DE3200C - Terrassenofen zur direkten Eisendarstellung - Google Patents

Description

1878.

Klasse 18.

SAMUEL RICHARD SMYTH in MANCHESTER. Terrassenofen zur directen Eisendarstellung.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 19. April 1878 ab. Längste Dauer: 21. September 1890.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein ganz neues System zum Schmelzen, Reinigen und Raffiniren von Eisen. Die Darstellung von Eisen aus dessen Erzen oder aus Roheisen durch Schmelzen in einem eigenthümlich construirten Vacuum- oder Exhaustofen mit seitlicher Zuführung verschiedener Gase behufs Reinigung des von den Terrassen des Ofens herabrinnenden Eisenerzes. Die Darstellung Schmiedeisens und harten und weichen Stahles durch unmittelbare Umwandlung der Eisenerze in diesem Vacuumofen durch directe Behandlung und durch eine einzige Schmelze.

In Verbindung mit diesem Terrassenofen stehen neue verbesserte und eigenthümlich construirte durch Gase geheizte Puddel-, Schweifs- und Retortenöfen, verbessertes Schöpfgefäfs oder Metallbehälter, Gasregeneratoren und Gasreservoire, welche sämmtlich bei der nachstehend beschriebenen Behandlung des Eisens und Stahles in Verwendung kommen.

Das ganze Verfahren ist ein rein chemisches und werden wir die zur Behandlung des Eisens und Stahles verwendeten Gase auch mit den allgemein bekannten chemischen Zeichen und Benennungen aufführen.

Bei unserem Verfahren benutzen wir die gesammte in der Kohle enthaltene brennbare Kraft, auch die Verbrennungstheile, die sonst oben zu den Gebläseöfen hinausziehen und verloren gehen. Zu diesem Zwecke verkoken wir die Kohlen in den gewöhnlichen Gasretorten, leiten das Gas ab, reinigen es und führen es nach einem Gasometer. Dieses Gas benutzen wir dann als Brennstoff, indem wir dasselbe in Verbindung mit atmosphärischer Luft oder besser noch reinem Sauerstoff durch Retorten leiten.

Da die aus der Gaserzeugung gewonnenen Koks viele Unreinigkeiten, namentlich Schwefel enthalten, die zum Schmelzen von reinem Eisen nicht zuträglich sind, so behandeln wir dieselben noch in heifsem Zustand mit Wasser, Chlorkalk, Eisenoxyd, Salz, Soda, Potasche, Salzsäure, Chlormangan, einer Aetzlauge, oder mit irgend einem anderen entschwefelnden Agens, oder wir mischen einen Theil ungelöschten Kalk und Eisenoxyd, löschen das Gemenge und schütten es auf die Koks, welche dadurch gereinigt werden. Es ist immer von grofsem Nutzen, wenn man das Eisenerz zuvor analysirt, indem dadurch die nachherige Behandlung dieses Erzes bedeutend erleichtert wird.

Wir vermengen auch den einen oder andern der oben erwähnten Agentien mit verschiedenen Klassen Eisenerzes im Verhältnifs und je nach der Natur des Erzes und benetzen dasselbe mit diesen Agentien, wodurch die Erze von ihrem Schwefel- oder Phosphorgehalt befreit werden. Alsdann bilden wir von dem Erze, dem Kalk und Koks ein richtig proportionirtes Gemenge und füllen unsern Vacuum- oder Exhaustofen, welcher den Haupttheil unser Erfindung bildet. Derselbe ist von gewöhnlichen Backsteinen aufgebaut, doch sind alle Theile, die mit dem Feuer in directe Berührung kommen, mit feuerbeständigem Material ausgekleidet. Der Ofen mit zwei Seitenwänden ruht auf Pfeilern und Bogen und ist unter einem Winkel von ca. 30 ° geneigt. An dem unteren Theile des Ofens befindet sich ein Herd für die Schmelzproducte. Auf der schiefen Ebene befinden sich sechs domförmige Herde oder Terrassen, von denen jeder abwärtsgeneigt ist. Eine Terrasse führt zur anderen über und am unteren Ende einer jeden befindet sich eine Brücke. Ueber alle Herde zieht sich der ganzen Länge nach ein Bogen her.

Ueber diesem Bogen sitzt ein anderer Bogen, der sich über drei der oberen Herde herzieht. An ersterem befinden sich Oeffnungen, durch welche das Erz, die Koks- und Kalkstücke in die Herde fallen. Der Rauchkamin zieht sich von dem höchsten Theil des Ofens herunter und mündet in eine Kammer, in welcher ein schnell rotirender Exhaustor angebracht ist, der auf diese Weise in den Herden ein starkes Vacuum herstellt. Wir heizen den Ofen, indem wir drei oder mehrere Herde mit Koks füllen und wenn er heifs genug ist, um mit Erz gefüllt zu werden, wird das Stichloch zugestopft und der Ofen in angegebener Weise beschickt.

