Zname sa juz rózne sposoby wydoby¬ wania zelaza bezposrednio z rud, lecz za¬ den z nich nie moze pod wzgledem ekono¬ micznym konkurowac ze sposobami oczy¬ szczania (rafinowania) zeliwa zapomoca powietrza.Sposoby te naleza do dwu róznych grap: 1) W jednej z tych grup odtlenianie {redukcja) rudy osiaga sie zapomoca nad¬ miaru wegla spalanego w strumieniu po¬ wietrza, wtlaczanego odpowiednia rura.Poniewaz temperatura pieca nie wystarcza do stopienia zelaza, gromadzi sie ono prze¬ to w postaci „narostów". Otrzymane w ten sposób zelaao zawiera zuzel (szlaka), obni¬ zajacy jakosc metalu. Gdyby zapomoca swoistego urzadzenia temperatur* pieca zostala podniesiona az do osiagniecia roz¬ topienia zelaza, zelazo to tdegloby Mwe* gleniu wskutek nadmiaru wegla — i afagy* malibysmy zeliwo. Piece dostosowane ido takiego sposobu, moga dac zelaao jedynie w postaci „najrastów" (piec Catalanaj). Spo* sób ten posiada nadto te wade, ±e pochla¬ nia wiele rudy i wegla, gdyz pod dziala* niem wtloczonego powietrza czesc wjtwo* rzonego zelaza spala sie jedttocaesose % weglem. W tych warunkach ustala sie równowaga miedzy weglem, telaeem, 11*- nem powietrza i zoilem, skutkiem czego ten ostatni pochlania bardzo wiele tletdwzelaza, skad wynika bardzo powazna stra- £» ta rudy. 2) W drugiej grupie ruda podlega od- tlenianiu w niskiej temperaturze badz za- pomoca wegla w retortach ogrzewanych z zewnatrz, badz tez zapomoca tlenku wegla, przechodzacego przez mase tlenku zelaza.W obydwóch wypadkach otrzymuje sie metaliczne zelazo gabczaste. W tej posta¬ ci zelazo nie nadaje sie do uzytku. Po¬ trzeba je przetopic w celu nadania mu nie¬ zbednej spoistosci, jak równiez oczyszcze¬ nia od zuzla, o ile nie byla uzyta ruda zu¬ pelnie czysta.To topienie gabek (zelaza gabczaste¬ go) stanowi jedna z waznych wad tego sposobu, poniewaz w tej nader rozdrobnio¬ nej lub porowatej postaci zelazo w znacz¬ nej czesci spala sie w piecu, który ma je doprowadzic do nalezytego stanu skupie¬ nia. Sposób taki jest bardzo kosztowny i dzis calkiem zaniechany.Wynalazek niniejszy ma za przedmiot sposób otrzymywania zelaza lanego (zlew¬ nego) bez ryzyka nawieglania, lub powtór¬ nego utleniania.Sposób polega zasadniczo l-o na odtlenieniu (zredukowaniu) ru¬ dy zapomoca ilosci wegla tylko istotnie potrzebnej, 2-o na topieniu gabek zelaznych, tym sposobem otrzymanych, w nadzwyczajnie goracym plomieniu tlenku weglowego, któ¬ rego temperatura jest wyzsza od punktu topnienia zelaza.Ten goracy plomien tlenku wegla moze byc osiagniety przez spalanie w uprzednio nagrzanem powietrzu wegla w stanie bardzo rozdrobnionym, glówni© w postaci proszku, przyczem wegiel ten, porwany do pieca przez gorace powietrze, musi byc tak od¬ mierzony, zeby przy jego spalaniu otrzy¬ mywal sie, praktycznie, tylko tlenek wegla.Plomien tlenku wegla, w powyzszy spo¬ sób -wytworzony, moze osiagnac nadzwy¬ czaj wysoka temperature, zmieniajaca sie zaleznie od temperatury wtlaczanego do pieca powietrza. Wysoka