DE190680C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JiH 190680 KLASSE 21 h. GRUPPE

in WESTERÄS, Schwed.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. Dezember 1905 ab.

Es ist schon in Vorschlag gebracht worden, zwecks Reduzierung bezw. Schmelzung von Metallen oder allgemein zwecks Durchführung metallurgischer Prozesse Schachtöfen mit elektrischer Beheizung derart auszuführen, daß der Herd mit Elektroden versehen wird, mittels derer der geschmolzenen oder schmelzenden Masse elektrischer Strom zugeführt wird. Bei der bisher angewandten Form

ίο soldier öfen waren indessen sehr platte Schächte erforderlich, um in dem Schmelzbade einen genügend hohen Widerstand erzielen zu können, wodurch Schwierigkeiten bei der Beschickung der öfen entstanden und außerdem die Wärmeverluste verhältnismäßig groß wurden.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun einen Elektrodenofen, der in wirtschaftlicher Weise zum Reduzieren von Erzen und Schmelzen von Metallen in kontinuierlichem Prozesse verwendet werden kann. Zu diesem Zwecke wird der Ofen als Schachtofen ausgeführt, dessen Herd jedoch nicht wie gewöhnlich tiegelförmig, sondern statt dessen in ebenfalls bekannter Weise rinnenförmig gestaltet wird. Hierdurch wird ermöglicht, dem Schachte eine Form zu geben, welche einer möglichst bequemen Beschickung des Ofens entspricht und auch das gleichförmige Hinabsinken der Beschickung durch den Schacht erleichtert.

Die hier angegebene Einrichtung ist sowohl für Hochöfen, bei denen ein wesentlicher Teil der Wärmeentwicklung durch Verbrennung eines Überschusses von Brennstoff mittels von außen zugeführten Gebläses erhalten wird, wie auch für andere Schachtöfen beliebiger Konstruktion mit oder ohne Gebläse verwendbar, bei denen die elektrisch zugeführte Wärme die wesentlichste Rolle spielt. Bei Öfen dieser letzteren Art kann die Be-Schickung bei Behandlung von Erz zweckmäßig derart ausgeführt werden, daß die Kohlenmenge gerade dem für die Reduktion erforderlichen Betrage entspricht, wobei die im Schmelzherde entwickelte elektrische Wärme aufwärts verbreitet und sowohl für die Reduktion als auch für die Schmelzung des ausreduzierten Metalles verwertet wird. Die Abgase, welche in diesem Falle zum wesentlichsten Teile aus Kohlenoxyd bestehen, können in bekannter Weise in dem über der Reduktionszone liegenden Teile des Schachtes durch Zuführung von Gebläseluft zwecks Vorwärmung der Beschickung verbrannt werden, oder es können diese Gase auch aufgesammelt und für andere Zwecke benutzt werden. Zur Speisung des Ofens kann sowohl Wechselstrom als Gleichstrom benutzt werden.

Wird der Ofen beispielsweise zur Herstellung von Eisen verwendet, so wirkt die dem Herde auf elektrischem Wege zugeführte Wärme derart, daß sie sich aufwärts in die über dem Herde liegenden, nicht geschmolzenen Teile der Beschickung verbreitet, wo sie einerseits die Schmelzung des ausreduzierten Metalles beschleunigt, ehe dieses einen

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größeren Kohlengehalt aufgenommen hat, andrerseits auch zur Beschleunigung der Reduktion beiträgt, so daß schmiedbares Eisen direkt erhalten werden kann.
In den beiliegenden Zeichnungen sind beispielsweise einige Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. ι einen senkrechten Schnitt eines Hochofens gemäß dieser Erfindung,

ίο Fig. 2 einen wagerechten Schnitt nach der Linie II-II in Fig. ι und

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2.

Fig. 4 zeigt einen senkrechten Schnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung und Fig. 5 einen wagerechten Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4.

Fig. 6 ist ein senkrechter Schnitt einer dritten Ausführungsform der Erfindung nach der Linie VI-VI in Fig. 7, und

Fig. 7 ist ein wagerechter Schnitt derselben nach der Linie VII-VII in Fig. 6.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 ist der Schacht mit rechteckigem, wagerechtem Querschnitt ausgeführt, während durch eine Zwischenwand 2 der Herd U - förmig oder bügeiförmig gestaltet ist. An den Enden

' desselben sind Elektroden 3, 4 geeigneter Konstruktion eingesetzt, durch welche die Stromzufuhr stattfindet. Wie leicht ersichtlich, wird der von dem Schmelzbade bezw. den Herdwandungen gebildete Widerstandsleiter durch diese Anordnung mehr als doppelt so lang wie der Herd in dessen Längsrichtung gerechnet. Der Herd wird mit Abstichöffnungen 5 und 6 für das Metall bezw. die Schlacke in gewöhnlicher Weise versehen. Soll der Ofen unter gleichzeitiger Zufuhr von Gebläse verwendet werden, wird er mit Gebläsedüsen entsprechender Anordnung versehen. Die Beschickung wird oben konti-. nuierlich in bei Schachtofen üblicher Weise eingeführt, und der Betrieb ist ein kontinuierlicher. Die Wirkungsweise ist im übrigen aus der obigen Beschreibung ersichtlich. Wenn eine genügende Menge geschmolzenen Metalles im Herde gesammelt worden ist, wird Abstich gemacht, und es ist klar, daß wegen der verhältnismäßig langen Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abstichen, während welcher das geschmolzene Metall durch die Wirkung des elektrischen Stromes auf hoher Temperatur erhalten wird, dasselbe einem wirksamen Reinigungsprozesse ausgesetzt wird, so daß bei geeigneter Beschickung ein Produkt hoher Qualität erhalten werden kann.

