterteilt sind. 3. Verfahren gemäß Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisen-Sauerstoff-Verbindungen in Papiersäcke gebracht werden und diese Säcke auf den mit Koksmehl gefüllten Boden des Glühraumes gelegt bzw. aufgeschichtet werden. 4.. Verfahren gemäß Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisen-Sauerstoff-Verbindungen in Form von Briketts, die unter Zusatz von Bindemitteln hergestellt sind, eingebracht werden. 5. Verfahren nach Anspruch i bis -, dadurch gekennzeichnet, daß auch während der Anheiz-und Reduktionszeit zusätzlich reduzierendes oder neutrales Gas in den Reaktionsraum eingeleitet wird. 6. Verfahren gemäß Anspruch i bis 5, dadurch gelzennzeichnet,-daß Wassergas zugeführt wird, das zweckmäßig in einem geschlossenen Generator aus Wasser und Koks hergestellt wird. 7. Verfahren gemäß Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Glühraum Muffelöfen, wie sie in der keramischen Industrie üblich sind, verwendet werden, wobei die Innenwand der feuerfesten Ziegel mit Glasur bestrichen ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1278456B (de) * 1963-07-23 1968-09-26 Julius Dezsoe Madaras Verfahren zur Herstellung von Schwammeisen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1278456B (de) * 1963-07-23 1968-09-26 Julius Dezsoe Madaras Verfahren zur Herstellung von Schwammeisen

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