ta temperatura latwo wywoluje topienie sie zelaza. Po¬ niewaz sam charakter tlenku nie dopu¬ szcza ,ani naweglaniai, ani tez utleniania me¬ talu, tym sposobem zostaja przeto usuniete braki znanych dotychczas sposobów.Jednakowoz zawartosc w plomieniu we¬ gla lub tlenu moze byc latwo zmieniona.Naprzyklad, gdy zelazo zostanie roztopio¬ ne, moze sie okazac pozytecznem dac pe¬ wien nadmiar wegla, w celu naweglania me¬ talu i przeksztalcenia go na stal, lub tez — pewien nadmiar tlenu dla usuniecia z ka¬ pieli zelaznej pewnych pierwiastków drugo¬ rzednych, jak krzem, mangan, fosfor, we¬ giel i t. d. jezeli sie tam dostaly przy pier- wotnem odtlenianiu. Ta faza utleniania po topieniu odtleniajacem, stanowil tedy proste oczyszczenie.Stosownie do wlasnosci rudy wypadnie zastosowac topienie badz kwasne, badz zasadowe, i materjal pieca musi byc wy¬ brany odpowiednio do warunków chemicz¬ nych.Tlenek wegla, majacy zastosowanie w niniejszym sposobie, moze byc otrzymany przez spalanie wszelkiego paliwa, zawie¬ rajacego wegiel kamienny, rope, nafte surowa i t. d.W razie zastosowania ropy, wtryskiwa¬ nie jej daje sie latwo uskutecznic za/ponio^ ca rozpylaczów. Spalanie ropy odbywa sie w powietrzu goracem, a ilosc wtryski¬ wanej ropy tak sie reguluje, aby wegiel spalal sie w tlenek weglowy, zas wodór, wchodzacy w sklad czasteczki weglowodo¬ rowej, pozostawal w stanie wolnym, ponie¬ waz jego spalenie wytworzyloby pare wodna, która utlenilaby zelazo.Zalaczony rysunek uwidacznia jako przyklad kilka urzadzen, umozliwiajacych praktyczne urzeczywistnienie niniejszego sposobu. — 2 —Fig, 1 uwidocznia przekrój pianowy jed¬ nego z takich urzadzen, a fig. 2, 3 i 4 *~ in¬ ne urzadzenia.Uklad przedstawionego ma fig. 1 urza¬ dzenia obejmuje komore murowana er, w której sie mieszcza pionowe retorty b, za¬ wierajace rude zelazna z dodatkiem wegla niezbedtaego do odtlenienia tej rudy. Ko* mora a znajduje sie nad piecem c, posia¬ dajacym pod kazda retorta b otwór za¬ mkniety zasuwa d, lub w inny sposób. Przez te otwory, gdy sa otwarte, spada z retorty na dno pieca c zelazo w postaci gabczastej.Do pieca c prowadzi jedna lub kilka rur e, która, lub któremi wtlaczla) sie do pieca powietrze i sproszkowany wegiel. Po¬ wietrze nagrzewa sie uprzednio w jakim¬ kolwiek przyrzadzie, np. typu Wittwella, Cooper'a lub innym. Wegiel doprowadza¬ ny jest regularnie przez slimak, z szybko¬ scia dajaca sie regulowac tak, iz ilosc wegla moze byc dostosowana do potrzeby, w celu otrzymania tlenku wegla.W koncu pieca c znajduje sie komora popielnik /, w której sie zbieraja porwane twarde czasteczki oraz popiól ze spalone¬ go paliwa. Z tej komory wychodza dwa przewody g, h. Przewód g prowadzi do Wnetrza komory a, dajac dostep do niej czesci tlenku, powstajacej w piecu c ze spalenia wprowadzonego tam wegla. Ten doplyw tlenku mozna regulowac. Do ko¬ mory a wchodzi równiez wpoblizu prze¬ wodu g, rura z, która doplywa powietrze w ilosci potrzebnej do spalania tlenku, do¬ prowadzanego przewodem g. Spaliny prze¬ plywaja miedzy retortami 6, oddajac im swe cieplo, ii wychodza nazewnatrzi komi¬ nem /', Gaz, uchodzacy przewodem /i, plynie do przyrzadów, nie uwidocznionych na ry¬ sunkach, sluzacych do nagrzewania powie¬ trza, wtlaczanego rura e.Przyrzad dziala w sposób nastepujacy: Retorty b napelnia sie drobna ruda lub ruda tluczona, do której dodaje sie paliwo w ilosci, niezbednej do odtlenienia rudy, t. j. 720 kg na tonne majacego sie otrzy¬ mac zelaza, gdy ruda ma1 sklad Fe2 03 i niezbedne topniki1.Na dno pieca kladzie sie drzewo do za¬ silania znaleznej liczby retort, które nieza- wsze dadza sie wstawic na ograniczonej powierzchni pieca, W tym razie piec retor¬ towy a jest .zupelnie niezalezny od pieca c i retorty b wychodza badz do zbiornika* gdzie gabczaste zelazo stygnie przed wpu¬ szczeniem do pieca, badz do scieków (ry- nie), które prowadza je wprost do pieca.Fig. 2 przedstawia piec, w którym odtle- nienie i topienie odbywaja sie na tym sa¬ mym trzonie.Urzadzenie to posiada piec c', polaczony zprzodu i ztylu zapomoca kanalów Z, m, dolbrze izolowanych na promieniowanie, do komór regeneracyjnych n, o, wypelnionych cegla ogniotrwala.Rury zasilajace e, e1 wchodza do pieca z dwóch stron ii wprowadzaja don pokolel jedynie wegiel, którego dostarcza przeno¬ snik slimakowy o uregulowanej sizybkoscii, a który porywa z soba slaby prad powietrza, najlepiej goracego.Spaliny z pieca c1 po wyjsciu z komór re¬ generacyjnych ciepla n, o odplywaja prze¬ wodami p, (/, laczacemi sie we wspólnym przewodzie r i zamykanemi naprzemian klapami p1, c1. Do przewodów p i q wpo¬ blizu komór regeneracyjnych, sa dolaczone przewody powietrzne sf lf biegnace do po- wietrzników i naprzemian otwierane i za¬ mykane zapomoca klap s1, li.Urzadzenie to dziala w sposób nastepu- jacy.Gdy klapy p1 i t1 sa zamkniete, a klapy s1 i c1 otwarte, powietrze doprowadzane przewodem s przeplywa komore regenera¬ cyjna n i zdaza dalej do pieca c1. Na dnie tego pieca roznieca sie priy pomocy drze¬ wa ogien, poczem wprowadza sie mial we- — 3 —gto#y* rttra #; w ilosci niezbednej do wy- tworze*** tfenku wegla. Ten ostatni zapa¬ la- sie natychimast i temperatura pieca pod¬ nos s#e. Spaliny przeplywaja przez ko¬ more regeneracyjna o, w której zastawiaja swe eiepto, i zostaja usuniete nazewtnatrz przewoclemq i przewodem r.Po ttpfywie mniej wiecej godziny, gdy cegla'w komorze o zaczyna rozpalac sie do czerwonosci, odwraca sile kierunek gazów przez ztóikntecie klap s1, q1i otwarcie klap P', p1. Wtedy tloczy sie wegiel sproszko¬ wany rttra e\ Spalanie tego wegla wpiecu c1 stafe sie zywszem z pawtduf ze zacho¬ dzi jarzy pataocy powietrza* goracego. Ko¬ mora regeneracyjna n nagrzewa sie wów¬ czas, gdy komora o stygnie.W ten sposób zmienia sie pokolei, po trplywfe pewnego czasu kierunek pradu g&fcu w celu zmieniania, wedle potrze¬ by, teitliperattiry zasilajacego powietrza.Gdy temperatura pieca c1 osiagnie wy¬ sokosc pozadana, wprowadza