Die in Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen im wesentlichen dadurch, daß der Schacht durch einen eingesetzten Kern 7 ringförmig gestaltet ist, welche Form auch im Herde beibehalten ist. mit der Ausnahme, daß eine Zwischenwand 8 in den Herd eingesetzt ist, welche eine nichtleitende Unterbrechung in ihm bildet. Erforderlichenfalls kann der zentrale Kern hohl gestaltet werden, um die Zirkulation von Luft oder eines anderen geeigneten Kühlmittels zu ermöglichen. Wird Kühlung mittels Luft verwendet, kann der Kanal in diesem zentralen Kerne aus Mauerwerk derart ausgeführt werden, daß er als Schornstein wirkt, in welchem Luft durch entsprechende, unten vorgesehene öffnungen angesaugt wird und dann infolge der Erhitzung aufwärts steigt.

Elektroden 3, 4 geeigneter Konstruktion sind auf jeder Seite dieser Zwischenwand 8 eingesetzt. Selbstverständlich kann diese Zwischenwand wie der in Fig. I bis 3 dargestellte Einsatz durch die ganze Höhe des Schachtes verlängert werden, was in solchen Fällen zu empfehlen ist, in denen die Beschickung ein guter elektrischer Leiter ist. Wie leicht ersichtlich, wird bei dieser Anordnung der vom Schmelzbade gebildete Leiter etwa dreimal länger als der Durchmesser des Herdes, wobei gleichzeitig, da das Bad von Begrenzungsoberflächen geringer Ausdehnung eingeschlossen ist, eine starke Konzentration der Wärme ermöglicht wird. Es ist einleuchtend, daß der zentrale Kern oberhalb des Herdes gegebenenfalls weggelassen werden kann.

Die in Fig. 6 und 7 dargestellte Ausführungsform hat/ einen Herd, der als eine Verdopplung der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Anordnung betrachtet werden kann, indem drei zickzackartig angeordnete Wände 9, 10 und τ ι in den Herd eingesetzt sind, wodurch der in ihm befindliche geschmolzene Leiter eine Länge erhält, die mehr als viermal größer als die Ausdehnung des Herdes in der Längsrichtung ist. Der Schacht 1 ist dagegen wie bei der Ausführungsform nach Fig. ι bis 3 ungeteilt. Elektroden 3, 4 sind in bekannter Weise an den Enden des Herdes eingesetzt, welcher außerdem in gewöhnlicher Weise mit Abstichöffnungen für Metall und Schlacke sowie gegebenenfalls mit Gebläsedüsen versehen ist.

Es ist einleuchtend, daß die Verwendung dieser Öfen nicht auf die Reduktion von Eisenerz beschränkt ist. Sie können beispielsweise auch mit Vorteil zur kontinuierlichen Schmelzung und Raffinierung von Roheisen, mit geeigneten Zusätzen von Schrot oder Erz oder anderen Gemischen zwecks Bildung schmiedbaren Eisens oder Stahls hoher Qualität, verwendet werden. Sie dürften außerdem für die Reduktion beliebiger Metalloxyde verwendbar sein, wo das Metall in flüssigem Zustande bei der Reduktion erhalten wird, in-

dem der elektrisch zugeführte Wärmezuschuß die Erreichung jeder beliebigen hohen Temperatur ermöglicht, die für die Durchführung metallurgischer Prozesse erforderlich ist. Auch für Zinkschachtöfen ist die Erfindung verwendbar, wenn beispielsweise ein beliebiger Leiter, der überhaupt nicht oder nur unwesentlich bei den auftretenden hohen Temperaturen zerstört oder vergast wird, auf der ίο Ofensohle angebracht wird.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Elektrisch beheizter Schachtofen, bei welchem die elektrische Energie dem Herde mittels Elektroden von einer äußeren Stromquelle zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Herd als eine hin und her gewundene, die geschmolzene Masse aufnehmende Rinne, deren Enden mit den Elektroden in Verbindung stehen, ausgebildet ist.
2. 2. Elektrisch beheizter Schachtofen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rinne begrenzenden Zwischenwände des Herdes sich durch die ganze Höhe des Schachtes erstrecken und hohl ausgebildet sind, zum Zwecke einer selbsttätigen Kühlung durch die in den so gebildeten Kanälen aufsteigende Luft.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.