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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

Vr 309654 KLASSE 40 a. GRUPPEVr 309654 CLASS 40 a. GROUP

,Dr. WOLDEMAR HOMMEL in ZÜRICH., Dr. WOLDEMAR HOMMEL in ZURICH.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. September 1915 ab.Patented in the German Empire on September 9, 1915.

Beim Rösten von Zinkblende und anderen schwefelhaltigen Erzen in Muffelöfen wird ein Teil der zur Verbrennung des Schwefels erforderlichen Wärme durch die bei der Oxydation des Schwefels erzeugte Wärme selbst geliefert. Im übrigen muß dem Erz von außen Wärme . zugeführt werden. Diese äußere Wärmezufuhr ist aber in hohem Maße von dem Verlauf der Röstung abhängig. Die Vorgänge lassen sich·When roasting zinc blende and other sulfur-containing ores in muffle furnaces, a Part of the heat required to burn the sulfur from the oxidation the heat generated by the sulfur itself is supplied. In addition, the ore must have heat from outside . are fed. This external heat input is, however, to a large extent dependent on the course of the Roast dependent. The processes can be

ίο leicht an Hand des Schaubildes Fig. ι verfolgen, in dem die Abszissen den Verlauf der Röstung und die Ordinaten die Temperaturen und Wärmemengen veranschaulichen. Vom Punkt ο an gerechnet, muß dem Erz zunächst bis Punkt ι Wärme zugeführt werden, damit der Schwefel sich entzündet, was etwa bei6oo° erfolgt. Das Dreieck 0-1-2 stellt dann etwa die ζατ Erwärmung des Erzes erforderliche Wärmemenge dar. Die Temperatur des Erzes steigt nach der Entzündung, ohne daß es nötig wäre/ dem Erz von außen Wärme zuzuführen. Ist ein gewisser Teil des Schwefels verbrannt, so genügt die dadurch erzeugte Wärme nicht.mehr, um die Temperatur des Ofens auf der zur Verbrennung des Schwefels erforderlichen Höhe zu. erhalten. Je tiefer der Schwefelgehalt sinkt, desto mehr muß das zu röstende Erz von außen erwärmt werden. Der Schwefelgehalt des Erzes nimmt etwa nach der Linie 3-4-5 ab und diese Linie gibt auch ungefähr an, wieviel Wärme durch die Verbrennung des Schwefels frei wird. Die vollständige Verbrennung des Schwefels erfordert aber unbedingt eine Wärmezufuhr von außen, damit die Entschwefelung sachgemäß verläuft.ίο easy to follow on the basis of the diagram Fig. ι, in which the abscissas illustrate the course of the roasting and the ordinates the temperatures and amounts of heat. From point ο onwards, heat must first be supplied to the ore up to point ι so that the sulfur ignites, which takes place at about 600 °. The triangle 0-1-2 then sets about the ζατ heating of the ore is required amount of heat. The temperature of the ore rises after ignition, without it being necessary / ore supply of external heat. If a certain part of the sulfur is burned, the heat generated by it is no longer sufficient to raise the temperature of the furnace to the level necessary for the combustion of the sulfur. obtain. The lower the sulfur content drops, the more the ore to be roasted has to be heated from the outside. The sulfur content of the ore decreases after the line 3-4-5 and this line also indicates roughly how much heat is released by the combustion of the sulfur. However, the complete combustion of the sulfur absolutely requires an external heat supply so that the desulfurization proceeds properly.

Je mehr die Entschwefelung fortschreitet, desto hartnäckiger hält das Erz den noch vorhandenen Schwefelrest fest, desto mehr Wärme muß auch- von außen zugeführt werden. Aus dieser Erkenntnis folgt, daß besonders gegen Ende der Röstung die Wärmezufuhr am stärksten sein muß.The more the desulphurisation progresses, the more tenaciously the ore holds the ore that is still present Sulfur residue is solid, the more heat has to be supplied from outside. the end This knowledge follows that, especially towards the end of roasting, the heat supply on must be strongest.

