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Verfahren zur Erzeugung von Eisenschwamm im Drehrohrofen. Einer der
ältesten Versuche, um eine wirtschaftliche Herstellung des Eisens aus seinen Erzen
unter Umgehung des Hochofens anzustreben bzw. den Rennfeuerprozeß wirtschaftlicher
zu gestalten, dürfte in der deutschen Patentschrift 24)5 vom Jahre 1877 angegeben
sein.
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Gemäß diesem Vorschlage sollte ein Gemenge von Erz, Flußmitteln und
Kohle in einer rotierenden Kammer, deren Durchmesser nahezu der Länge der Kammer
gleich kam, mit einer Flamme behandelt werden, in der eine vollständige Verbrennung
der Gase stattfinden sollte, genau so, wie dies beim Rennfeuer der Fall ist. In
dieser Kammer wurde die Beschickung derart behandelt, daß d-i,e an dem einen Stirnende
.der Kammer eintretende Flamme an dem gleichen Ende der Kammer austritt, so daß
die ganze Kammer bzw. die ganze Beschickung derselben gleichmäßig auf die gleiche
Temperatur erhitzt wird, sich also die ganze Beschickung. in der gleichen Phase
der ,Verarbeitung befindet. Außerdem sollte die Temperatur in der ganzen Kammer
so hoch gehalten werden, daß am Ende der Reduktion eine flüssige Schlacke gebildet
wird, die den Eisenschwamm gegen Oxvdation schützen soll.
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Mit dieseln Verfahren gelang es jedoch nicht, die dem Rennfeuer anhaftenden
Nachteile zu beseitigen, so daß es fallen gelassen worden ist, bis in neuerer Zeit
die Versuche zur praktisch brauchbaren Ausgestaltung desselben wieder aufgegriffen
worden sind. -Man erblickte den Grund der Unwirtschaftlichkeit bzw. des großen Brennstoffverbrauches
beim älteren Versuche darin, daß bei demselben eine vollständige Verbrennung der
Heizgase stattfand, also in der Kammer eire stärk oxydierende Atmosphäre herrschte.
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Deshalb schlug inan, z. B. gemäß der Patentschrift 157580 und der
amerikanischen Patentschrift 930764 vor, die Erhitzung durch reduzierende Gase zu
bewirken. Dabei sollte statt der chargenweise arbeitenden rotierenden Kammer der
Patentschrift 2495 ein ununterbrochen arbeitender Dnehrohrofen benutzt werden.
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Das Erz sollte aber auch hier, wie bei allen Vorschlägen, die die
Eisenreduktion im Drehrohrofen bezweckten, in fein gemahlenem Zustande verarbeitet
werden.
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Aber auch dieser Ofen muß mit sehr schlechtem Wirkungsgrad und mit
einem niedrigen Reduktionskoeffizienten arbeiten, da sich eine gute Ausnutzung des
Brennstoffes i!ur bei vollkommener Verbnennung und nicht unter Benutzung einer stark
reduzierenden Flamme zur Erhitzung des 1Töllers oder gar mittels eines -Verfahrens
erzielt werden kann, bei dein, wie in der Patentschrift 257582, die Reduktion des
Erzes nicht durch die feste Kohle, sondern hauptsächlich durch die stark reduzierenden
Heizgase bewirkt werden soll.
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Gemäß der Erfindung werden die Nachteile des Reduktionsverfahrens
im rotierenden Ofen nicht durch Benutzung einer reduzierenden Flamme zur Innenbeheizung
desselben,
sondern vielmehr lediglich di@durch beseitigt, daß die
Verbrennung dW Aden @löller im
| Gegenstrom erhitzenden se mit einem |
genügenden Luftüberscht1B
ei, @"dIgt, um nicht nur die,in die Trommel eingeführten,
sondern auch die in derselben entwickelten flüchtigen brennbaren Stoffe ohne Erreichung
der zur Schlackenbildung erforderlichen Temperatur des durch den Kohlenzusatz gegen
Reoxydation geschützten Möllers innerhalb der Trommel zu verbrennen.