sie na dno pfeca badz przez drzwiczki, badz przez ou twory ladunkowe u dlrobno lub grubo potlu¬ czona rude zelazna z domieszka niezbed¬ nych topników i wegla, w ilosci istotnie potrzebnej do odtlenienia tlenku zelaza na zelazo metaliczne.Pod dzialaniem ciepla tlenek zelaza od- tlehia sie zapomoca wegla, dodajac zela¬ zo i tlenek wegla, przyczem nie moze zajsc zttdita reakcja odwrotna, poniewaz plo¬ mien, skladajacy sie wylacznie z tlenku w^gla i) aisotu, nie dziala wcale na wytwo¬ rzone zelazo, Pod dzialaniem wysokiej temperatury pitCfe fcworay sie zuzel i topi sie, potem zkolei zaczyna sie topic zelazo, Zuzel sie Oddziela i zelazo oczyszcza, jesli zachodzi pGtraeba, lub tez dodaje sie niezbednych pterwia»tków w celu otrzymania stali zwy¬ klej lub specjalnej. Wreszcie produkt spus&cra sie i piec ponownie napelnia1 sie.. Gwy wychodzace s pieca, skladaja sie z tlenku wegla i azotu, i posiadaja wielka wartosc opalowa.Jak poprzednio, piec moze byc kwasny lub zasadowy, zaleznie od wlasnosci rudy, z jaka sie ma do czynienia.Tlenek wegla odplywajacy przewodem r moze byc uzyty do grzania pieca retorto¬ wego, podobnego do pieca a, wyobrazonego na fig. 1. Zelazo gabczaste otrzymane w piecu retortowym moze w tym razie byc stopione w piecu c\ przedstawionym na fig* 2. Skutkiem tego zuzycie wegla w piecu c1 znacznie sie zmniejsza, poniewaz odtle- nienie rudy zostalo uprzednio dokonane w piecu retortowym zapomoca tlenku weglo¬ wego, wytworzonego w piecu c1.Sposób niniejszy moze byc równiez u- rzeczywistniony w przyrzadzie, skladaja¬ cym sie, jak wskazuje fig. 3, z dwóch pie¬ ców c, c1, ustawionych obok siebie, i po¬ laczonych z soba w jednym koncu zapomo¬ ca otworu w i zaopatrzonych w drugim kon¬ cu kazdy w rure e, e1, która moze byc wpro¬ wadzany wegiel sproszkowany, jak to bylo wyjasnione powyzej, przewodem h9 h1, slu¬ zacym do odprowadzenia spalin. Klapy x, X1 pozwalaja otwierac lub zamykac naprze- mian przewody h, h1 i odwracac kierunek przeplywu gazów, zmieniajac naprzemian doprowadzenie do pieca proszku weglo¬ wego w celu osiagniecia! metodycznego1 kra¬ zenia gazów.Fig. 4 wskazuje inny sposób urzeczy¬ wistnienia niniejszego wynalazku, obejmu¬ jacy cztery piece c, c1, c2, c3, polaczone ko¬ lejno ze soba otworami w, W1, uF^w?, i za¬ opatrzone kazdy w rure e, e1, e2, e3, oraz w przewody /z, /z1, /z2, A3, do odprowadza¬ nia gazów. Manewrujac odpowiednio roz- mieszczonemi klapami x, X1, x2, x3, i y, y1, y2, y3, mozna metodycznie kierowac gazy z jednego pieca do drugiego, wprowadza¬ jac przytem proszek weglowy kolejno ru¬ rami e, e1, e2, es i ladujac rude pomieszana z weglem na dno pieca, z którego usunieto metal roztopiony. — 4 —Moznaiby równiez przygotowywac zelazo gabczaste w piecu rotacyjnym,nagrzewanym zapomoca tlenku weglowego, doprowadza¬ nego z piecai topielnego i kierowac do tego ostatniego rzeczone zelazo bez zetkniecia sie z powietrzem. Ognisko pieca topiel¬ nego moznaby zasilac weglem sproszkowa¬ nym