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Elektrischer Hochtemperatur-Schmelzofen für die Herstellung von Calciumcarbid,
Calciumcyanid od. dgl. Bei großen elektrischen Hochtemperatur-Schmelzöfen für die
Herstellung von Carbiden oder Cyamidten der Erdalkalien, für die Phosphorgewinnung
und ähnliche elektrische Schmelzverfahren besteht im allgemeinen die Aufgabe, einerseits
zwecks günstiger Beeiefiussu.ng des Lei,stungsfaktors mdt mägllidhst hohem Herdwilderstand
zu fahren, andererseits den Ofengang im Sinne einer Tieferlegung des Schmelzherdes
und Abdeckung nach oben zu beeinflussen.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochtemperatur-Schmelzofen für
die Herstellung von Carbid, Caldiumcyaniid, Phosphatreduktion u. d@gl., bei dem
der Ofengang im Sinne einer Tieferlegung des Schmelzherdes @bzw. einer Erhöhung
des Herdwiderstandes dadurch beei@nflußt wird, daß der Ofenboden und/oder die Ofenwandungen
unter Verwendung einer oder mehrerer Zwischenlagen aus Ruß aufgebaut sind. überraschenderweise
'läßt sich durch diese einfache Maßnahme nicht nur der Schmelzherd tiefer Jegen
bzw. ein höherer Herdwiderstand bzw. besserer Leistungsfaktor einstellen, sondern
es wird .auch dine Herabsetzung etwaiger Abbrandverluste an der Oberfläche des Ofens,
eine gleichmäßigere bzw. höhere Temperatur in. der Schmelze, Herabsetzung der Wärmeleitungsverluste
des Ofens, Wärmeschutz und höhere Haltbarkeit der Ofenumkleidung, insbesondere des
Blechpanzers, gleichmäßigerer Abstich u-. dgl. erzielt. Diese Vorteile führen außer
der besseren Energieausnutzung weiterhin zu einem gleichmäßigeren und höherprozentigen
Schmelzprodukt, z. B. besGeren Carbid.qualitäten und Er'hö'hung der Produktionsmöglichkeitt
infdlge besserer Abstiehverhältnds;se 'bei höherem Herdwiderstand bzw. erhöhter
Spannung. Insbesondere läßt sich durch das Heißerhalten
des Ofens
am Boden bzw. den Wandungen auch ein kontinuierlicher gleichmäßiger Abstich durchführen.
Es war .nicht vorauszusehen, daß durch Aufbau des Ofenbodens und/oder der Ofenwandungen
unter Verwendung einer oder mehrerer Zwischenlagen aus Ruß so bedeutsame Verbesserungen
zu erzielen sind. Dalbei -war es überratschend, daß sich Ruß trotz seiner lockeren
pulver- oder staubförmigen Natur bei den sehr bedeiutenden Ofengewichten: überhaupt
.als Werkstoff für den Bau z. B. des Ofenbodens gut verwenden ließ. Vorteilhaft
ist .es hierbei., den Ruß in verdichteter Form anzuwenden..
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Ruß:schicht zwischen
einem hi@tzdbeständig@en Material, z. B. Kohle, und einem gleich oder weniger feuerfesten,
als Außenmutter dienenden Werkstoff, z. B. Schamotte, angeordnet. Es ist auf diese
Weise möglich, an wertvollen hitzebestünd'igen Sonderwerkstoffen zu sparen., indem
an der Außenseite der Rußschicht ein geringwertigerer Werkstoff angeordnet wird,
der thermischen Beanspruchungen weniger gewachsen zu sein braucht. Die Dicke der
Rußzwischanschicht wird hierbei wenigstens so bemessen, daß in ihr ein Temperaturgefälle
von mindestens 50o° auftritt, z. B. von iooo°. Auf diese 'Weise können die Temperaturen
an der Außenwandung des Ofens @so gering gehalten werden, daß besondere Kühlmaßnahmen,
z. B. Besprühung mit Wasser, entbehrlich sind.
