DE247011C

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Publication number: DE247011C
Application number: DENDAT247011D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES A

PATENTAMT.

Der Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung von Eisen unmittelbar aus Erzen in der Weise, daß zur Reduktion der Eisenerze und gleichzeitigen Einschmelzung des dabei entstehenden Eisens reiner Sauerstoff gleichzeitig mit einem anderen Gase vermischt oder getrennt in die in einen besonderen Kohlenraum eingetragene Steinkohle eingeblasen und der dabei resultierende Gasstrom dem gesonderten Schmelzraum zugeführt wird.

Es sind bereits Verfahren bekannt geworden, bei denen Gasströme zur Reduktion der Erze verwendet werden, und wobei Brennstoff einerseits und Erze und Zuschläge andererseits in getrennten Räumen untergebracht sind.

Bei diesen bekannten Verfahren bestand jedoch die Schwierigkeit, die Dicke der Brennmaterialschicht so zu bemessen, daß sich Kohlenoxyd und Kohlenwassersoff einerseits und Kohlensäure andererseits in einem richtigen Verhältnis zueinander befinden und zugleich eine genügend hohe Temperatur erzeugt wird, um eine vollständige Reduktion der Erze zu sichern.

Diese Schwierigkeit wird bei der Erfindung dadurch beseitigt, daß nicht Luft, sondern reiner Sauerstoff Verwendung findet, um durch die energische Verbrennung der Kohle bei Abwesenheit von Stickstoff und Kohlensäure eine kräftige Reduktion der Eisenerze zu erzielen.

Zur Vermeidung der bei Anwendung reinen Sauerstoffs leicht auftretenden Übertemperatur, die nicht nur eine Schmelzung der Erze, sondern auch des Ofens selbst herbeiführen würde, wird nach dem neuen Verfahren gleichzeitig mit dem reinen Sauerstoff noch ein anderes, stickstofffreies Gas eingeführt, welches entweder nur durch seine niedrige Temperatur oder auch durch Umsetzung mit dem vorhandenen Brennmaterial die Temperatur, die durch die Verbrennung der Brennmaterialien in reinem Sauerstoff entsteht, so weit herabsetzt, um schädliche Einwirkungen auszu- schließen und nur die Durchführung der gewollten Reaktion zuzulassen.

Es sind bereits ähnliche Verfahren, die ein möglichst stickstofffreies Gas erstreben, be- , kannt, doch scheitert ihre Anwendung in der Praxis daran, daß die Erreichung der erfor-' derlichen hohen Temperaturen, wenn überhaupt, so doch nur unter solchen Umständen möglich ist, daß die gesamten Anlagen in kurzer Zeit zerstört werden. Es sind auch bereits Verfahren zur Herstellung von Wassergas vorgeschlagen, die zur Verbrennung des Brennmaterials sehr sauerstoffreiche Luft gleichzeitig mit Wasserdampf einführen wollen. Von einer Anwendung des so gewonnenen Gasgemisches für die Zwecke der Eisenerzeugung ist aber niemals die Rede gewesen.

Der Apparat, in welchem das neue Verfahren ausgeführt wird, ist bekannt; er besteht im wesentlichen aus folgenden Teilen:

1. dem Kohlenraum a mit durch Schieber b, b¹ dicht verschließbarem Füllapparat c und Öffnungen zum Eintritt des Gasgemisches sowie zum Austritt der erzeugten Reduktionsgase,

2. dem daran stoßenden Erzraum d mit öder ohne Gasfang, .'.·'.,

Claims

3. dem am tiefsten Punkt befindlichen Herd e oder Sammelraum für Eisen und Schlacke mit Abstichöffnungen f,

4. der Vorrichtung für das Einführen des Gasgemisches in den Kohlenraum, wie z. B.

Düsen g, Kasten h o. dgl.

