Drehofen für die thermische Gewinnung von lliagnesium. Für die thermische Gewinnung von Mag nesium durch Reduktion von magnesiahalti- gen Rohstoffen mit Hilfe von Silizium, Alu minium und ähnlichen keine gasförmigen Oxy dationsprodukte liefernden Reduktionsstoffen sind schon Öfen der verschiedensten Bauweise vorgeschlagen worden.
Allen diesen Ofen typen haftet jedoch der Nachteil an, dass sie für die Durchführung des Verfahrens im gross technischen Massatabe nicht geeignet sind, und zwar deshalb, weil sich die besonderen Bedingungen, unter denen das Verfahren durch geführt werden muss, bei einer Vergrösserung der Vorrichtungen auf die hierdurch bedingten Abmessungen erschwerend bemerkbar machen. Für eine Durchführung des Verfahrens bei Atmosphärendruck, d. h. in einer Wasserstoff atmosphäre, sind die meisten Werkstoffe bei einer Vergrösserung der Abmessungen der Öfen den auftretenden Beanspruchungen bei den hohen Reduktionstemperaturen nicht mehr ausreichend gewachsen.
Wird aber das Ver- fahren bei entsprechend niedrigeren Tempe raturen unter Anwendung eines hohen Va kuums durchgeführt, so ergibt sich die Auf gabe, die einzelnen Teile der Vorrichtung vakuumdicht auszubilden und auch das zu verarbeitende Rohstoffgemisch und die festen Reaktionsrückstände, sowie das erzeugte Me tall in den Ofen ein- bezw. aus ihm auszu schleusen oder sonstwie abzuführen, was be sonders dann erhebliche apparative Schwie rigkeiten bereitet, wenn durch Anwendung eines Drehofens oder dergleichen das Reak tionsgemisch während der Umsetzung umge wälzt werden soll.
In wärmetechnischer Ein sicht erweist sich ein langgestreckter Ofen wegen der erheblichen Ausstrahlungsverluste als ungünstig. Auch einer Beheizung des Reaktionsgemisches durch strahlende Wärme, insbesondere durch im Ofen selbst angeord nete Wärmestrahlungselemente,stellen sich bei langgestreckter Bauweise des Ofens erhebliche Schwierigkeiten konstruktiver Art entgegen. Gegenstand der Erfindung ist ein Ofen zur thermischen Erzeugung von Magnesium. Er kann so gebaut werden, dass seine Lei stungsfähigkeit grosstechnischen Anforderun gen entspricht, indem in ihm beispielsweise 250 kg Magnesium und mehr je Tag erzeugt werden können.
Der erfindungsgemässe Ofen ist gekenn zeichnet durch einen zylindrischen Reaktions raum, dessen Durchmesser mindestens gleich seiner Länge ist, und der in der Mitte seiner Längserstreckung, aber tangential angeordnet, eine Öffnung für die Zuführung des Reak tionsgemisches und für die Austragung der festen Reaktionsrückstände aufweist.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Aus führungsbeispiel des Ofens dargestellt.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt und Fig. 2 ein Schnitt nach Linie a-a von Fig. 1.
In der Zeichnung ist A ein in Form eines liegenden Zylinders ausgebildeter Reaktions raum, dessen Durchmesser gleich oder grösser ist als die Länge des Zylinders. Der Reak tionsraum ist von einer gut wärmeisolierenden keramischen Ausmauerung B begrenzt. Die Eintragung des Reaktionsgemisches und die Austragung der festen Reaktionsrückstände erfolgt durch eine gemeinsame Öffnung C, die in der Längsmitte des Reaktionsraumes A, aber tangential zu seinem Umfange angeord net und nach dem Innern des Reaktionsrau mes zu trichterförmig erweitert ist.
Die tan- gentiale Anordnung der Ein- und Austritts öffnung C hat einmal den Vorteil, dass das einzuführende Gut bei Eintritt in den Ofen in stetigem Strom in seine normale Bahn bewegung durch die Drehung des Ofens über geführt wird, ein Vorteil, der für die Aus tragung des Reaktionsrückstandes in umge kehrtem Sinne ebenfalls erreicht wird.
