<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zum Schmelzen von schmelzbarem Gut und Schachtofen zur Durchführung dieses Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie einen Schachtofen zum Schmelzen von schmelzbarem Gut, unter welchem im weitesten Sinne Erze, Metalle, Mineralien od. dgl. zu verstehen sind. Die Erfindung bezweckt, das Schmelzen unter besserer Ausnützung der zugeführten Wärmemengen auszuführen, als dies bisher der Fall war, wobei ein aus mindestens zwei Schächten bestehender Ofen zur Verwendung gelangt. Das in beide Schächte eingesetzte Schmelzgut wird zunächst vorgewärmt und sodann der unmittelbaren Einwirkung eines Brennstoffes ausgesetzt. Für das erfindungsgemässe Verfahren ist es nun wesentlich, dass frische Luft bzw.
Brennstoff während einer ersten Brennperiode mindestens einen Schacht von oben nach unten im Gleichstrom durchsetzen und über eine Verbindung, z. B. über eine den Schächten gemeinsame Schmelzwanne, zu wenigstens einem andern Schacht geführt werden und diesen als Abgas nach oben im Gegenstrom verlassen, worauf in den folgenden Brennperioden die Schächte im Zyklus vertauscht werden.
Das Verfahren ist nicht an eine bestimmte Anzahl von Schächten gebunden. Beispielsweise können drei Schächte vorgesehen sein, die vorzugsweise durch eine gemeinsame Schmelzwanne verbunden sind.
Für diesen Fall wird während der ersten Brennperiode der erste Schacht von Luft und der zweite Schacht von einem brennbaren Gas von oben nach unten durchsetzt, wobei gleichzeitig die entstandenen Abgase den Ofen durch den dritten Schacht von unten nach oben verlassen. In den darauffolgenden Brennperioden werden die von Luft bzw. Brenngas oder Abgas durchsetzten Schächte im Zyklus vertauscht. Dieses spezielle Verfahren nach der Erfindung eignet sich insbesondere für die Verwendung von minderwertigem Brenngas, z. B. von Gichtgas.
In der nachstehenden Beschreibung soll nun die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. In Fig. l ist ein Doppel-Schachtschmelzofen für hochwertige Brennstoffe schematisch dargestellt.
Fig. 2 zeigt dagegen einen Schmelzofen mit drei Schächten für minderwertige, gasförmige Brennstoffe, z. B. Gichtgas.
Der Ofen gemäss Fig. l besteht aus nebeneinander angeordneten Schächten I und II, die übereine ge- meinsame Schmelzwanne W miteinander verbunden sind. Es ist aber ohne weiteres denkbar, dass jeder Schacht auf einer ihm zugehörigen Schmelzwanne ruht und zwischen den Schächten ein Verbindungskanal angeordnet ist.
Beide Schächte I, II haben oben einen Einlass bl bzw. b für die Zufuhr von Luft und Material bzw. für die Abführung der Abgase und etwa in ihrem unteren Drittel einen Einlass cl bzw. c für den Brennstoff, der staubförmig, flüssig oder auch gasförmig sein kann. Demnach kann die Zone zwischen den Ein- lässen für Luft und Material b.,b und den Brennstoffeinlässen cl, c2 als Vorwärmzone V und die Zone unterhalb der Brennstoffeinlässe c.,c als Schmelzzone bezeichnet werden.
Die Funktion des erfindungsgemässen Ofens ist die folgende :
Während einer ersten Brennperiode strömt Frischluft durch den Einlass b. in den ersten Ofenschacht I und erwärmt sich ändern vorhandenen, in der vorhergehenden Periode durch die Abgase erhitzten Schmelzgut angenähert bis zur Schmelztemperatur. Auf der Strecke zwischen den Stellen cl und c2, also noch in den Schächten oder auch erst in der Schmelzwanne W, können Brenner an beliebigen Stellen angeordnet sein, die das Schmelzen des eingesetzten Gutes unter Verwendung der vorerhitzten Luft herbeiführen.
