CH199537A - Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von Oxyden. - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von Oxyden.    Es sind schon rotierende, elektrisch ge  heizte Reduktionsöfen bekannt, in welchen  der Heizstrom durch das mit Kohle ver  mischte Mineral, z. B. Eisenerz,     hindurch-          geschickt    wird. Da der Widerstand des     Mine-          rals    aber vor und nach der Reduktion sehr  verschieden ist, kann diese Heizung nicht als  zuverlässig angesehen werden. Auch kann der  entstehende Eisenschwamm zwischen den  Elektroden für den Strom Brücken bilden, in  welchen infolge der starken Erhitzung der  Eisenschwamm zu sintern beginnt, was Be  triebsstörungen zur Folge hat.  



  Das Verfahren und die Vorrichtung ge  mäss vorliegender Erfindung erlauben, die vor  erwähnten Übelstände zu beheben.  



  Gemäss dem Verfahren wird das Oxyd  mit der zur Reduktion nötigen Beimengung  in einem     ringförrnigen,    geschlossenen Gefäss  durch einen von einem Transformator in der  Gefässwand erzeugten Induktionsstrom auf die  Reduktionstemperatur erhitzt.  



  Dieses Verfahren bietet gegenüber den  bisher bekannten     Reduktionsverfabren    den    wesentlichen Vorteil,     dass    die Temperatur  genau auf dem zur Reduktion nötigen Wert  gehalten werden kann und, da das Oxyd  selbst für die elektrische Heizung nicht her  angezogen wird, jede Gefahr einer     Sinterung     ausgeschlossen ist.  



  Die beiliegende Zeichnung zeigt beispiels  weise schematisch eine Ausführungsart der  Vorrichtung.  



       Fig.   <B>1</B> ist ein     Aufriss;          Fig.    2 ist ein     Grundriss    im Schnitt;       Fig.   <B>3</B> ist eine Einzelheit in grösserem  Massstab.  



  In den     Fig.   <B>1</B> und 2 ist<B>10</B> das Magnet  gestell eines Transformators und<B>11</B> dessen  Primärwicklung. Die Sekundärwicklung ist  durch das ringförmige, geschlossene Metall  <B>gefäss</B> 12 gebildet, das nach aussen gegen  Wärmeverlust durch die Isoliermasse<B>13</B> ge  schützt ist. Das Ganze ist von einem durch  Seitenplatten 14     und    einem Ring<B>15</B>     gebil-          cleten    Mantel umgeben. Sowohl die Seiten  platten 14, als auch der Ring<B>15</B> müssen       nat & lich    unterteilt und gegeneinander isoliert      sein, da sie sonst eine kurzgeschlossene Win  dung darstellen und infolgedessen auch vom  Induktionsstrom geheizt würden.  



  Der so gebildete Behälter     ist    in Lagern  <B>16</B> drehbar und wird mittelst eines an seinem  Umfang angebrachten Zahnkranzes<B>17</B> und  einem damit in Eingriff stehenden Zahnrad<B>18</B>       (Fig.   <B>1)</B> angetrieben.  



  Das Gefäss 12 ist mit einer Füllöffnung<B>19</B>  versehen und weist ausserdem auf seinem Um  fang in regelmässigen Abständen verteilte  Ventile 20 auf zur Ableitung der bei der  Reduktion entstehenden Gase.  



  Die Ventile 20 werden elektrisch ge  steuert und sind zu diesem Zweck wie auf       Fig.   <B>3</B> dargestellt ausgebildet.  



  Die Wand des Behälters 12, die Isolier  masse<B>13</B> und der Ringmantel<B>16</B> werden von  einem Kanal 21 durchsetzt, dessen     Atismün-          dung    in den Behälter 12 durch einen Ventil  körper 22 verschlossen wird. Die Ventil  spindel<B>23</B> untersteht einerseits dem     Einfluss     einer Feder 24, welche den Ventilkörper 22  auf die Kanalöffnung 21 drückt, und ander  seits dem     Einfluss    eines     Elektromagrietes    25,  welcher, wenn er erregt ist, den Ventilkörper  22 von der Öffnung 21 abhebt.  