Längs des ganzen Ofens befinden sich auf beiden Seiten Röhren, durch welche wir unsere Gase, welche unten näher beschrieben sind, unter hohem Druck zuführen, welche dann, da

unter jedem Herde ein Rohr in den Ofen einmündet, das geschmolzene Eisen, das über die bogenförmig construirten Herde auf beiden Seiten herabrinnt, im Fallen über die verschiedenen Terrassen durchdringen und sich mit dem Metall chemisch verbinden. Durch ein angebrachtes Spectroskop wird es möglich, auch nur die kleinste Veränderung im Ofen wahrzunehmen und da wir die verschiedenen Gase zur Hand haben, so brauchen wir nur dieses oder jenes Ventil zu öffnen, um, wie es die Umstände erfordern, in den Ofen reinen Sauerstoff oder Kohlenstoff, Kohlenoxydgas oder Kohlenwasserstoffgas oder Stickstoff etc. strömen zu lassen, um das Metall nach Willen zu oxydiren oder desoxydiren, zu carbonisiren oder decarbonisiren, flüssiger zu machen oder zu verdichten und abzukühlen.

Zur weiteren Raffmirung des Metalls lassen wir dasselbe, so wie es aus dem Ofen kommt, in einen Behälter ab. Dieser Behälter oder Schöpfgefäfs steht auf einem Rollwagen und ist in einen eisernen Rahmen eingeschlossen, worauf es in zwei Drehzapfen ruht.

Dieses Schöpfgefäfs aus Schmiedeisen oder Gufseisenplatten und mit feuerfestem Stoffe ausgekleidet, wird vermittelst eines Krans sammt Rollwagen und Rahmen zu einer festsitzenden Platte, die durch Mauerwerk getragen wird, gebracht und mit dieser durch Lehm verkittet. Ueber dieser Platte, welche also den Deckel zu dem Schöpfgefäfs bildet, ist eine Kammer angebracht, welche eine Oeffnung an der Seite hat, durch welche ein Zweigrohr von der Hauptröhre aus führt. Von der Kammer durch den Deckel gehen drei starke feuerfeste Röhren, die beinahe bis auf den Boden des Schöpfgefäfses reichen, und werden die diversen Gase durch dieselben dem Metalle zugeführt. Auf genanntem Deckel neben der Kammer ist eine weitere Oeffnung angebracht, durch welche die überflüssigen Gase entweichen, und ist diese Oeffnung direct über einem Kamin. Wir haben noch einen ähnlichen wie das Schöpfgefäfs construirten Metallbehälter, der jedoch fest sitzt; er ist durch beiliegende Zeichnungen und unten folgende Beschreibung weiter erörtert. In diesem Behälter convertiren wir die ganze Füllung eines Ofens bis zu 50 Tonnen Metall auf einmal, statt drei Röhren, die in das Metall hinabreichen, sind jedoch deren neun angebracht; am Boden dieses grofsen Metallbehälters befinden sich zwei Stichlöcher, durch welche das convertirte Metall abgezogen wird.

An dem Schöpfgefäfs als auch an dem grofsen Metallbehälter sind, wie bei dem oben beschriebenen Terassenofen Spectroskope, Manometer und Pyrometer zur Beobachtung angebracht. Mit den nach den Kammern der Metallbehälter führenden Röhren stehen vermittelst Verbindungsstücke und Hähne aufrechte eiserne Gefäfse von passender Gröfse und Stärke in Verbindung, in welchen mittelst unseres Flüssigkeits-Verfahrens die Gase entwickelt und erhitzt werden.

Durch unsere Erfindung bewirken wir die Reinigung des zu behandelnden Metalls durch Trennung, Zerstörung oder Verbindung der verschiedenen Legirungen, durch die verschiedenen Gemenge oder Gase, die hierbei zur Verwendung kommen.

Sollte das Reinigungsverfahren noch unvollkommen sein, das heifst, sollte das Metall sich oxydiren, ehe es vollständig gereinigt ist, so machen wir dasselbe wieder flüssig, indem wir der Masse reines Kohlenwasserstoffgas zuführen.

Die Behälter für diese Gase stehen wiederum mit Röhren in Verbindung, die beliebig geöffnet und geschlossen werden und zu den Metallbehältern fuhren.

Wir haben die Leitung dieser Gase vollstän-, dig unter Controle und ist es uns möglich, jede beliebige und bekannte Quantität Erzes zu reinigen, zu raffiniren und zu convertiren. Wir giefsen das Metall nach der vollkommenen Reinigimg in Barren und lassen denselben eben Zeit genug zur Verdichtung, wonach sie zum Ausglühen in unsere Retortenöfen kommen.

Die hierzu verwendeten Retorten bestehen aus feuerbeständigem Material und sitzen in der gewöhnlichen Weise unter einem Bogen mit dem Feuer in der Mitte, das sie in rothglühendem Zustande erhält. Dieselben sind ganz unabhängig voneinander und haben die Gestalt von Oefen mit flachen Böden und Domen, weit genug, um darin die Eisenbarren nebeneinander stellen zu können und tief genug, um oberhalb noch einen kleinen freien Raum zu lassen. Auf dem Boden der Retorte befindet sich eine dünne Schicht Holzkohlenpulver, um ein Anheften des Eisens zu verhindern. Die Thür dieser Retorten ist mit dem gewöhnlichen feuerfesten Lehm verstrichen.

Wir bringen an dem Mundstück der Retorten einen mit Verschlufshahn versehenen Doppelbrenner an, durch den wir Kohlenwasserstoffe in Verbindung mit Sauerstoff unter Druck im Verhältnifs von 1 : 8 einführen und dort verbrennen lassen.

Hierdurch wird in dem Retortenofen die nöthige Hitze erzeugt. Da man die Zuströmung des Gases beständig controliren kann, so ist es möglich, jeden gewünschten Temperaturgrad herzustellen; es wird Kohlensäure und Kohlenoxyd gebildet.

Wir können auch die Retorten theilweise mit entschwefelten Koks oder Holzkohle füllen und alsdann Luft, Sauerstoff und Kohlenoxydgas verwenden. Sobald die Barren die erforderliche Hitze erreicht haben, werden sie auf einem Wagen nach dem Hammer oder dem Walzwerk zur weiteren Verarbeitung gebracht.

Zur Fabrikation von feinstem Gärbstahl und Gufsstahl wenden wir das feinste carburirte Roheisen an, welches nach dem oben beschriebenen Procefs behandelt wird; speciell behan-

dein wir. dann das . Metall mit Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff unter Druck. Sollte jedoch mehr Kohlenstoff erforderlich sein, als das Roheisen enthält, so entnehmen wir diesen von dem Kohlenwasserstoff, welcher dann die Umwandlung vollendet. Alsdann werden die Barren geschmiedet, noch heifs zerschnitten und wieder in Tiegeln in unseren Retortenofen geschmolzen. Auf diese Weise erhalten wir durch eine Schmelze und einmaliges Hämmern einen Stahl von ausgezeichneter Qualität.

In dem Folgenden geben wir nähere Beschreibung unserer Apparate laut beiliegenden Zeichnungen.

Blatt I ist ein allgemein gehaltener Grundrifs der in Blatt II, III und IV dargestellten Theile in Verbindung mit den in Blatt VI gezeichneten Retorten und stellt die Anordnung des Apparates dar, dessen wir uns zum Reinigen und Raffiniren des Eisens und zur Umwandlung desselben in Stahl bedienen.

Blatt II zeigt das Schöpfgefäfs mit seinen Kammern nebst Retorten. Dieses Schöpfgefäfs dient zur Behandlung des geschmolzenen Metalls, wie es aus den Erzen gewonnen ist und wie es aus dem Vacuum- oder Exhaustofen kommt.

Blatt III zeigt den Behälter, in welchem das Metall gereinigt, raffinirt und umgewandelt wird und in welchen der ganze Inhalt eines Gebläseofens oder unseres Vacuumofens auf einmal eingeleitet wird und in dem man 50 Tonnen Metall auf einmal behandeln kann.

Blatt IV stellt den Generator und dessen Heizvorrichtung für den Flüssigkeitsprocefs und dessen Gefäfse für die Gemenge dar.

Blatt V und VI zeigen unseren Vacuum- oder Exhaustofen zum Schmelzen des Eisenerzes, mit seinen Retorten, Röhren etc.

Blatt VII zeigt unsere Retorten-, Schweifsund Heizöfen mit ihren Heizrohren etc.

Blatt VIII zeigt unseren Puddelofen mit beweglichem Boden.

Blatt I zeigt die Apparate für die drei Processe, von denen wir den ersten »Hochdruckprocefs«, den anderen »Flüssigkeitsprocefs« und den dritten »Heizprocefs« nennen. Alle drei Processe sind miteinander verbunden. Fig. 1 ist ein Aufrifs und Fig. 2 ein Grundrifs unseres ganzen Apparates.

AB CDEF sind die Gasometer, in welchen sich die Gase für den Hochdruck befinden. Diese Behälter sind mit Sicherheitsventilen versehen und sind an denselben Pyrometer angebracht.

Der Behälter A steht durch eine Hauptröhre G mit einem Gebläsecylinder in Verbindung und wird in denselben atmosphärische Luft oder Sauerstoff, oder Kohlenoxydgas in einer Spannung von einer oder mehreren Atmosphären getrieben. Je gröfser die Spannung ist, desto weniger Zeit bedarf man für den Procefs. Der Druck wird von diesen Behältern durch die Röhre K weiter befördert.

. Diese Röhre steht durch eine Zweigröhre L mit dem Heizer und Entwickler in Verbindung, von dort geht die Röhre K zu den Retorten M für den Heizprocefs, dann weiter zu den Metallbehältern N und O und endlich zu den Schöpfgefäfsen P und R.

Der Behälter B enthält CO,, der Behälter C enthält C₂If₄ oder C₁ H₄ + CL, D enthält C, ο H_s oder C_{1 4} -H₁₀, E enthält H und F enthält N. ■

Diese Gase werden auf eine der bekannten Weisen dargestellt und von ihren bezüglichen Entwicklern durch die Hauptröhre X' durch eine Maschine in die betreffenden Behälter geprefst. Jeder Behälter steht mit der Röhre X' durch ein Verbindungsrohr und einen Absperrhahn in Verbindung. Oberhalb dieser Behälter befindet sich ein Hauptrohr O, welches wieder durch Zweigröhren mit jedem Behälter in Verbindung steht und mit Absperrhahn versehen ist. Das Rohr O läuft längs des Rohres K von dem Behälter A nach den Metallbehältern N und O und den Schöpfgefäfsen P und R.

Der Heizer und Gaserzeuger XX wird bei Blatt rV näher beschrieben, Fig. S und O O wird bei den betreffenden Blättern III und VI erklärt werden.

Blatt II stellt unser Schöpfgefäfs mit seinem Deckel und seiner Kammer dar, sowie die bewegliche Plattform, auf welche das gefüllte Gefäfs sammt Rollwagen geschoben wird. Alsdann wird das Gefäfs sammt Rollwagen und Plattform mittelst Rädern, Getrieben und Kurbel in die Höhe gehoben.

Fig. ι ist ein Aufrifs des Seitenrahmens P des Schöpfgefäfses, der aus starkem Eisen verfertigt ist.

Dieselbe zeigt auch die Seitenansicht der Kammer N über dem Deckel, welcher mittelst Bolzen an den beiden Seitenrahmen befestigt ist. Ferner zeigt Fig. 1 im Querschnitt das Hauptrohr K des in Blatt I dargestellten Behälters A, der atmosphärische Luft oder O oder C O enthält. Von diesem Hauptrohr K geht ein Verbindungsrohr in die Kammer N, so dafs die Gase von der Hauptröhre durch die Kammer und durch die in Fig. 2 im Schnitt gezeichneten Röhren in das zu behandelnde Metall geleitet werden können. In der Verbindungsröhre zwischen der Röhre K und dem Behälter N sitzt ein Absperrventil.

Die Röhre O zeigt dieselbe Anordnung wie die Röhre K und leitet den Inhalt von jedem der Behälter A B C D E F (s. Blatt I) und von dem Generator zu dem Gefäfse. Die Winkel-' bänder g halten diese Röhren. Ein Sicherheitsventil b sitzt auf der Kammer N.

Fig. 2 ist ein Schnitt durch das Schöpfgefäfs und zeigt dessen Rahmen P, die bewegliche Plattform R und die Träger, sowie die Kammer, den Abzugskanal, den Bewegungsmechanismus A, die Sohle W, aus Gufseisen angefertigt. Z ist der Kolben eines hydraulischen Apparates, wenn solcher an Stelle des Rädermechanismus

in Anwendung kommen sollte. Das Gestell S des Gefäfses ist aus Gufs- oder Schmiedeisen. Das Schöpfgefäfs L ist aus Schmiedeisen und mit Zapfen versehen, die in Lagern des Rahmens S liegen und mittelst Schraube und Schraubenrad bewegt werden, so dafs das Gefäfs gekippt werden kann.

An dem Schöpfgefäfs befindet sich eine Auslafsöffnung X mit Ventil B. Die Kammer Y bildet den Behälter, in welchen alle zur Behandlung des Metalls erforderlichen Gase gelangen, ehe sie durch die Diagonalröhren nach dem Metall in dem Schöpfgefäfs gelangen. Letzteres ist mittelst feuerfestem Thon mit dem Deckel A verbunden. Die Gase werden, bevor sie in den Behälter gelangen, in einer Retorte erhitzt. Q ist der feuerbeständige Stoff, mit dem Schöpfgefäfs, Kammer etc. ausgekleidet sind und aus welchem auch die Röhren bestehen. D ist die Stütze für den Ventilmechanismus des Abzugskanal es, und die Spindeln d bewegen die Ventile der vorhergenannten zwei Röhren, b oberhalb der Kammer Y ist das Sicherheitsventil. Der Vorsprung m ist eine Plattform, auf welche sich der leitende Techniker stellt.

Fig. 3 ist ein Grundrifs von oben gesehen und zeigt die Kammer, das Schöpfgefäfs, dessen Rahmen, sowie das Gestell, in und auf welchem sich alles befindet, ferner die verschiedenen Ventil vorrichtungen.

Fig. 4, 5 und 6 zeigen einen Retortenofen, welcher in Verbindung mit unserem nachher beschriebenen Flüssigkeitsprocefs angewendet wird; derselbe steht fest und sitzt in einer Linie mit den Apparaten des Flüssigkeitsprocesses. Dieser Retortenofen ist mit den vorher beschriebenen Hauptröhren iTund O₁ sowie auch mit dem Schöpfgefäfs und dem Metallbehälter, der nachher beschrieben wird, verbunden. Diese Retorten bestehen aus feuerbeständigem Material. Dieselben sitzen in Mauerwerk, und befindet sich unter denselben eine Feuerung. Oben an der Frontseite der Retorten befindet sich eine Oeffnung, durch welche die zur Behandlung des Materials erforderlichen Agentien eingeleitet werden. Wir heizen die Retorte durch die unten angebrachte Feuerung und füllen dieselbe alsdann mit Holzkohle, Koks, Mangan, Kalk und Kreide, welche mit gewöhnlichem Kohlentheer gesättigt ist und über welche wir eine Schicht Holzkohlen oder Koks breiten. Hierüber giefsen wir eine dünne Schicht von Na Cl ο&ζτΝαΝο_ζ oder HKO oder Na HO. Wenn die Masse in Flufs gekommen ist, entwickelt dieselbe unter dem Einflufs der Hitze Gase, welche in das zu behandelnde Metall eingeleitet werden und zu dessen Reinigung dienen.

Fig. 4 ist ein Aufrifs der Retorten. Fig. 5 ein Längenschnitt durch dieselben und Fig. 6 ein Grundrifs. Auf der Vordermauer der Retortenumfassung sitzt ein Gefäfs, welches durch eine Röhre und Absperrventil mit der Retorte in Verbindung steht und durch dieses Gefäfs wird eine abgemessene Menge Theer, der vorher durch Kalk filtrirt wurde, in die Retorten eingeführt und dient zur weiteren Reinigung des Metalles.

Blatt III ist unser Metallbehälter zum Reinigen, Raffiniren und Convertiren des Metalls und ist zur Aufnahme von 50 Tonnen Metall eingerichtet.

Fig. ι ist die Vorderansicht und zeigt die Füllöffnung mit ihrem Deckel und ihrem Querriegel, sowie die beiden Stichlöcher mit Schiebplatten und Ketten, sowie die Zuführröhren für den Einlafs des Hochdrucks oder der anderen für die Reinigung des Metalls erforderlichen Gase. Ferner die Ventile, den Bewegungsmechanismus für die beiden Ausströmventile und die Sicherheitsventile mit ihren Röhren. Endlich das Beobachtungsloch, den Pyrometer, das Manometer und die von der oberen Kammer in den Behälter hinabreichenden Röhren, ähnlich den bei dem Schöpfgefäfs beschriebenen.

Die hinabreichenden Röhren und die Kammer sind mit punktirten Linien gezeichnet.

Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie A-A in Fig. i. B (Fig. ι und 2) ist eine starke Eisenröhre mit einer flachen Seite F, welche die Sohle bildet, auf welcher die Röhre auf dem Mauerwerk K ruht. An die Seite der Röhre sind zwei Stützplatten V mit Winkeleisen aufgenietet.

An jeder Seite des Behälters sind OefFnungen 5 angebracht mit starken Thüren, Nieten Und Schrauben.

Beinahe auf der ganzen Länge der Röhre B sitzt oben die Kammer N und ist auf derselben mit Nieten befestigt.

Diese Kammer ist der Behälter, durch welchen alle zur Behandlung des Metalls erforderlichen Gase geleitet werden, ehe sie durch die hinabsteigenden Röhren zu dem Metalle gelangen. P sind die Sicherheitsventile, die auf der Kammer N ruhen. Die Ausströmöffnung H für die abziehenden Gase wird durch ein Ventil geschlossen oder geöffnet. Dieses Ventil nebst seinem Bewegungsmechanismus ist mit M bezeichnet. Durch die Hauptröhre K wird atmosphärische Luft oder O oder C O zugeleitet. Durch die Röhre O werden die Agentien durch die Verbindungsröhren b, die mit Ventilen a versehen sind, nach der Kammer N geleitet. η sind die Gufseisenträger für die Röhren O und K. d ist die Einlafsöffhung, durch welche das Metall eingefüllt wird. Dieselbe ist mit Querriegel verschlossen.

Das Metall gelangt durch die Zapfenlöcher h aus dem Behälter. i ist eine Beobachtungsröhre, j ist ein Pyrometer und k ein Manometer. Q ist das feuerfeste Material, aus welchem die in den Behälter hinabreichenden Röhren verfertigt sind und mit welchem alle Theile dieses Metallbehälters, die mit Feuer in Berührung kommen, ausgekleidet sind.

Blatt IV, Fig. ι, stellt den Heizapparat und Generator dar, sowie die Gefäfse mit ihren Röhren, Ventilen und Verbindungen; der eine Theil derselben ist im Durchschnitt und der andere im Aufrifs gezeichnet.

Fig. 2 ist ein Grundrifs durch die Linien i-i in Fig. i. Die Gebläseröhre B steht in Verbindung mit dem Gebläse und dem Behälter A in Blatt I.

Die Röhre S führt von der Röhre B nach dem Kopfe des Heizapparates, mit welchem sie verbunden ist.

Die Röhre P führt von dem Kopfe des Generators in die Hauptgebläseröhre B und von dort weiter zu dem Metall. In diesen Röhren sind Ventile / angebracht. Das Ventil k in dem Rohre B kann das Gebläse absperren, so dafs dasselbe durch unseren Apparat durchgehen mufs. Der cylindrische Luftheizapparat D besteht aus schmiedeisernen Platten, die circa dreiachtel Zoll dick und durch Winkeleisen aneinändergenietet sind. Etwa ι Fufs 6 Zoll von der Decke und dem Boden befinden sich schmiedeiserne Platten g, welche an innerhalbliegende Winkeleisen m von entsprechender Stärke genietet sind. Diese Platten sind durchlöchert und Röhren / von passendem Durchmesser sind mittelst besonderer Ringe zwischen den beiden Platten gg befestigt. Die Räume b b bilden Kammern. Die Luft tritt hier oben ein und geht durch die erhitzten Röhren nach der unteren Kammer und von da nach dem Generator. In den Raum zwischen diesen Röhren wird durch das Ventil E Dampf geleitet, durch welchen diese Röhren geheizt werden. S ist das Ventil, durch welchen der condensirte Dampf abgelassen wird.

R ist ein Manometer und υ ein Sicherheitsventil. Der Generator H mit seinem Gasbehälter und seinem Dampfmantel ist aus Schmiedeisenplatten von dreiachtel Zoll Dicke gefertigt und die Platten sind mit Winkeleisen und Nieten zusammengenietet.

Ungefähr ι Fufs 6 Zoll vom Boden des Generators ist eine Scheidewand, wodurch der leere Raum m' gebildet wird. In diesem Raum, welcher die Gebläsekammer bildet, befindet sich oben ein durchbrochenes Gitterwerk y\ das durch Winkeleisen befestigt ist. Um den oberen Theil des Generators sitzt ein Cylinder N, der in sieben Abtheilungen ABCDEF und G eingetheilt ist.

In diese sieben Abtheilungen werden die flüssigen Agentien eingefüllt, die Innenseiten derselben sind zu diesem Zwecke passend ausgekleidet. Diese sieben Abtheilungen sind wieder von einem anderen Cylinder S, dem Dampfmantel, umschlossen.

Oben auf dem Generator wie an dem Heizapparat sitzen Sicherheitsventile, ferner steht mit jeder der Abtheilungen ABCDEFG ein Flüssigkeitsstandzeiger y in Verbindung. g ist ein Manometer und α ein Brenner und Thermometer, um das Gas zu prüfen.

Die Innenseite des Generators ist mit Romancement circa ι Zoll dick ausgekleidet und "mit Asphalt überzogen, der mit heifsem Pech überstrichen ist.

Wir füllen den Generator über der Luftkammer mit einer Schicht Kalk, Holzkohlen oder Koks. Die sieben Behälter stehen durch Röhren Und Ventile m'¹ mit dem Generator in Verbindung, durch welche dann die in den Behältern befindlichen Gemenge geleitet werden. Der Behälter A enthält C₁₀ H_s, B Ci₄Zf₁₀, CHCl + C₁₀ H_s oder H₆ C,, D Cl + C₁₀ H_s, E eine Lösung von Na N O₃ +Ca O, welche durch heifsen trockenen Dampf möglichst stark condensirt ist; F enthält eine durch trockenen Dampf condensirte Lösung von HK O + NaHO -)- Ca O; G enthält CO¹.

Diese Gemenge werden in ihren Behältern und in dem Generator in Gas verwandelt. Diese Gase werden dann einzeln oder mehrere zusammen in Verbindung mit atmosphärischer Luft oder Sauerstoff direct in das Metall, entweder in das Schöpfgefäfs oder in den Metallbehälter geleitet. Dort gehen sie chemische Verbindungen ein mit dem in dem Metall enthaltenen Phosphor, Schwefel, Arsenik und Kiesel und es bildet sich Phosphorwasserstoff, Schwefelwasserstoff, Arsenwasserstoff, und der Kiesel wird auf der Oberfläche als Silicat flüssig. In Verbindung mit diesem Processe können wir uns auch des vorher beschriebenen Hochdruck-Processes bedienen.

Blatt V und VI beschreiben den Vacuum- oder Exhaustofen. In den Seiten der sechs Herde oder Terrassen des Ofens und den Seitenwänden des ganzen Ofens entlang sind Luftlöcher angebracht und Röhren, welche Luft oder O oder C₁ H₁ den geeigneten Herden zuführen. Ferner sind Löcher angebracht, um die in dem Ofen befindliche Masse umrühren zu können.

Blatt V zeigt den Ofen im Aufrifs und Grundrifs. Fig. ι ist der Aufrifs. Die Bogen, welche die Herdsohlen tragen, ruhen auf Pfeilern D. Die Herdsohlen B sind mit punktirten Linien gezeichnet. Das Erz wird von der Plattform P auf den Bogen K aufgeschüttet. Das Metall gelangt nach dem Behälter N von den oberhalb liegenden Herden B. Der Behälter N ist oben mit einem Sicherheitsventil L versehen.

X ist der abwärtsgehende Zug für die abziehenden Gase.

Fig. 2 zeigt den Grundrifs zum Theil im Schnitt.

Blatt VI zeigt Details des Blattes V. Fig. ι ist ein Längenschnitt und Fig. 2 ein Querschnitt eines Theiles des Vacuum- oder Exhaustofens.

D sind die Bogen, welche die Herdsohlen tragen und die Pfeiler. K ist der Bogen oder Tunnel, von welchem die Erze, Koks oder sonstiges Material durch die Oeffnungen a in die Herde B geschüttet werden. Die Röhren m sind mit Brennern nach Art der Bunsen'schen

Brenner versehen und dienen dazu, die Agentien zum Reinigen und Raffiniren des Metalls in die Herde einzuführen. An beiden Seiten der Ofenwand sind Stiegen angebracht.

Um das Metall in diesem Terrassenofen, also durch eine einzige Schmelze, in Stahl umzuwandeln, behandeln wir dasselbe, indem wir H durch die Röhren leiten, nachdem wir durch atmosphärische Luft oder besser O den Kohlenstoff entfernt haben. Wir benutzen H, um den Sauerstoff auszutreiben, zu welchem er grofse Verwandtschaft hat, während er das Eisen nicht angreift. Alsdann leiten wir unter Druck C₁ ο H_s oder C₁₄ JI₁₀ ein, und bringen dem Metall so viel Kohlenstoff bei, als zur Darstellung der gewünschten Stahlsorte nothwendig ist. Wir kühlen alsdann das Metall mit N ab, welches sich mit allem in dem etwa noch im Metall vorhandenen H verbindet. Soll jedoch das Metall in besonders feinen Stahl umgewandelt werden, so ist es jedenfalls besser, dasselbe in nnsere Schöpfgefäfse zu bringen und es in diesen zu behandeln und raffmiren.

Blatt VII zeigt unseren Heizausglüh- und Schweifsofen. Diese in Blatt VII dargestellten Oefen sind aus gufs- oder schmiedeisernen Platten hergestellt und mit feuerfestem Material ausgekleidet. Dieselben sind an aufrechtstehende Pfeiler und auf eine Herdsohle befestigt, welche letztere ihrerseits auf Mauerwerk ruht. Der Ofen wird von unten durch eine Feuerung geheizt. An der Kante eines jeden Ofenkopfes befindet sich eine starke gufseiserne Röhre, die von Ofen zu Ofen geht und in welche C₁ H^ oder irgend ein anderes der oben genannten Gase geleitet wird. Von dieser Röhre gehen zwei oder mehr Röhren hinab in jeden Ofen. Am oberen Theil dieser Röhren sind Abschlufsventile befestigt, welche den Zu stritt der Gase reguliren, und unter diesen Ventilen sind diese Röhren mit Löchern versehen, über welchen ein Schieber hin- und herbewegt werden kann, um den zur Verbrennung nöthigen Luftzutritt zu reguliren.

Fig. ι ist der Aufrifs eines solchen Retortenofens. Die Pfeiler P tragen die Ofenplatten und ruhen selbst auf der Sohle a. D sind die Seitenplatten des Ofens und K die Schiebthüre. Die Röhren B mit ihren Ventilen und Brennern versorgen die Oefen mit Gas und die punktirte Linie ο deutet die Linie der Ofenflammen an. Fig. 2 ist ein Grundrifs des Ofens und zeigt die Rostoberfläche sowie die Auskleidung mit feuerfestem Material. Fig. 3 ist ein Querdurchschnitt des Ofens mit dem Abzugskanal A und dessen Einströmröhre nebst Brenner B. Diese Zeichnung ist im Maafsstab von dreiviertel Zoll auf den Fufs gezeichnet.

