PL13373B1 - Sposób bezposredniego otrzymywania metali, zwlaszcza zelaza, z ich rud i piec sluzacy do wykonania tego sposobu. - Google Patents

Description

Do bezposredniego otrzymywania zela¬ za z rud prowadza liczne znane sposoby.Do pierwszej grupy naleza sposoby prze¬ prowadzane w piecach szybowych i obro¬ towych piecach rurowych, Wprawdzie pie¬ ce te pracuja przewaznie w sposób ciagly, jednak oddzialywujace na siebie surowce, a zwlaszcza produkt koncowy i splywaja¬ cy zuzel poruszaja sie w czasie odbywaja¬ cych sie reakcyj wspólnie i w jednym kie¬ runku.Do drugiej grupy naleza procesy ogni¬ skowe, które nie odbywaja sie w sposób ciagly, lecz dorywczo, t. j. stopniowo, dzie¬ lac sie na pojedyncze, wyodrebnione wyta¬ piania, albo przebiegi pracy od stanu po¬ czatkowego az do otrzymania koncowego produktu. Nalezy tu zaliczyc równiez te procesy poczesci bezposredniego otrzymy¬ wania zelaza, które zachodza w czasie swie¬ zenia, a wiec wykorzystywana jest tu ogra¬ niczona zdolnosc odtleniajaca surowca przy oddzialywaniu na rude. Lecz te zna¬ ne procesy ogniskowe i swiezenie nie za¬ chodza jako ciagla nieprzerwana reakcja przyczemmaterjaly, które maja wzajemnie na siebie oddzialywac, znajduja sie obok siebie, nie plynac stale w przeciwnym kie-runku, fa glówna cecha nic ulegnie zmia¬ nie, jezeli przy poszczególnych zasypach zuzel albo kapiel zostana czesciowo -spu¬ szczone, * Cecha znamienna wszystkich wspomnia¬ nych sposobów w odróznieniu do sposobu, bedacego przedmiotem niniejszego wyna¬ lazku, jest brak ruchu przeciwpradowego lub ciaglosci, lub tez obydwu tych czynni¬ ków. Przy tych znanych sposobach wszyst¬ kie surowe materjaly sa. ladowane razem.Wszystkie reakcje i okresy pracy odbywa¬ ja sie wspólnie i w jednym kierunku. Przy procesach ogniskowych zasypywanie odby¬ wa sie przed topieniem, a po skonczonym przebiegu — spuszczanie. Wszystkie pro¬ cesy odbywaja sie stopniowo (zasypami).Ruda, kapiel metaliczna i zuzel oddzielaja sie warstwami na skutek róznicy ciezaru wlasciwego. Stykanie sie tych materjalów miedzy soba odbywa sie wzdluz powierzch¬ ni o jednakowych wlasnosciach. Dlatego przebieg reakcji odbywa sie równiez wzdluz calej powierzchni przylegania jedinorodnie i wywoluje jednakowe zuzycie wszystkich skladników. Wskutek tego reakcje zacho¬ dza wolniej, albowiem nie odbywaja sie one z poczatkowa sprawnoscia. Niedosta¬ tecznie staly ruch zmniejsza niezbedne we¬ wnetrzne scisle przyleganie. Poza tern po¬ miedzy oddzialywujacemi na siebie sklad¬ nikami tworzy sie w czasie przebiegu re¬ akcji warstwa zobojetnionych (zuzytych) produktów, które w braku regularnego ru¬ chu nie sa usuwane i tworza wanstwe izo¬ lujaca. Nawet podczas ruchu przy wrzeniu wystepuje niepozadane rozcienczenie.Te wady nieruchomych kapieli i odby¬ wajacych eia w jednym kierunku procesów próbowano poczesci wyrównac zapomoca nadmiaru surowców, co powoduje straty, braz przez wyzsze ogrzanie zapomoca prze- wyzki temperatury. Wprawdzie powstaja wtedy wiry podczas wrzenia, a przez to i czesciowe polepszenie przylegania, jednak rozcienczenie, powstale przez zobojetnione na skutek reakcyj produkty, nie moze tyc usuniete w braku regularnego odprowa¬ dzania i odplywu tych produktów ze sfer, w których odbywa sie reakcja.