Man kann annehmen, daß in dem Schaubild die mit Ordinaten besetzte Fläche 1-2-3-4-5-1 etwa die Wärmemenge darstellt, die von der Verbrennung des Schwefels herrührf, während die Fläche 3-4-5-6-3 etwa die dem Erz von außen unbedingt zuzuführende Wärmemenge veranschaulicht. Die in der Zeiteinheit dem Erz zuzuführende Wärmemenge wird hiernach um so größer, je weiter die Entschwefelung fortschreitet. Daher erfolgt bei Rostöfen die Beheizung der Muffel . bisher auch stets im Gegenstrom; von der Wärmezufuhr im Beginn des Röstens wird sogar meistens Abstand genommen. Das Schaubild läßt auch erkennen, weshalb auf dem Wege zwischen 2 urid 3, wie mehrfach vorgeschlagen wurde, das Erz schneller bewegt werden kann; das ist .besonders dann erforderlich, wenn diese Stellen der ' Muffel auch noch von außen beheizt werden, da sonst leicht eine Überhitzung des Erzes eintritt, die ein Backen zur Folge hat (Patent 205125). , Die Erfahrung zeigt aber, daß auch auf dem Wege 3-4 ganz besonders eine Regelung der Wärmezufuhr erforderlich ist. Auch hier kann noch leicht eine Überhitzung eintreten, und vor allem ändert sich der Bedarf an äußerer Wärme im Verlaufe des Röstens. Wird der Ofen in Betrieb gesetzt, so ist die hier erforderliche Wärmezufuhr am größten, ist der It can be assumed that the area occupied by ordinates in the diagram is 1-2-3-4-5-1 represents approximately the amount of heat that originates from the combustion of the sulfur, while the area 3-4-5-6-3 illustrates the amount of heat that must necessarily be supplied to the ore from the outside. The amount of heat to be supplied to the ore in the unit of time is shown below the greater the further the desulfurization progresses. Therefore, in grate ovens, the Heating the muffle. so far always in countercurrent; from the supply of heat in the beginning the roasting is even mostly refrained from. The diagram also shows why on the way between 2 urid 3 how It has been suggested several times that the ore can be moved more quickly; that is. especially then required if these parts of the muffle are also heated from the outside, otherwise overheating of the ore easily occurs, resulting in baking (patent 205125). However, experience shows that even on the way 3-4, a regulation of the Heat supply is required. Here, too, overheating can easily occur, and above all, the need for external heat changes in the course of roasting. Will the When the furnace is put into operation, the required heat supply is greatest

Ofen aber einmal im Gange, so kann die Zufuhr von äußerer Wärme geringer werden oder sogar ganz fortfallen.But once the furnace has started, the supply of external heat can be reduced or even fall away completely.

Außerdem ist die Wärmezufuhr aber auch von der Zusammensetzung und der Beschaffenheit des Erzes abhängig.In addition, the heat supply also depends on the composition and nature dependent on the ore.

Bei Röstöfen mit Handbetrieb kann der Arbeiter bis zu einem gewissen Grade allen diesen Anforderungen dadurch Rechnung tragen,In manual roasting ovens, the worker can do all of them to a certain extent take these requirements into account by

ίο daß er das Erz dort, wo eine äußere stärkere Erwärmung erforderlich ist, langsam vorwärts bewegt, so daß es längere Zeit erhitzt wird. Dort wo die durch die Verbrennung erzeugte Wärme mehr ins Gewicht fällt, muß dann das Erz schneller bewegt werden. Bei mechanischen Rostöfen ist die gleiche Aufgabe durch das vorhin angedeutete Hilfsmittel zwar zu lösen versucht, indessen erscheint es ausgeschlossen, daß man, wie vorgeschlagen, durch verschiedenartige Schaufelung des Ofenrührwerks die Bewegung des Erzes im Ofen der besonderen Beschaffenheit der verschiedenen^s Erze anpassen kann.ίο that he moves the ore slowly forward where a stronger external heating is required, so that it is heated for a longer time. Where the heat generated by the combustion is more important, the ore must then be moved faster. In mechanical grate furnaces the same task is tempting indeed to solve by the previously indicated resource, however, it seems impossible that you, as proposed, the movement of the ore can adapt in the furnace of the specific nature of the various ^s ores by various blading of Ofenrührwerks.

Nach vorliegender Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Hilfsfeuerung gelöst, -die die Beheizung desjenigen Teiles der Muffel' übernimmt, in dem eine veränderliche Wärmezufuhr erforderlich ist. Die Hauptfeuerung übernimmt den letzten Teil der Erwärmung des Erzes auf der Strecke 5-4, Fig. 1, die Hilfsfeuerung besorgt die Erwärmung auf der Strecke 4-3. Dabei kann die Führung der Feuergase so eingerichtet werden, daß entweder die Hauptfeuerung oder die Hilfsfeuerung auch die Beheizung der Muffel auf der Strecke 0-1 übernimmt. Da in der Regel die. Hauptfeuerung ständig zu arbeiten hat, die Hilfsfeuerung unter Umständen aber je nach der Beschaffenheit des Erzes ganz oder doch nahezu stillgelegt werden kann,, so ist die erste Anordnung vorzuziehen, die auch den in Fig. 2 und 3 schematisch angedeuteten Ausführungsbeispielen des Ofens zugrunde gelegt wurde.According to the present invention, this object is achieved by an auxiliary firing, -die takes over the heating of that part of the muffle in which there is a variable supply of heat is required. The main firing takes over the last part of the heating of the ore on route 5-4, Fig. 1, the auxiliary firing takes care of the heating on the Route 4-3. The management of the fire gases can be set up so that either the main firing or the auxiliary firing also the heating of the muffle on the line 0-1 takes over. Since usually the. Home firing has to work all the time Auxiliary firing may or may not be entirely depending on the nature of the ore can be almost shut down, so the first arrangement is preferable, which is also the one in FIGS. 2 and 3 are based on schematically indicated exemplary embodiments of the furnace became.

Fig. 2 zeigt einen Röstofen mit nur einem als Muffel ausgebildeten Herde.Fig. 2 shows a roasting furnace with only one hearth designed as a muffle.

Die Muffel α wird bei b mit Erz beschickt, das im Sinne der ungefiederten Pfeile von links nach rechts wandert und die Muffel bei d entschwefelt verläßt. In der Hauptsache besorgt die Feuerung f die Beheizung der Muffel, indem die Feuergase zuerst den Kanal g durchströmen und den rechten Teil des Bodens der Muffel beheizen, also diejenige Stelle, wo die Entschwefelung des Erzes sich ihrem Ende nähert, der Bedarf an äußerer Wärme also am größten ist. Dann gelangen die Feuergase im Sinne der gefiederten Teile durch einen Kanal nach oben in den Kanal h und bestreichen die Decke der Muffel, um schließlich durch . einen weiteren Kanal nach unten zu strömen und bei I den linken Teil des Bodens der Muffel zu beheizen. Der mitttlere. Teil des Bodens der Muffel wird durch die Hilfsfeuerung m beheizt.. An dieser Stelle. der Muffel hängt die dem Erz zuzuführende Wärme, wie vorhin erörtert, von dem Verlauf der Röstung und der Beschaffenheit des Erzes, insbesondere seinem Schwefelgehalt, ab. Die Feuergase beider Feuerungen können in einen gemeinschaftlichen Fuchs k geleitet werden.The muffle α is charged with ore at b , which moves from left to right in the direction of the feathered arrows and leaves the muffle desulphurised at d. In the main, the furnace f takes care of the heating of the muffle, in that the fire gases first flow through the channel g and heat the right part of the bottom of the muffle, i.e. the point where the desulfurization of the ore is nearing its end, i.e. the need for external heat is greatest. Then the fire gases in the sense of the feathered parts pass through a channel up into the channel h and coat the ceiling of the muffle, in order to finally pass through. to flow down another channel and to heat the left part of the bottom of the muffle at I. The middle one. Part of the bottom of the muffle is heated by the auxiliary firing m .. At this point. For the muffle, the heat to be supplied to the ore depends, as discussed above, on the course of the roasting and the nature of the ore, especially its sulfur content. The fire gases from both furnaces can be fed into a common fox k.

Während die Hauptfeuerung f ständig in Betrieb sein muß, ist die Hilfsfeuerung m vor allem auch beim Inbetriebsetzen des Ofens besonders stark zu benutzen, da dann dem Erz erheblich mehr Wärme zuzuführen ist. Hat aber erst eine Entzündung des -Röstgutes stattgefunden, so wird die Hilfsfeuerung m schwächer zu betreiben und der Natur des Erzes anzupassen sein.While the main furnace f must be constantly in operation, the auxiliary furnace m is to be used particularly heavily, especially when the furnace is started up, since considerably more heat then has to be supplied to the ore. But has only be as the auxiliary firing is m less to operate and adapt to the nature of the ore taken place, an inflammation of -Röstgutes.

Diese Befeuerung ermöglicht somit das Erz mit gleichmäßiger Geschwindigkeit durch den Ofen zu führen. Die mechanische Arbeit sowohl wie die Röstzeit kann dabei auf ein Mindestmaß herabgedrückt werden, was nicht nur die Wirtschaftlichkeit des Röstens, sondern auch die Güte des Erzeugnisses günstig beeinflußt. Die Feuerung selbst kann in mannigfacher Weise abgeändert werden. So kann man z. B. die Feuergase auch in einer einzigen Feuerstelle erzeugen und dann in ihrem Lauf so führen, daß ein Teil der Herdsohle besonders beheizt und durch einen Schieber oder ein Ventil die Menge der abgeleiteten Heizgase geregelt werden kann. Diese Art der Befeuerung eignet sich besonders für Generatorgasfeuerungen, wo die Zuführung des Generatorgases geteilt und geregelt werden kann. Die- Begriffe »Hauptfeuerung /« und »Hilfsfeuerung mn. sollen daher nicht auf Rostfeuerungen, wie in der Zeichnung dargestellt, beschränkt werden, sondern auch die Beheizung durch Gasfeuerungen in der angedeuteten Weise umfassen.This firing enables the ore to be fed through the furnace at a constant speed. The mechanical work as well as the roasting time can be reduced to a minimum, which has a favorable effect not only on the profitability of the roasting, but also on the quality of the product. The furnace itself can be modified in many ways. So you can z. B. also generate the fire gases in a single hearth and then run in such a way that part of the hearth is specially heated and the amount of the diverted heating gases can be regulated by a slide or a valve. This type of firing is particularly suitable for generator gas firing, where the supply of the generator gas can be divided and regulated. The terms »main fire /« and »auxiliary fire mn. should therefore not be limited to grate firing, as shown in the drawing, but also include heating by gas firing in the manner indicated.

Die Vorwärmung und Zuführung der Rostluft kann in bekannter Weise erfolgen. ;The grate air can be preheated and fed in in a known manner. ;

Besonders vorteilhaft läßt sich die Erfindung bei Rostöfen mit zwei oder mehreren übereinander liegenden Herden verwenden. Fig. 3 zeigt wieder schematisch einen Röstofen mit zwei Herden. Die obere Muffel α wird bei b mit Erz beschickt, bei d verläßt das Röstgut die untere Muffel «'. Die Feuergase der Hauptfeuerung f erhitzen im Kanal g wieder zuerst den rechten Teil des Bodens der unteren Muffel a', also den Teil der Muffel, in dem die Entschwefelung am meisten vorgeschritten ist, strömen dann nach oben und beheizen im Kanal h gleichzeitig die Decke der unteren Muffel a' und den Boden der oberen Muffel a. Eine Beheizung der Decke dieser Muffel α ist in der Regel nicht erforderlich. Aus demThe invention can be used particularly advantageously in grate ovens with two or more ovens lying one above the other. Fig. 3 again shows schematically a roasting oven with two stoves. The upper muffle α is charged with ore at b, and the roasting material leaves the lower muffle at d. The fire gases from the main furnace f first heat the right part of the bottom of the lower muffle a ' in channel g, i.e. the part of the muffle in which desulfurization has progressed most, then flow upwards and heat the roof of the in channel h at the same time lower muffle a ' and the bottom of the upper muffle a. A heating of the ceiling of this muffle α is usually not necessary. From the

Kanal h gelangen die Feuergase nach abwärts in den Fuchs k. Channel h , the fire gases get down into the fox k.

Neben der ständig in Betrieb befindlichen Hauptfeuerung f ist die Hilfsfeuerung m angeordnet, deren Feuergase durch Kanal / nach dem Fuchs k strömen und den Teil der unteren Muffel a' beheizen, für den eine regelbare Wärmezufuhr erforderlich ist.In addition to the main furnace f , which is constantly in operation, the auxiliary furnace m is arranged, the fire gases of which flow through the channel / to the fox k and heat that part of the lower muffle a ' for which a controllable heat supply is required.

Obschon diese Beheizung mittels Haupt- und Hilfsfeuerung sich besonders vorteilhaft für mechanische Röstöfen eignet, ist sie natürlich auch bei Röstöfen mit Handbetrieb zweckmäßig verwendbar.Although this heating by means of main and auxiliary firing is particularly advantageous suitable for mechanical roasting ovens, it is of course also suitable for manual roasting ovens appropriately usable.

Die Fig. 2 und 3 lassen erkennen, daß die Hauptfeuerung vorteilhaft nicht wie bei den bisherigen Röstöfen unmittelbar am Austrittsende des Röstgutes angeordnet wird und die Muffel im reinen Gegenstrom beheizt, vielmehr liegt die Hauptfeuerung f dort, wo im Laufe der Entschwefelung des Erzes infolge Abnähme des Schwefelgehalts eine besonders starke Wärmezufuhr erforderlich ist. Im Kanal g strömen dann die Feuergase in der Richtung, in der das Erz sich bewegt; auf dem verhältnismäßig kurzen Wege zum Austritt des Röstgutes haben die Feuergase aber verhältnismäßig wenig Wärme abgegeben, ganz abgesehen davon, daß das Erz selbst unmittelbar oberhalb der Feuerung f viel Wärme aufgenommen hat und sich ganz erheblich langsamer bewegt als die Feuergase. Diese Wärmeaufnahme wird aber noch durch die unmittelbar neben der Hauptfeuerung angeordnete Hilfsfeuerung m unterstützt, die leicht so geregelt werden kann, daß nahezu eine vollständige Verbrennung des Schwefels erzielt wird.See Fig. 2 and 3 can be that the main firing is not advantageous as the roasted material is directly at the outlet end arranged to existing kilns and the muffle in pure countercurrent heated, but rather is the main firing f where during the desulfurization of the ore as a result would decrease the sulfur content requires a particularly strong supply of heat. In the channel g, the fire gases then flow in the direction in which the ore is moving; On the relatively short way to the exit of the roasted material, however, the fire gases gave off relatively little heat, quite apart from the fact that the ore itself absorbed a lot of heat directly above the furnace f and moves considerably more slowly than the fire gases. This heat absorption is, however, supported by the auxiliary firing m which is arranged immediately next to the main firing and which can easily be regulated so that almost complete combustion of the sulfur is achieved.

Die Beheizung von Muffelöfen durch mehrere Feuerungen ist an und für sich nicht neu. Besonders bei geradlinigen langgestreckten Röstöfen werden nicht nur zwei, sondern wohl ,40 noch mehr Feuerungen benutzt, die aber stets nur den Zweck haben und auch so betrieben werden, daß die Muffel an allen Stellen gleichwertig beheizt wird. Das vorliegende Röstverfahren und die zu seiner Ausübung dienende* Beheizung beruht aber auf der Erkenntnis, daß die Wärmezufuhr der fortschreitenden Entschwefelung, dem Schwefelgehalt der Erze und deren sonstiger Beschaffenheit derart anzupassen ist, daß im mittleren Teil des Erzweges dem Erz mehr oder weniger Wärme, in regelbarer Menge zuzuführen ist. Die ständig betriebene Hauptfeuerung übernimmt also wesentlich nur die Erwärmung des frischen Erzes bis zur Entzündung und des nahezu entschwefelten Erzes bis zur Beendigung der , Entschwefelung.The heating of muffle furnaces by multiple furnaces is not new in and of itself. Especially with straight, elongated roasting ovens, not just two, but probably 40 used even more furnaces, but they always only have the purpose and operated that way that the muffle is heated equally at all points. The present roasting process and the heating used for its exercise is based on the knowledge, that the heat supply of the progressive desulfurization, the sulfur content of the ores and their other nature is to be adjusted so that in the middle part of the ore route the ore has to be supplied with more or less heat in a controllable amount. That constantly The main firing that is operated essentially only takes on the heating of the fresh one Ore until ignition and the almost desulphurized ore until the end of the, Desulfurization.

Claims

Patent-to sayings:

1. Muffle furnace for roasting zinc blende and other sulfur-containing ores, characterized in that two furnaces are arranged on the ore routes, of which the main furnace (f) is constantly operated and the auxiliary furnace (m) on the central part of the ore route the need for heat is adjusted for the ore that has not yet been completely desulphurized.

2. Muffle furnace according to claim 1, characterized in that the two furnaces (f and m) are arranged side by side.

1 sheet of drawings.