i powietrzem goracem w ilosci pozada¬ nej, aby otrzymac jedynie tlenek wegla, jak to bylo zaznaczone powyzej.Inny sposób urzeczywistnienia niniej- szego wynalazku polega na uskutecznieniu odtlenienia) rudy zapomoca tlenku wegla, który kierufe sie przez mase rudy, mie¬ szczacej sie w retortach nagrzewanych od zewnatrz, jak w urzadzenili, przedstawio- nem na fig. 1, lub tez ruda jest traktowana w innym odpowiednim piecu.Sposób, stanowiacy przedmiot niniej¬ szego wynalazku, daje sie równiez zastoso¬ wac do traktowania odpadków zelaznych lub stalowych, opilków, wiórów tokarskich, hdblarskich i innych, otrzymywanych w przemysle zelaznym do celu bezposredniego wytwarzania zelaza lub stali na trzonie pieca.Wszelkiego rodzaju odpadki zelazne lub stalowe, resztki otrzymywane w warszta¬ tach mechanicznych, obcinki, wióry heblar- sfcie, tokarskie i inne, zmieszane ze swiezem zelazem gabczastem lub bez tej domieszki topi sie na dnie pieca nagrzewanego plomie¬ niem, zawierajacym praktycznie jedynie tlenek wegla. Plomien ten osiaga sie, jak by¬ la juz o tem mowa wyzej, przez spalanie we¬ gla sproszkowanego w powietrzu goracem.Ilosci wegla i powietrza tak sie okresla, ze¬ by spalanie wegla dawalo praktycznie plo¬ mien tlenku wegla, topiacy te odpadki bez naweglania lub spalania metalu. Sposób niniejszy moze byc zatem szczególnie ko¬ rzystnie stosowany do traktowania wiór¬ ków tokarskich zelaznych lub stalowych np., które bardzo latwo ulegaja spalaniu skutkiem swego rozdrobnienia i, wielkiej powiertzchiii wystawianej nai dzjalanfe ga* zów paleniskowych.Mozna jednak zmienic ilosc powietrza i wegla w celu otrzymania pewnego nadmia¬ ru wegla dla naweglania metalu, lub tez nadmiaru powietrza; jeszcze przed dosta- tecznem rozgrzaniem sie metalu, zeby mógl ulec utlenieniu, lub przy koncu topienia dla utlenienia i usuniecia pierwiastków obcych: krzemu, manganu, fosforu i t d,, mogacych byc obccnemi w kapieli metalicznej. Ta ostatnia operacja odpowiada zwyklemu o- czyszczaniu (rafinowaniu) i przeprowadza sie wedlug metod powszechnie uzywanych.Sposób niniejszy mozna równiez stoso¬ wac do fabrykacji stali specjalnej i zeliwa.W razie wytwarzania stali specjalne\ metale, które maja byc stopione z zelazem, jak wolfram, miclilbden, chromi i dl $a do* dawane oprócz wegla do kapieli.Przy wytwarzaniu zeliwa zwieksza sie dawke wegla w zelazie roztopkmem w celu osiagniecia takiego stopnia naweglenia, ja¬ ki odpowiada pozadanemu rodzajowi ze¬ liwa.Gdy chodzi o otrzymanie zeliw specjal¬ nych, nalezy do kapieli roztopionego zela¬ za, wraz z weglem, dorzucic specjalnych pierwiastków, jakie maja zawferac te ga¬ tunki zeliwa, jak to krzem, mangan, fosfor i t. d., przyczem ilosci tych dodatków mu¬ sza byc dostosowane do wlasnosci zeliwa, jakie chcemy otrzymac.Rozumie sie samo przez sie, ze opisane powyzej urzadzenia sa przytoczone tylko dla przykladu, ze zatem ksztalt, wymiary i szczególy konstrukcyjne ich czesci skla¬ dowych moga byc zmieniane. PL