Das Verfahren selbst wird in folgender Weise ausgeführt:

Nachdem der Beschickungsraum mit den Eisenerzen und dem Zuschlag und der Kohlenraum mit dem Brennstoff beschickt worden ist, wird der Ofen angeblasen. Nun werden entweder getrennt für sich, aber gleichzeitig reiner Sauerstoff und Wasserdampf oder ein Gemisch dieser beiden Gase in die Kohle eingeblasen. Der Sauerstoff erzeugt zuerst in Berührung mit der Kohle Kohlensäure, welche sich aber nach und nach durch ihre weitere Berührung mit der Kohle in Kohlenoxyd verwandelt. Der gleichzeitig eintretende Wasserdampf bildet mit der Kohle das bekannte Wassergas, ein Gemisch von Wasserstoff- und Kohlenoxydgas. Wie bereits gesagt, wird durch den Wasserdampf und dessen Zersetzung die durch den Sauerstoff erzeugte Übertemperatur je nach der eintretenden Menge von Wasserdampf herabgesetzt. Der reduzierende Gasstrom, bestehend aus Kohlenoxyd, Wasserstoff und einigen Destillationsprodukten, verläßt den Kohlenraum mit der für die Schmelzung des reduzierten Erzes nötigen Temperatur und durchstreicht den Erzraum, zuerst schmelzend, dann reduzierend und dadurch nach und nach in Kohlensäure und " Wasserdampf übergehend, um endlich nach womöglich gänzlicher Umwandlung in Kohlensäure und Wasserdampf und Abgabe seiner Wärme an das Erz dem Apparate zu entweichen. Die so entweichenden Gase können aber auch durch einen Gasfang aufgefangen und wieder in den Kohlenraum eingeblasen werden, wobei dann die Kohlensäure durch ihre Berührung mit der Kohle ebenfalls Kohlenoxyd bildet und so einen Teil des Wasserdampfes ersetzen kann. Die Erze bewegen sich in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen des Gasstromes, werden zuerst vorgewärmt, dann fängt die Reduktion an und schreitet wegen der Abwesenheit von Stickstoff und Kohlensäure äußerst schnell vorwärts, schließlieh erfolgt die Schmelzung, und Metall und Schlacke sammeln sich in dem Herd. Da die Erze nicht mit Koks in Berührung kommen, wie im Hochofen, so erfolgt auch keine Kohlung des Eisens. Aus derselben Ursache ist auch eine Verunreinigung durch Schwefel weniger zu befürchten, und bei einer stark kalkhaltigen Beschickung ist Aussicht vorhanden, daß die, Phosphorsäure nicht zersetzt wird und wenig '. Phosphor ins Eisen übergeht. <

Die Vorzüge des Verfahrens sind folgende: ·

1. direkte Erzeugung von metallischem Eisen, welches im Herd oder in der Pfanne die nötigen Zusätze für die gewünschte Qualität und Festigkeit erhalten^ kann;

2. Benutzung von Kohle anstatt Koks;

3. große Kohlenersparnis wegen gänzlicher Ausnutzung der Kohle und direkter Erzeugung des Metalls ohne Umschmelzung usw.;

4. geringe Anlagekosten, da der Erzraum wegen Wegfallens des beigemischten Kokes und wegen der intensiven Reduktion sehr eingeschränkt werden kann und die teuren Anlagen für Gebläse, Winderhitzung und Beschickung sowie für Roheisenfrischen wegfallen;

5. rasche Erzeugung des metallischen Eisens, also relativ große Produktion.

Ρλτεν τ-Anspruch:

Verfahren zur Erzeugung von Eisen unmittelbar aus den Erzen, die nicht mit dem Brennmaterial in Berührung kommen, sondern von reduzierenden, stickstofffreien Gasen durchstrichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Brennstoffe mit reinem Sauerstoff verbrannt werden und durch die gleichzeitige Zufuhr eines anderen stickstofffreien Gases, welches entweder selbst reduzierend und lediglich durch seine niedrige Temperatur abkühlend wirkt oder beim Durchgang durch die Kohle in ein reduzierendes Gas verwandelt wird, die Temperatur im Gaserzeuger so weit ermäßigt wird, daß die erzeugten Reduktionsgase nur die für die Schmelzung und Reduktion der Erze erforderliche Temperatur erhalten.

Hierzu ί Blatt Zeichnungen.