  Um den Teil des Ventilgehäuses 20, in  welchem der Elektromagnet untergebracht ist,  vor den heissen Abgasen zu schützen, trägt  die     Veritilspindel   <B>23</B> einen zweiten Ventil  körper<B>26,</B> welcher, wenn das Ventil 22 ge  öffnet wird, auf einen     kegeligen    Sitz<B>27</B> auf  liegt und so das äussere     Ventilgehätise    vom  Kanal 21 vollständig absperrt.  



  Die aus den Kanälen 21 austretenden Gase  gelangen in einen Sammelkanal<B>28</B> und wer  den von da aus durch eine Leitung<B>29</B> in  einen zweiteiligen Behälter gebracht, dessen  einer Teil,<B>30,</B> sich mit dein Ofen dreht, der  andere,<B>31,</B> dagegen stillsteht. Von diesem  letzteren aus werden die Gase durch eine  Leitung<B>32</B> in einen Hauptbehälter abgeführt.  



  Der     Saminelkanal   <B>28</B> bildet natürlich  keinen geschlossenen Ring, sondern ist, wie  aus     Fig.   <B>1</B> ersichtlich, unterbrochen,     undzwar     in dieser Figur zwischen den zwei am tief  sten liegenden Ventilen 20. Die Leitung<B>29</B>    befindet sich dann in dieser Lage in der Mitte  der obern Hälfte des Gefässes 12.  



  Damit sich die Ventile 20 nur öffnen,  wenn sie sich oberhalb der durch die Dreh  achse gebenden Horizontalebene befinden, um  eine Verstopfung durch eintretendes Mineral  zu vermeiden, werden sie elektrisch gesteuert,  und zwar wie aus     Fig.   <B>3</B> ersichtlich.  



  Auf der Drehachse des Ofens befinden  sich zwei Kontaktringe     33    und 34, an welche  die Elektromagnete 25 angeschlossen sind.  Der Kontaktring 34 ist entsprechend der An  zahl der Ventile 20 unterteilt. Auf beiden  Ringen     83    und 34 liegen an eine Stromquelle  angeschlossene Bürsten auf, und die Lage  derjenigen, welche mit dem Ring 34 in Be  rührung steht, ist so gewählt,     dass    die Elek  tromagnete 25 erst erregt werden, wenn sie  sich oberhalb der durch die     Drebachse    geben  den Horizontalebene befinden, so     dass    kein  Mineral in die Kanäle 21 eintreten kann.  



  <B>Es</B> ist klar,     dass    die Ventile 20     ebenso-          gut    mechanisch gesteuert werden könnten,  indem sie in der geeigneten Lage zum Bei  spiel durch entsprechende Anschläge geöffnet  würden.  



  Die     Wirkungswei8e    dieser Vorrichtung ist  folgende:  Nachdem durch die Füllöffnung<B>19</B> eine  genügende Menge Mineral mit der zur Re  duktion nötigen Beimengung in den Behälter  12 eingeführt worden ist, um ihn ungefähr  bis zur Hälfte auszufüllen, wird Strom in die  Primärwicklung<B>11</B> geschickt und dem Be  hälter langsam eine Drehbewegung erteilt.

    Dessen Wandungen erhitzen sich durch den  in ihnen erzeugten Induktionsstrom, und da  sie in     bezug    auf die Masse des Minerals eine  verhältnismässig grosse Fläche darstellen, er  folgt die Wärmeabgabe an     ihn    sehr     raF;zb.     Diese Wärmeabgabe findet praktisch nur nach  dem Innern des Behälters 12 statt, weil er  nach aussen nach allen Richtungen durch die       Isolierma88e   <B>13</B> gut geschützt ist. Es können  demnach nur unbedeutende Wärmeverluste  entstehen.  



