DE927436C - Verfahren und Ofen zum Erschmelzen von Produkten mit hohem Schmelzpunkt - Google Patents

Description

• Verfahren und Ofen zum Erschmelzen von Produkten mit hohem Schmelzpunkt Das Ersch#melzen von Produkten mit hohem Schmelzpunktin einem Schachtofen unterliegt der besonderen Schwierigkeit, daß diese Produkte sich nur schwer in flüssigem Zustand aus dem Ofen entfernen Iassen. Arbeitet man in Ofen mit kleineren Abmessungen, sa gelin#gt es meist gar nicht, das Produkt in flüssigem Zustand aus dem Ofen züi bringen.
• Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist eS nun"den flüssigen Abstich zu vermeiden und das schwer schmelzende Produkt an dem Ort wo es geschmolzen wurde, wieder erstarren zu la;sen, um es nachträglich in festem und erkailtetem Zustand zu entfernen.
• Die Durchführung dieses Grundgedänkens ilst z. B. mit der folgenden Anordnung möglich.
• Bei einem erfindungsgemäßen Sichachtofen können der Oberofen mit den Einblasedüsen und der Unterofen im Betrieb voneinander getrennt und in Richtung der Ofenachse voneinander wegbewegt werden. Eine Ausführungsform ist z. B. SO beschaffen, daß die Bodenplatte des Ofens auf mechanischem Weg abwärts. bewegt werden kann, so daß der Abstand von der Düsenebene immer größer wird. Den frei werdenden Raum nimmt das von oben dem Schachtofen zugeführte und inder Düsenebene geschmolzene Produkt ein. Wenn der bewegliche Ofenboden in seiner untersten Stellung angekommen ist, wird der Ofen, stillgesetzt, und das, über dem Boden angesammelte erstarrte Schmelzprodukt wird entfernt. Diese Ausfüh#rungsform eines erfindungsgemäßen Ofens ist in Abb. i schematisch dargestellt.
• i ist der fest montierte Oberteil deis. Ofens mit den Ein-bIlasedüsen 2 und einer- mit Wassermantelkühlung versehenen konisehen Erweiterung 3. Der beweglidhe Ofenboden- ist einmal gestrichelt in seiner obersten. Stellüng 4a und außerdem « aus-.gezoge-n in seiner untersten Steltung 4P dargestellt. Afs. Bewegungsmechanismus ist eine zum Teil. dargestel)1,te hydraulische Vorrichtung an sich bekannter Bauart angenommen, von welther der Plunger 5 undi der Zylinder 6 zu sehen sind, während die Pumpe- und die Zylinder nicht gezeichnet sind.
• Im folkenden wird an Hand der Abb. i beispielsweise das Erschmelzen von Portlandschmelzzement in eitem solchen Ofen erläutert. In den Ofen wird oben in den Schacht ein Gemisch 7 von Kohlte- und den Komponenten von Portfandzement aufgegeben, z. B. Ton und- Kailk in entsprechender Mischung.
• Durch die Düsen 2 wird ein sauerstoffhaltiges Verhrenriungsmedifum eingeblasen-, z. B. rüf t oder mit Sauerstoff angereicherte Luft, unter Umständen in vorgewärmtem Zustand, deren Vorwätrmetemperatur und/oder Sauerstoffgehalt so ben'iessen i st, daß im Ofen die Schmelztemperatur von Portlandzement übeirschritten wird. Glleichzeitig mit dem Einbläsen des Verbrennungsmediurns wird der Ofe,n,bod#---n durch Betätigen des hydrauilischen Mechanismus ständig abgesenkt. Das geschmolzene Produkt fließthierbeiständig in den unt,&rhalb der Düsenebene frei werdenden Raum, und es entsteht ein Block von geschmolzenem Portl,'and!zement 8, dessen seitäthe Begrenzung -durch die wassergekühlte, schräg nach außen abfallende Wand unterhalb der Düsenebene- gebildet wird. Der absenkbare Ofenboden ist vorteilhafterweise so ausgebildet, daß er in seiner untersten StellPung 4b mittells, Rollen auf Schienen zu liegen ko-Mimt tmd in diesem Zustand weggefahren werden kann. Die Erstarrung des geschmolzenen Portland#zemehtes erfolgt währenci der ständigen Abwärtsbewegung des Bodens inder Zeit, in der sich'diesex im Bereich der mit der Wassermantelkühllung versehenen konischen Erweiterung 3 befindet. Der jeweils unterhalb dieser Erweiterung befindliche Teiill des B-Ilockes 8 iist erstarrt. Nadh dem Wegfahren des Ofenbodle,ns wird ein neuer Ofenboden in den Schacht eingefahren, so. daß n-ur eine kurzzeitige Unterbrechung des Ofenbetriebes eintrilt.