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Der erfindungsgemäße neue Ofen! weist (besondere Vorteile dadurch
auf, daß durch Anbringung einer Ruß:schicht unter einem mit Rinnen, Vertiefungen,
Erhebungen od. dgl. versehenen Ofenboden der Ofengang im Sinne eines Durchlranfens
vorgeschriebener Schmelzwege beeinflußt werden kann. Infolge des Heißhaltens der
Schmelze insbesondere am Ofenboden wird es auf diese Weisse ermöglicht, das gesdhmol#zene
Gut durch Rinnen, Vertsefungen od. dgl. in besondere Bahnen zu leiten und dadurch
belspielsweise vor Vermischung mit noch nicht umgesetztem oder ungarem Material
zu bewahren. Es gelingt auf diese Weise, das fertige Gut .in seiner günstigsten
Beschaffenheit unmiittelbar und geschützt dem Abstich zuzuleiten. Bei der vorbeschriebenen
Ausgestailtung des Ofenbodens mit Rinnen, Vertiefungen, Erhobu.ngen od. d igL. und
einer .darunter befindlichen wärmeisolierenden Rußschicht läßt sich vorteilhaft
insbesondere ein gesonderter Abstich eines Nebenproduktes durchführen, z. B. bei
Carbidöfen der Abstich von Ferros;ilizi,um, bei Phosphoröfen: der Abstich von Phosphoreisen
od. dgl. Auf diese Weise wir:d neben der besonders vorteilhaften Herstellung des
Hauptproduktes auch ein häufig wertvolles Nebenprodukt betriebssicher gewonnen.
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Als geeigneter Ruß für Hochtemperatur-Schmelzöfen kann .sowohl Verbrennungsruß
als auch Spaltruß, z. B. auch Acetylenspaltruß, oder eine andere bellcbige Rußsorte
verwendet werden.
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Eine bekannte Auskleidung z. B. für einen blechgepanzerten Carbidofen
großer Leistung besteht nach Abb. i aus einem Innenfutter aus Kohle (etwa iooo mm
Stärke), einer dünnen Zwischenschicht aus Koksgrus (etwa i50 mm. Stärke), einem
Außenfutter aus Schamotte (etwa 700 mm Stärke) und einer dünnen sich an das
Eisenblech anschließenden Sandschicht (etwa 140 @mm Stärke).
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Bei der bekannten Auskleidung liegt oder. Haupttemperaturabfall im
Außenfutter (Schamotte .und Sandschicht), während- in der Koksgrusschicht ein Temperaturgefälle
von nur etwa 17o° auftritt. Wird die Koksgrusgchi.cht indessen durch eine gleichstarke
Rußschicht nach Abb. 2 ersetzt, so wird in dieser ein Temperaturgefälle von Soo°
erzeugt, d. h. die Wärmeschutzwirlkung ist gegenüber der einer Koksgrus;schi@ch.t
um das vier- Ibis fünffache gesteigert; unterteilt ,man .die Kohleschicht mach Abb.
3 ;noch durch, eine weitere gleiidhstarke- Rußschicht, so läßt sich in diesen beiden
Rußschich.ten allein siogar ein von etwa 120o° erzeugen, d. h. die Wärrnesehutzwixkung
ist gegenüber der einer Koksgrusschich.t um das siebenfache gesteigert. Durch,die
erfindungsgemäße Rußsdhicht erzielt man,somit Iden erheblichen Vorteil, daß die
Scha@motteschicht thermisch nur wenig beansprucht wird -und daß die Temperatur des
Ofenpanzers auf Werte herabgesetzt wird, die eine besondere KÜ:hlung etwa durch
Besprühen mit Wasser entbehrlich machen. Dadurch sind auch die übrigen Armierumgsteile
der Ofenumkleidung gegenÜberhitzung geschützt. Gleichzeitig -werden die Wärmeverluste
infolge der wesentlich verringerten Wärmeleitung der Rußisolierschicht außerordentlich
herabgesetzt, was sich durch eine Erhöhung der Energieausbeute des Ofens @bemerkbar
macht.
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In Fällen, in denen wenigstens ein unterer Teil des Kohlcbodens bei
tieferer Temperatur, z. B. unter der Schmelztemperatur des Phosphoreisens bei der
Phosphatreduktion, :gehalten werden soll, legt man sowohl über als auch unter die
Rußschicht Kohleböden,deren oberer bei hoher Temperatur mit allen Vorteilen für
den Ofengang, deren unterer bei tieferer Temperatur,zür Erhöhung oder,Sicherheitsanforderungen
betrieben wird.
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Die erfindungsgemäße Rußschicht kann gleichzeitig mit bekannten anderen
Wärmeschutzmitteln angewendet -werden. Wesentlich ist für die Erfindung, daß mindestens
.teilweise Ruß, vorzugswei-se in verdichteter Form, verwendet bzw. mitverwendet
wird.