  Da die Mineralmasse mit ihrer Beimen  gung infolge der Drehbewegung andauernd      untereinander vermischt wird und somit  stets neue Teile mit den erhitzten Wandun  gen in Berührung kommen, erfolgt die Ver  teilung der Wärme in der Masse sehr regel  mässig.  



  Das Mineral kommt nur mit den Wan  dungen des Gefässes 12 in Berührung und  kann daher auch keine andere Temperatur  annehmen, als diejenige des Gefässes selbst,  denn es besteht keine Möglichkeit,     dass    ihm  von irgend einer Stelle eine höhere Tempera  tur mitgeteilt wird. Somit ist auch jede Ge  fahr einer Überhitzung und damit verbundener       Sinterung    vollständig ausgeschlossen.  



  Durch Veränderung des in die Primär  wicklung<B>11</B> geschickten Stromes kann die  Temperatur im Gefäss 12 verändert werden.  Man hat es also in der Hand, dieses Gefäss 12  nur auf die genaue Reduktionstemperatur zu  erhitzen.  



  Da die für jedes Mineral nötige Zeit zur  Durchführung der Reduktion leicht festzu  stellen ist, wird jeder unnötige Stromver  brauch vermieden.  



  Die bei der Reduktion entstehenden Gase  werden, wie oben beschrieben, aus dem obern,  leerstehenden Teil des Gefässes 12 durch die  Ventile 20 und die Kanäle<B>28</B> und<B>29</B> zwecks  Weiterverwendung abgeführt.  



  Es können natürlich nach dem beschriebe  nen Verfahren nicht nur Eisenoxyde behan  delt werden, sondern auch andere Metall  oxyde oder Oxyde von Nichtmetallen.

Claims (1)

1. PATENTANSPR-UCH I: Verfahren zur Reduktion von Oxyden, da durch gekennzeichnet, dass das Oxyd mit der zur Reduktion nötiger) Beimengung in einem ringförmigen, geschlossenen Gefäss durch einen von einem Transformator in der Gefässwand er zeugten Induktionsstrom auf die Reduktions temperatur erhitzt wird. UNTERANSPRUCH: <B>1.</B> Verfahren nach Patentanispruch <B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass das Mineral mit seiner Beimengung während der Erhitzung im Gefäss selbst durch Rotation desselben fort während gemischt wird.

   PATENTANSPRUCH II: Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekenn zeichnet, dass ein ringförmiges, drehbar ge lagertes, geschlossenes, für die Aufnahme des zu reduzierenden Oxyds bestimmtes Gefäss die Sekundärwicklung eines Transformators bildet. UNTERANSP]RüCEE: 2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, ge kennzeichnet durch eine von einem Magnet gestell getragene Primärwick) ung, <I>um</I> wel che das die Sekundärwicklung bildende, ringförmige, geschlossene Metallgefäss dreh bar gelagert ist.

   <B>3.</B> Vorrichtung nach Patentanspruch H und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die Sekundärwicklung des Trans formators bildende Metallgefäss in einer senkrechten Ebene drehbar ist und mit Auslassöffnungen für die bei der Reduktion entstehenden Gase versehen ist. 4.

   Vorrichtung nach Patentanspruch H und den Unteransprüchen 2 und<B>3,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnungen für die bei der Reduktion entstehenden Gase durch Ventile geschlossen werden, welche derart gesteuert sind, dass sie nur geöffnet werden, wenn sie sich oberhalb der durch die Drehachse der Vorrichtung gehenden Horizontalebene befinden. <B>5.</B> Vorrichtung nach Patentanspruch H und den Unteransprüchen 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um die bei der Reduktion entstehenden Gase zwecks Weiterverwendung in einen Sammelbehälter zu führen.