• Eine zweite Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die Dü.senebene in Richtung der Ofenachse nachoben wegbewegt wiM. Diese Ausführungsform ist schematisch in Abb. 2 beispielsweise dargestellt. Der Ofen besteht in .diesem Falle aus einem Ofenmantef, der z. B, 'aus einzelnen Ringen ga> gb, gc usw. zusammengesetzt ist. Das Einblaseorgan- für das Verbrennungsmedium ist in diesem Fahle als zentraf und vertikal angeordnete Düse io mit -dem wassergekühlten Mundstück ii vorgesehen. Die Düse io ist der bewegliche Teiii- des Ofens. Sie befindet- sich -bei Beginn der Operation dicht Über der Grundplatte 12,. Nach Maßgabe, wie das Matelja;l- vor der Düseenmündung geschmolzen wird, wird die Düse io nach oben gezogen, so daß imme.r neues Material in den Bereich der Schmelzzone- gelangt. Hat die Düse ihre oberste Stellung erreicht, so wird sie ganz aus der Besch-,ickting 'herausgezogen, und der Zufluß des Verbrennungsmediums wird abgestefft. Man läßt den entstandenen Bdock des geschmolzenen Materiats erl<a;lkn und nimmt danach den Ofen auseinander, entweder indem man die Ringe gei gb, ga der Ofenw2nd, die zweckmäßig aus Stahlguß bestehen, nach oben abzieht oder indem man Ringe mit einer vertikalen Trennfuge verwendet, die ein Auseinandernehmen des Ofens gestatten. Man kann auch im Ofenboden eine Klappe vorsehen, durch die man den erstairrten Schachtinhalt nach unten frei fallien lassen kann.
• Um ein Anschmelzen des flüssigen Produktes an die Ofenwand zu verhindern, wählt man vorteilhafterweise d-en Ofendurdlunesser so weit, daß der Schnmelzvorgang nicht bis zur Schachtwand erfo " Igt, so daß in der Nachbarschaft der Schachtwand immer,körniges Material liegt. Es ist ferner vorteithaft, in diesem Fall die Schachtwand mit Öffnungen zu versehen, durch die die Verbrermungsgase mindestens zum Teiliabströrnen können:.Für dies-en Fall besteht eine besondelis günstige Ausführungsform des erfindüngsgemäßen Verfahrens darin, daß man i#n der Außenzone ein zu kalzinierendes i'#lat\-riial,chargiert, das #durch, die Wärmeeinwirkung des Prozesses im wesentlichen nicht aufgeschmolzen, sondern nur kalziniert wird. Dieses Material, läßt sich, da es körnig bleibt, in erkahetem Zustand k-icht von dem - aus dem geschmolzenen Zustand erstarrten Material trennen. Es wird bei einer folk-enden Ofenoperation in die Mitte des Ofens zum Einschmelzen chargiert. Diese Ausführungsform des Verfahrens ist besonders wärmeökonomisch, well während der längeren Abkühlüngszeit dies Ofeninhaftes ein weitgehender Wärmeausgleich stattfindet, so daß die bei der Abkühlung des auf holhe Temperaturen erhitzten inneren Teiil-,es des Ofensdie äußersten Partien relativ hoch erhitzt und kalziniert werden.
• An, Hand der Abb. 2 sollt das Verfahren für den Fall des Einschmeizens von Dolomit erläutert werden. Als Brennmaterial wird- dabei Rohöl oder Gas verwendet, um eine Verunreinigung des Schmelzproduktes du-rchKohlenasche'zu vermeiden. Zu dlilesem Zweck Ist z. B. innerhalb der vertikalen Düse io eine Öllleitung 13 angeordnet, die an ihrem unteren Ende mit einer Zerstäubungsvorrichtung 14 versehen ist. Beim Einschmelzen von Dolomit wird nun der Rohdolomit 15 inder Außenzone des Ofens chargiert, während in die Innenzone im allgemeinen kalziniertes Material 16 eingebracht -wird, und zwar solches, das schon einmal eine Ofenoperation in der Außenzone durchlaufen hat. Um die beiden verschiedenen Anteille der Beschickung bequem in den Ofen einbringen zu können, wird ein - Trennring 1 7 verwendet, der im gleichen Mae wie die Einblasedüse io nach oben gezogen wird. Die Verbrennungsgase, die vor der Düsenmündung durch Verbrennen des Ölls mit dem Sauerstoff -entstehen, wobei der Sauerstoff vornehmlich inhöherkonzentrierter Form zur Anwendung gelangt, entweichen zum großen Teil' durch die seitlichen Öffnungen des Ofenr mantels. Im Mittelitei.1 des, Ofens wächst ein im wesentVichien zylindrischerBlolckvon geschmolzenem Dolomit 18 empor, der außen von kalziniertem Materi(a.1 ig umgeben ist.
• Das erfindungsgemäße Schmelzverfahren und die erfindungsgemäßen Ofen eignen sich besonders zum Erschmetzen oxydischer Schlucken, wie Zement und feuerfeste Materialien, von Karbiden, wie Kilziumkarbid, und von hochscIlinielzenden MetaIlen.
• Mit dem Erschmelzen kann eine Reduktion oder sonstige chemische Umwandlung, wie z. B. die Bildung von Ka;,lziurnkarbid aus Kalk und Kohle, verbunden sein, wobei die einzelhen Komponenten auch in brikettierter Form angewandt werden können.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE-. i. Verfahren zum Ersöhnielzen von Produkten mit hohem Schmelzpunkt in einem Schadlitofen, dadurch gekennzeichnet, daß die die SchmeIzzone darstellende Düsenzone und der das Schmelzprodukt aufnehmende Unterofen während des Schinelzvorganges voneinander wegbewegt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Mittelteil des Ofens das zu schmelzende Produkt unter Umständen im Gemisch mit dem Birennstoff chargiert wird, während in der Randzone ein im wesentlichen körnig bleibendes Material eingebracht wird. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Randzone ein durch Wärme vorzubereitendes, z. B. kalzinierendes Material: chargiert wird, das in einer nachfolgenden Operation in der Mittelzone dies Ofens chargiert wird. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte 4es Ofens mit Bezug auf die räumlich fest montierten Düsen abgesenkt wird. 5. Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekenn-Zeichnet, daß der feste Sdhacht (i) unterhalb der Düsenebene eine Erweiterung (3) aufweist und daß der bewegliche Ofenboden dieser Erweiterung (3) angepaßt ist (Abb. i). 6. Ofen nach Anspru#ch, 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenboden alis Wagen ausgebildet ist, der in seiner untersten Stellung auf Schienen aufsitzt und weggefahren werden kann. 7. Ofen zur Duirchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeidlinet, daß der Ofenboden (12) fest montiert ist und die Düsenebene (i i) in vertikaler Richtung vom Ofenboden (12) wegbewegbar ist (Abb. :2). 8. Ofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zentra,1 angeordnete Düse (io) in vertilzaler Richtung beweglich ist. g. Ofen nach Anspruch 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, da#ß der Ofenmantel aus mehreren TeiIen (ga, gb, 9c) zusammengesetzt ist mit vertikaIen und/oder horizontalen Trennschnitten. lo. Ofen nach Anspruch 5, 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenwand Löcher für das Entweichen der Verbrennungsgase aufweist. ii. Ofen nach Ansp#ru!dh 5, 6, 7, 8, 9 oder io, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenboden entfernbar ist, so daß der Inhalt in einen darunter befindlichen Hohlraum entleerbar ist. 12. Ofen nach Anspruch 5, 6, 7, 8,- 9, io oder i i, dadurch gekennzeichnet, daß im Oberteil des Ofens ein z. B. zylinderförmiger Trennrahmen für die verschiedenen Komponenten der Beschickung beweglich angeordnet ist, der zusammen mit der Einblasedüse (io) verschoben werden kann.