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Es hat sich herausgestellt, daß hierbei die Reduktion im Drehrohrofen
unter so günstigen Verhältnissen vonstatten geht, daß während die Reduktion ohne
schützende Schlackenbildung bis zu 85 Prozent Fe und darüber getrieben werden kann,
sich in den aus dem Drehrohrofen entweichenden Gasen keine nennenswerten Kohlenoxvdinengen
befinden, so daß sich das Verfahren durch eine möglichst hohe Wärmeausbeute des
Brennstoffes auszeichnet.
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Bei den erfolgreichen Versuchen war die Temperatur des Möllers am
Austragungsende :d,es Drehrohrofens etwa 90o° C, während die
| eizgase an dieser Stelle eine Temperatur von |
wa i2oo° C besaßen und den Drehrohrofen fiiit etwa .f000 C verließen.
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Die durch das Verfahren geschaffenen Verhältnisse erübrigen die Pulverisierung
des Erzes, ohne den Grad der Reduktion herabzusetzen.
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Da die in das Drehrohr einzuführenden @Vürmemengen durch eine möglichst
vollkonilnene .Verbrennung erzeugt werden und das hei der Reduktion des Erzes durch
den festen Brennstoff entwickelte Kohlenoxyd durch einen den Heizgasen beigemischten
ursprünglichen Sauerstoffüberschuß oder durch in den Rohrofen eingeführte Sekundärluft
noch in (fein Rohrofen verbrannt wird, enthalten die aus dem Drehrohr entweichenden
Gase keine nennenswerten Mengen brennbarer Gase, so daß der Brennstoff
mit sehr gutem Wirkungsgrad ausgenutzt wird.
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Gemäß der amerikanischen Patentschrift 1050735 ist es wohl schon vorgeschlagen
worden, die in das Drehrohr eingeführten Heizgase vollkommen zu verbrennen, doch
erfolgte die Verbrennung nicht mit einem Luftüberschuß, so daß die in dem Drehrohr
selbst entwickelten flüchtigen brennbaren Stoffe unverbrannt entwichen und einen
uni so größeren Wärmeverlust darstellten, je weiter die Reduktion in dem Drehrohr
geht. Übrigens wird in der erwähnten Veröffentlichung auf diese Reduktion keinerlei
Wert gelegt, obwohl >ie sich unter den im Drehrohr geschaffenen `'erhältnissen nicht
ganz vermeiden läßt, vielmehr wird lediglich eine Vorwärmung des Gutes beabsichtigt,
um den Stromverbrauch in dem dahinter geschalteten elektrischen Ofen zu vermindern.
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Dadurch, daß beim neuen Verfahren die Abgase keine nennenswerten Mengen
brennhares Gas (Kohlenoxyd) enthalten, ist das neue Verfahren sowohl diesem als
dem Flochofenverfahren überlegen.
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Die Wärme der Abgase kann noch zur Vorwärmung des Möllers und der
Verbrennungsluft herangezogen werden. Aus diesem Gesichtspunkt ist es zweckmäßig,
mit dem Erz und der Kohle gleichzeitig auch die zur Schlackenbildung erforderlichen
Zuschläge, wie Kalk und Flußspat, beizumengen, obwohl die Erhitzung in dem Rohrofen
nicht bis zur Schlackenbildung erfolgt. Es kommt hier also lediglich auf die Wärmeausnutzung
zur Erhitzung der Zuschläge an. Der im Drehrolirofen erzeugte Eisenschwamm wird
in einem zweiten Ofen eingeschmolzen.
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Die zur Beheizung des Drehrohrofens dienenden Heizgase können durch
Verbrennen eines beliebigen Brennstoffes erzeugt werden. Die Menge des- in den Rohrofen
eingeführten Kohlenoxyds darf zwecks der wirtschaftlichen Wärmeausbeute nicht so
hoch sein, daß sich im Rohrofen eine reduzierende Flamme oder Atmosphäre bildet,
vielmehr soll die Flamme unter Verbrennung auch der im Ofen selbst entwickelten
flüchtigen brennbaren Stoffe lediglich eine möglichst günstige kalorische Wirkung
ausüben, während die Reduktion selbst ausschließlich durch den mit Erz vermischten
festen Brennstoff bewirkt wird.