In folge der tangentialen Anordnung der Ein- und Austragsöffnung wird gegenüber einer radialen Anordnung derselben erreicht, dass ihre trichterförmige Erweiterung tiefer in das Ofeninnere verlegt wird, so dass das unaus- gewuchtete Drehmoment des Beschickungs trichters verringert wird.
Die Beheizung des Reaktionsgutes erfolgt durch in der Mitte des Reaktionsraumes um die Achse desselben angeordnete, an sich be kannte Wärmestrahlungselemente D; diese Anordnung ist einmal durch die gedrungene Form des Reaktionsraumes, die die Verwen dung von nur an den Stirnflächen des Reak tionsraumes abgestützten, im übrigen jedoch freitragenden Strahlungselementen gestattet, dann aber auch dank der tangentialen Zu führung des Reaktionsgemisches möglich, welch letztere eine Beschädigung der Wärme- atrahlungselemente durch das zugeführte feste Reaktionsgemisch unmöglich macht.
Die Abführung der bei der Reaktion ent wickelten Magnesiumdämpfe erfolgt in der Achse des Ofens durch eine Öffnung E, die so eng gehalten ist, dass sie eine möglichst weitgehende Wärmeabschirmung des Kon densationsraumes von dem Reaktionsraum er möglicht. 1)ie Dämpfe gelangen dann in den Kondensationsraum F von verhältnismässig grossen Abmessungen, der als in der Achse des Ofens angeordneter, kühl- und heizbarer Zylinder ausgebildet ist. An seinem von dem Reaktionsraum abgewendeten Ende trägt der Kondensationsraum eine Abstichöffnung G und ferner, ebenfalls in axialer Anordnung, einen Vakuumstutzen H.
Als Werkstoff für den Kondensationsraum kommt keramisches Material wegen der Ge fahr einer Reaktion des erzeugten Magne siums mit den Bestandteilen desselben, sowie wegen der Gefahr einer Fugenzerstörung durch das heisse 111agnesium nicht in Frage. Bleibt somit als Werkstoff hierfür nur Me tall übrig, so muss dieses der Forderung ent sprechen, dass es bei den in Frage kommen den Temperaturen vakuumdicbt und auch wasserstoffdicht ist und von geschmolzenem Magnesium nicht angegriffen wird. Aus letz terem Grunde scheiden die sonst als wärme beständig bekannten, nickelhaltigen Eisen legierungen von vornherein aus.
Die meisten der dann noch verbleibenden wärmebeBtän- digen Legierungen sind jedoch nicht wasser- stoff bezw. vakuumdicht.
Es wurde jedoch gefunden, dass Eisen-Chrom-Legierungen mit etwa 5 bis 30 %, vorzugsweise etwa 6 bis 8% Chrom, die gegebenenfalls zur Verringe- rung der Verzunderung auch noch Silizium in Mengen von 0,5 bis 10% und bezw. oder Aluminium in Mengen von 0,
7 bis 2 % ent- halten können, den hier vorliegenden Anfor derungen völlig gewachsen sind.
Vorzugsweise erfolgt die Kondensation der Magnesiumdämpfe durch entsprechende Kühlung der Wände des Kondensationsrau mes, worauf anschliessend während des Ofen stillstandes, zwecks Entleerung und Füllung, unter Zuführung von Wasserstoff durch den Vakuumstutzen H der Kondensationsraum bis über den Schmelzpunkt des Magnesiums be heizt wird, so dass das Magnesium flüssig abgestochen werden kann. Zum Zwecke der Heizung des Kondensationsraumes ist dieser von einer Heizspirale J umgeben. Er trägt ferner zwecks Verringerung der Wärmeaus strahlung eine Haube .K, die mit Luftklappen L zur Erzielung einer rascheren Kühlwirkung in der Kondensationsstufe versehen ist.