Die Abgase kühlen sich im Schacht II bis auf dieSchmelztemperatur desSchmelzgutes ab und wärmen im Bereich zwischen den Stellen c, und b das dort eingesetzte Gut für die nächste Periode vor. Damit wird im Material der Vorwärmzone II soviel Wärme gespeichert, dass das auf nahezu Schmelztemperatur gebrachte
<Desc/Clms Page number 2>
Gut die in der folgenden zweiten Brennperiode eingeführte Frischluft vorwärmt, die dann am Einlass b2 in den Schacht II eindringt. In dieser zweiten Brennperiode verläuft der Schmelzprozess in gleicher Weise, nur dass die Abgase den Schacht 1 über die Öffnung b. verlassen.
Das geschmolzene Gut wird bei a abgezogen. Das Umschalten von der einen Periode auf die andere erfolgt immer dann, sobald die austretenden Abgase eine gewisse Temperatur zu überschreiten beginnen.
Es ist zweckmässig, in möglichst kurzen Zeitintervallen umzuschalten, soweit dies der Schmelzprozess ermöglicht. Wie leicht zu erkennen ist, führt die Aufspeicherung der Wärme in der Vorwärmzone und das darauffolgende Nutzbarmachen durch das Vorwärmen der Frischluft zu einer wärmetechnisch günstigen Ausnützung der zugeführten Wärmemengen.
In Fig. 2 ist ein dreiteiliger Schachtofen schematisch dargestellt, der die Verwertung eines minderwertigen, gasförmigen Brennstoffes, z. B. Gichtgas, ermöglicht. Bei solchen Öfen ist es zur Erzielung der
EMI2.1
notwendig, sowohl die zugeführte Luft als auchbetrachtet : Grundsätzlich wird Luft und Brenngas im Zyklus in die einzelnen Schächte I - III zugeführt, die auf einer gemeinsamen Schmelzwanne ruhen. Während also die kalte Luft bei b. in den Schacht I und das ebenfalls kalte Brenngas bei b in den Schacht II eintritt und sich in diesen beiden Schächten an dem noch warmen Gut erwärmen, verlassen die Abgase in dieser Brennperiode den Ofen durch den Schacht III bei bs'wobei sie das dort frisch eingesetzte Gut bis nahezu auf die Schmelztemperatur vorwärmen.
Wäh- rend der nächsten Periode dringt die Luft durch den Schacht II, das Brenngas durch den Schacht III ein, wobei beide sich beim Durchsetzen des Schachtinhaltes erhitzen, weil vorausgehend das Gichtgas in der
Vorwärmezone des Schachtes II dem dort befindlichen vorgewärmten Gut nicht die ganze Wärme entzo- gen hatte. Das Brennen erfolgt also im Bereich der Schmelzwanne und im unteren Bereich des dritten
Schachtes, im vorliegenden Beispiel im Schacht I, dessen frisch eingesetzter Inhalt durch die nach oben streichenden heissen Abgase nunmehr bis nahezu auf die Schmelztemperatur vorgewärmt wird.
Es ist ersichtlich, dass prinzipiell auch mehr als drei Schächte gegebenenfalls auf einer gemeinsamen Schmelzwanne angeordnet werden können.
In der dritten Brennperiode setzt sich der Schmelzprozess fort, nur dass nunmehr der Schacht II es ist, durch den die Abgase den Ofen verlassen, wobei auch frisches Brenngut zugeführt wird.
Bei Anordnung von drei Schächten auf einer gemeinsamen Wanne werden die Schächte zweckmässig symmetrisch im Dreieck angeordnet, so dass die Bedingungen des Brennens während aller Brennperioden angenähert gleich sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Schmelzen von schmelzbarem Gut, wie Erz, Metall, Mineralien od. dgl., in einem aus mindestens zwei Schächten bestehenden Ofen, wobei das Schmelzgut eines jeden Schachtes vorgewärmt und sodann der unmittelbaren Einwirkung eines Brennstoffes ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Luft bzw. Brennstoff während einer ersten Brennperiode mindestens einen Schacht von oben nach unten im Gleichstrom durchsetzen und über eine Verbindung, z. B. über eine den Schächten gemeinsame Schmelzwanne, zu wenigstens einem andern Schacht geführt werden und diesen als Abgas von unten nach oben im Gegenstrom verlassen, worauf in den folgenden Brennperioden die Schächte im Zyklus vertauscht werden.