Blatt VIII stellt unseren Puddelofen dar, der in derselben Weise wie der Heizofen construirt ist, nur hat derselbe einen beweglichen Boden, der in die Höhe gehoben und an den unteren Theil des Ofens angekittet werden kann. Fig. 1 ist ein Aufrifs dieses beweglichen Bodens und des Puddelofens.

Fig. 2 ist ein horizontaler Querschnitt durch den letzteren und Fig. 3 ein verticaler Querschnitt, in welchem der bewegliche Boden in die Höhe gehoben und an den Ofen befestigt gezeichnet ist. Das geschmolzene Metall wird in den beweglichen mit Rädern versehenen Boden in Mengen von circa einer Tonne eingefüllt und dort mit Hülfe der in Fig. 4, 5 und 6 dargestellten mechanischen Puddler gepuddelt.

Diese mechanischen Puddler bestehen aus. einem aufrechtstehenden Pfeiler, der durch eine Klaue an eine Welle befestigt ist. Diese Welle wird vor- und rückwärts bewegt mit Hülfe von Hebeln, die an derselben befestigt sind und durch irgend eine Kraft in Bewegung gesetzt werden. An dem oberen Theil des Pfeilers befindet sich eine Schale oder eine Kugel, an welche die Rührstange befestigt ist, die ihrerseits durch den hindurchgehenden Pfeiler bewegt wird. Wenn das Metall gepuddelt ist, oder wenn es ohne Puddeln rein genug ist, was auch bei unserer Erfindung vollkommen der Fall ist, denn bei allen von uns gemachten Experimenten war ein Puddeln nicht nöthig, so wird das Schweifsen in diesem Ofen vorgenommen.

Wir bereiten unser feuerbeständiges Material entweder in besonderen Formen, Blöcken oder Briquettes und stellen dasselbe aus folgenden Stoffen dar:

80 bis 90 Theile Quarz, 5 bis 10 Theile Graphit und 5 bis 10 Theile Asbest werden mit einer passenden Menge Blut zu einem Teige zusammengerührt, der dann getrocknet und ausgeglüht wird. Für eine geringere Sorte feuerbeständigen Materials nehmen wir möglichst reinen Quarz, den wir durch Thonerde mit einem grofsen Procentgehalte von Eisenoxyd binden.

Mittelst des von uns erfundenen Verfahrens können wir entweder gewöhnliches Roheisen, raffinirtes Roheisen, Holzkohlenroheisen, Schwarzblecheisen, Stahl, raffinirten Stahl, Gufsstahl, weichen oder harten Stahl und Schmiedeisen darstellen, auch können wir vermittelst unseres Verfahrens und unserer Apparate z. B. Kupfererze etc. behandeln, reinigen und raffmiren.

Bei den verschiedenen Experimenten, die mit unseren Apparaten und nach unserem Verfahren angestellt wurden, sind verschiedene Arten und Qualitäten Eisen behandelt worden; Erze, die wohl in der ganzen Eisenindustrie und besonders im Eisenhüttenfach bekannt sein dürften, z. B. No. 4 forge »Ferry Hill« pig, No. 4 foundry »Redbourne« pig, Stokton cinder pig, old scrap iron, »Northhamptonshire« pig und No. 4 und 5 »Kirkless Hill« pig etc.

Diese verschiedenen Eisenerze wurden gereinigt und raffmirt und die längste Zeit, welche die Reinigung und Raffinirung in Anspruch nahm, war 15 Minuten.

Diese pig irons wurden gereinigt und feinste Platten von grofser specifischer Dichtigkeit daraus gemacht, die besser als die unter dem Namen Yorkshire plates rühmlichst bekannten Platten waren. Verschiedene Qualitäten Wigan iron wurden nach unserem Verfahren behandelt und giebt ein Sachverständiger von bedeutendem Namen in England, der unsere Muster analysirte und erprobte, folgendes Urtheil hierüber ab: Nach unserem Verfahren behandeltes Eisen brach erst bei 27 Tonnen auf den Quadratzoll, während das nach seitherigem Verfahren behandelte Metall bei 17,4 Tonnen auf den Quadratzoll brach. Die Dehnbarkeit unseres Eisens war 22,6 pCt. gegen 1,3 pCt. des anderen Metalls.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Der durch Zeichnung und Beschreibung erläuterte Terrassenofen zur directen Eisendarstellung.

   Hierzu 8 Blatt Zeichnungen.