^ Jak wiadomo przewyzka temperatury wplywa ujemnie na zaprawe pieca, a na znaczne scieranie sie scian jego wplywaja zmiany temperatury, nieodlaczne przy przerywanych procesach.Wedlug wynalazku niniejszego wymie¬ nione wyzej wady procesów jednokierun¬ kowych lub przerywanych zostaja usuniete przez zastosowanie sposobu ciaglego z jed- noczesnem zastosowaniem zasady prze- ciwpradu w poruszaniu sie oddzialywuja¬ cych na siebie materjalów. Skladniki, wy¬ wolujace reakcje plyna cienkiemi war: stwami i dzieki ruchowi w kierunkach przeciwnych wchodza w bezustanna zmien¬ na i bezposrednia ze soba stycznosc. Przy- tem odprowadzone zostaja, bez szkody dla przebiegu procesu, izolujace i rozcienczaja¬ ce (zuzyte) zuzle w kierunku spustu.Surowce moga byc doprowadzane w stanie plynnym lub stalym. W tym ostat¬ nim przypadku, w celu wywolania prawi¬ dlowego ruchu, wlewa sie od poczatku ka¬ piel o wlasciwosciach zadanego produktu, w której przy odpowiedniej temperaturze odbywaja sie poczatkowe reakcje.Na rysunku przedstawiony jest przy¬ klad wykonania wynalazku, przyczem fig, 1 pokazuje przekrój podluzny pieca, sluza¬ cego do przeprowadzenia niniejszego spo¬ sobu; fig. 2 odnosny przekrój poziomy pieca, i fig. 3 — przekrój poprzeczny, W przedstawionym przykladzie ksztalt pieca jest podluzny i tworzy zamkniete zarowisko z paleniskiem h i sklepieniem g.Ruda jest wsypywana w miejscu a wraz ze srodkami odtleniajacemi, np. weglem i te- mi dodatkami, których pózniej dodawac nie trzeba. To zasypywanie pieca moze sie odbywac zgóry lub zboku. Przegroda m lub odpowiednie obnizenie sklepienia, za¬ trzymujace zuzel, powoduje odprówadze- 2 ~nie górnej powierzchni kapieli w kierunku b. Kapiel metaliczna wlana w miejscu b porusza sie w przeciwnym kierunku Z i od¬ plywa w miejscu / (spust zelaza). Podczas ruchu w kierunkach przeciwnych, ruda plywajaca w kapieli metalicznej zostaje odtleniana zapomoca domieszanych srod¬ ków odtleniajacych. Powstaly metal moze natychmiast wydzielic sie z cienkich warstw. Ruda, poruszajac sie w swoim kie¬ runku, przechodzi w zuzel, pozbawiony co¬ raz bardziej metalu. Azeby powiekszyc jej zdolnosc do reakcji moga byc na jej drodze na nowo dodane srodki odtleniajace.Wreszcie po spuszczeniu zuzla moze on jeszcze byc prowadzony przez skoncen¬ trowane srodki, odtleniajace, np. rozzarzo¬ ny wegiel, lub gaz odtleniajacy.Pozadane cieplo dostarczane jest przez odpowiednia ilosc palników c1# c2, c3, umie¬ szczonych w sklepieniu lub w sciankach pieca. Zastosowanie wielu palników umoz¬ liwia przy doprowadzaniu paliwa dosto¬ sowanie temperatury i warunków chemicz¬ nych do odbywajacej sie wlasnie w tern miejscu reakcji. Tak np. palnik cA% znajdu¬ jacy sie wpoblizu miejsca a moze otrzy¬ mac wieksza nadwyzke czystego wegla, lub tlenku wegla, gdy zaladowane sa rudy w rodzaju surowych szpatów. Wówczas przez prazenie FeCOs powstaje CO nie zabiera¬ jac tlenu powietrza, potrzebnego do spa¬ lania i pracujac ze zmniejszonym udzialem azotu. Reakcje C02 + C = 2 CO i 2 CO + 02'= 2 CO2 sa odwracalne, to znaczy C02 + C±^2 CO. Pierwsza przy¬ toczona reakcja jest w duzym stopniu eg¬ zotermiczna i bardzo wazna, poniewaz u- mozliwia odtlenianie FeO ponad faaa gazu.Przez utleniajace dzialanie rudy w miejscu a, plynaca pod nia w cienkiej warstwie ka¬ piel zelazna jest silnie swiezona i moze byc wykonczana po jej spuszczeniu w miejscu /. Dlatego np, zarowisko miedzy mil moze byc odpowiednio uksztaltowane. Przytem dla lepszego oddzielenia reakcji czesc ru¬ dy bez srodków odtleniajacych moze byc zasypana blizej w miejscu m (zatem w kie¬ runku spustu zelaza), podczas gdy, prze¬ ciwnie, srodki odtleniajace ladowane sa blizej miejsca odtleniania.Wymieniony wyzej podzial reakcji wplywa na wlasnosci produktu ostateczne¬ go. Przez silne swiezenie, np. mozna otrzy¬ mac miekka stal zlewna, mozna tez przez naweglanie otrzymac twardsze gatunki az do surowca, zwlaszcza takie gatunki surow¬ ca, dla otrzymania których w wielkich pie¬ cach potrzebne sa wysokie temperatury i duza ilosc paliwa, gdyz znany proces w wielkich piecach uniemozliwia zasyp z za¬ stosowaniem przeciwpradów.Czesc kapieli zelaznej, wypuszczonej w miejscu /, moze byc po nawegleniu lub bez naweglania na nowo wlana w miejscu 6 lub do wewnatrz pieca, aby zwiekszyc szyb¬ kosc przeplywu i przyspieszyc reakcje po¬ ruszajacych sie skladników. Przy zastoso¬ waniu wielu zarowisk w piecu, umieszczo¬ nych obok siebie lub jedno za drugiem, produkty a wiec zelazo i zuzel, wypuszczo¬ ne podczas okresów koncowych lub po¬ srednich, moga byc po zmianie zarowiska znowu uzyte, aby wyzyskac czynne jeszcze chemicznie materjaly oraz nagrzanie ich i przez to osiagnac zmiane przebiegu re¬ akcji w okreslonych miejscach.Azeby metal doplywajacy z miejsca 6 scisle zetknac, dla zmierzania go z odply¬ wajacym z miejsca 6 zuzlem, moze byc za¬ stosowana budowa pieca, zwezajaca sie w kierunku spustu zuzla.Poniewaz reakcje polegaja w istocie na bardzo scislem stykaniu sie materjalów, wsikazanem jest osiagnac przyspieszony ruch i wieksza szybkosc przeplywu przez zmiane polozenia wnetrza pieca, np. przez nachylenia go wzdluz osi podluznej, W ce¬ lu unikniecia zbyt duzego nachylenia ko- rzystnem jest, aby oznaczony na rysunku litera w tor do pochylania otrzymal taki ksztalt, ze w kazdem polozeniu lin ja prze- — 3 —prowadzona przez srodek ciezkosci prze¬ chodzi przez punkt styczny z plyta v pod¬ stawy. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób bezposredniego otrzymywa¬ nia metali, zwlaszcza zelaza, z ich rud, znamienny tern, ze rudy pod dzialaniem srodków odtleniajacych sa odtlaniane w sposób ciagly na przeplywajacej przez piec kapieli, przyczem podczas zachodzacych reakcyj skladniki kapieli plyna w prze¬ ciwnych kierunkach, 2. Sposób, wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze wzajemnie na siebie oddzialy¬ wujace materjaly przeplywaja cienkiemi warstwami. 3. Sposób, wedlug zastrz. 1 — 2, zna¬ mienny tern, ze ruda jest ladowana do pie¬ ca wpoblizu spustu metalu, calkowicie lub czesciowo bez srodków odtleniajacych, podczas gdy srodki Odtleniajace sa wpro¬ wadzane nieco dalej, wpoblizu strefy od- tleniania. 4. Sposób, wedlug zastrz. 1 —2, zna¬ mienny tern, ze czesc spuszczonej kapieli zelaznej po nawegleniu, lub bez nawegla- nia, dodana zostaje na nowo do kapieli znajdujacej sie w piecu, dla zwiekszenia szybkosci przeplywu i przyspieszenia re¬ akcji, i ' ! 5. Sposób, wedlug zastrz. 1 — 2, 4, znamienny tern, ze przy zastosowaniu po¬ dzielonych kotlin lub wielu oddzielnych kotlin piecowych, umieszczonych obok sie¬ bie albo jedna za druga, produkty, a wiec metal i zuzel, spuszczone w czasie okresów koncowych lub posrednich, moga byc na no¬ wo uzyte po zmianie zarowiska, azeby z jednej strony wykorzystac czynne jeszcze chemicznie materjaly, z drugiej zas na¬ grzanie ich i przez to wplynac na przebieg reakcji w pewnych okreslonych miejscach. 6. Piec do wykonania sposobu, wedlug zastrz. 1 —- 5, znamienny tern, ze posiada zasadniczo ksztalt podluzny oraz na jed¬ nym koncu otwór do spuszczania metalu, ztyhi zas tego otworu przegrode, lub skle¬ pienie obnizone, zatrzymujace zuzel, na¬ stepnie boczne lub górne otwory do zasy¬ pywania rudy lub srodków odtleniajacych, przyczem na drugim koncu pieca znajduje sie otwór do spustu zuzla i do wprowadza¬ nia kapieli metalowej. 7. Piec, wedlug zastrz. 6, znamienny tern, ze strumienie gazu wychodzace z wie¬ lu palników, umieszczonych w róznych miejscach, pozwalaja na przeprowadzenie rozmaitych faz procesu wewnatrz pieca. 8. Piec, wedlug zastrz. 6, znamienny tem, ze moze zmieniac swoje polozenie, np. moze byc nachylony wzdluz swej osi podluznej, dla uzyskania scislejszego sty¬ kania sie reagujacych materjalów. 9. Piec; wedlug zastrz. 8, znamienny tem, ze tor, umozliwiajacy pochylanie pie¬ ca, posiada taki ksztalt, ze linja, przepro¬ wadzona przez srodek ciezkosci pieca, przechodzi zawsze przez punkt styczny z plyta podstawy pieca. Arthur Langer. Zastepca: Inz. M. Zmigryder, rzecznik patentowy|7777T, Do opisu patentowego Nr 13373. •9 en Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL