DE240837C

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Publication number: DE240837C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 18«. GRUPPE X

Gichtstaub u.dgl.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. Oktober 1909 ab.

Bekanntlich gibt es große Vorräte von Eisenerzen, die in ihrer erdigen, staubigen Form für den Hochofenprozeß unbrauchbar sind. Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung dieser Erze und des beim Durchblasen des Hochofens mitgerissenen Gichtstaubes, um sie in dem Hochofen verhütten zu können. Seit Jahren ist man bemüht, diesem Erz durch die verschiedensten Verfahren, besonders durch

ίο Brikettierung stückige Form zu geben. Doch haben sich die bisherigen Verfahren, das Feinerz in ähnlicher Weise wie feinkörnige Kohle zu brikettieren, der Kosten und technischen Schwierigkeiten halber als für den Großbetrieb ungeeignet erwiesen.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren geht einen ganz anderen Weg. Es besteht in einem Trockendestillationsverfahren unter Gasdruck, dem ein Gemenge von mulmigen Eisenerzen und Kohle ausgesetzt wird.

Schon vor einer Reihe von Jahren hat

man versucht, durch einfache Verkokung eines Gemenges von Koks und Erz oder Gichtstaub ein stückiges Kohlenerz zu erhalten. Natürlieh mußten die Ergebnisse unverwendbar sein, da bei der gewöhnlichen Kokung nur ein geringer Prozentgehalt an Erz zugesetzt werden konnte. Ferner ist es bekannt, daß durch Verkokung unter Druck bei Brennstoffen hervorragende Ergebnisse erzielt werden können. Erzeugt wird durch die Verkokung unter Druck ein fester poröser Körper, der in manchen Eigenschaften dem Koks gleicht und sich von ihm nur durch den Eisengehalt unterscheidet. Durch die innige Berührung zwisehen Erz und Kohle werden für den Verlauf des Hochofenprozesses große Vorteile erreicht. Es sei nur an den in England und auch vereinzelt in Deutschland geförderten Kohleneisenstein (blackband) erinnert.

Die Schichtenlagerung bei der Beschickung des Hochofenschachtes ist dadurch überflüssig. Ferner wird nach Ansicht des Erfinders durch die äußerst irinige Berührung zwischen Heizstoff und, Schmelzstoff an Wärmeenergie gespart. Auch die Kohlung des Eisens wird auf diese Weise erleichtert und vervollkommnet.

Der durch das beanspruchte Verfahren geschaffene Eisenkoks erfüllt die Anforderungen, die man an ein gutes Erz stellt. Die Bereitung des Eisenkoks nimmt im einzelnen folgenden Verlauf:

In einen Koksofen oder in eine Retorte wird mulmiges Eisenerz oder Gichtstaub und geeignete Kohle gut gemengt eingeführt.

Der Prozentsatz in der Zusammensetzung des Gemisches ist von der Güte der Kohlen und von der besonderen Beschaffenheit des Erzes abhängig. Das Maximum der Aufnahmefähigkeit ist im einzelnen Falle experimentell leicht festzustellen.

Nach Füllung der Kammer wird unter Luftabschluß allmählich erhitzt, d. h. langsam gekokt.

Es geht nunmehr in dem Ofen vor:

1. ein physikalischer Verbackungsprozeß,

2. ein chemischer Vergasungsprozeß,

Bei diesem ersten allmählichen Erhitzen bilden sich sehr kohlenstoffreiche Gase. Mit steigender Temperatur sinkt der Kohlenstoffgehalt der Destillationsgase; die Gase verlieren langsam an Leuchtkraft.

Ist nun diese Grenze erreicht, an der die ausgetriebenen Gase ihre Leuchtkraft verlieren; so wird das Erz und die Kohle dem eigenen steigenden Gasdruck ausgesetzt.

ίο Dies kann auf zweierlei Weise geschehen: ; : i. durch Schließung bzw. teilweise Schließung eingebauter Abzugsventile, ^l

2. durch Vergrößerung der Flüssigkeitssäule, deren Druck die Gase in der Vorlage zu überwinden haben.

Die Zeit der Unterdrucksetzung hängt natürlich von der Beschaffenheit des Gutes und von dem Temperaturzuwachs ab. Der Druck hat in diesem Zeitpunkte zur Folge, daß ein möglichst dichtes Aneinanderlagern der Lockerteile bewirkt wird, durch das die Backfähigkeit gesteigert und die Verbackung selbst unterstützt wird. Eine weitere Folge des Druckes ist eine Verringerung des Volumens der teigigen Masse, die hierdurch und durch die gleichzeitig vor sich gehenden chemischen Vorgänge allmählich wieder erhärtet. Der gewonnene Erzkoks wird infolgedessen ziemlich dicht. Die vorteilhaften Folgen dieser Dichte sind eine größere Widerstandsfähigkeit und Raumersparnis bei Lagerung und Versendung. Der Druck, dem die in der Kammer befindlichen Gase ausgesetzt sind, bewirkt, daß sich die kohlenstoffreichen Kohlenwasserstoffe dichten und so den zur Verbackung notwendigen Kohlenstoff, d. h. eine Kohlenstoffklebemasse, abgeben. Diesen Prozeß kennzeichnet die Formel:

C₂ H₄ — C -\- C H₄.

Die Hitze darf in der Zeit der Druckkokung nicht schnell gesteigert werden, da sich sonst keine schweren Kohlenwasserstoffe bilden können und somit die Wirkung der Abscheidung Von Kohlenstoff verloren geht.

Die Füllungsmasse ist nämlich in diesem Zustande infolge des Wassergehaltes der beigemengten Erze noch ziemlich wasserstoffhaltig ; es würde daher bei zu großer Hitze der Überschuß an Wasserstoff zu plötzlich vergast werden. Bei einem Überschuß von Wasserstoff können sich aber nur leichte Kohlenwasserstoffe bilden, aus denen der Kohlenstoff nicht wieder ausfällt. Die Verkohlung der bituminösen Stoffe würde zu plötzlich eintreten und man würde eine mürbe, spröde Masse erhalten. Geht aber die Erhitzung allmählich vor sich, so werden die bituminösen Stoffe in schwere Kohlenwasserstoffe überführt, aus denen feste, harte, backende Kohlenstoffklebemasse ausgeschieden wird, die die Retortenfüllung durchsetzt und ihr die feste Struktur wiedergibt.

Aus der gesteigerten Bildung und Einwirkung bituminöser Backstoffe und dem dichteren Aneinanderlagern der einzelnen Teilchen ergibt sich auch eine größere Aufnahmefähigkeit für nicht backenden Zusatz.

Um nun den vorhandenen und bei der späteren Verwendung des Eisenkoks nutzlosen Vorrat von Wasserstoff, bis zum Mindestmaß zu vergasen und nutzbar zu machen, wird nach genügender Festigung der Masse der Druck wieder verringert und die Temperatur gesteigert. Durch die vollständige Verkokung verliert der Eisenkoks an Gewicht und erhält eine gleichmäßige, poröse, für den Hochofenprozeß äußerst günstige Struktur.

Die weitere Behandlung deckt sich mit der des Steinkohlenkoks...

Das ausdestillierte Gasgemenge kann als explosionskräftiges Maschinengas und zu Beleuchtungszwecken Verwendung finden. Durch die Reinigung und Überführung des Gases ergeben sich die wertvollen Nebenprodukte, wie Teer, Benzol, schwefelsaures Ammonium, Anthracen usw., deren Verwendung stetig steigt und zur Wirtschaftlichkeit des gesamten Verfahrens in bedeutendem Maße beitragen kann.

Claims

Patent-Anspruch :

Verfahren zur Herstellung von Erzkoks aus einem Gemenge von Kohlen und Feinerzen, Gichtstaub u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Verkokung unter Gasdruck stattfindet.

IN DER REICHSDRUCKErEI.