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Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Stoffen, wie Erzen, mit
heißen, zersetzend wirkenden Gasen, beispielsweise Halogenen Die Erfindun.- bezieht
sich auf die Behandlung von festen Rohstoffen, also etwa von Erzen, Erzrückständen,
Oxydgemischen, Sulfidgemischen, keramischen Rohstoffen und ,ähnlichen Stoffen, mit
heißen, zersetzend wirkenden Gasen, insbesondere Halogenen. Die in Frage kommenden
chemischen Umsetzungben sind aus Laboratoriumsversuchen an sich bekannt; beispielsweise
ist es also bekannt, daß aus einem Erz ein bestimmtes Metall dadurch abgetrennt
werden kann, daß das Erz in einem Chlorstrom auf hohe Temperaturen erhitzt wird,
wobei sich das Chlorid des betreffenden Metalls bildet, das in flüchtiger Form von
dem Chlorstrom fortgetragen wird und an anderer Stelle durch Verdichtung ausgeschieden
werden kann. In technischem Maßstabe waren derartige Verfahren bisher nicht in wirtschaftlicher
Form durchführbar, und zwar lag die größte Schwierigkeit darin, daß die Baustoffe
der Umsetzungskammern durch die außerordentlich hohen chemischen Beanspruchun-en
schnell zerstört werden. Bei den erforderlichen Temperaturen besteht nämlich nicht
nur eine Umsetzungsfähilgkeit zwischen dem Erz und den heißen Gasen, sondern auch
zwischen den Gasen und dem Ofenbaustoff, Für den im technischen Großbetriebe nur
kerainisches Gut in Frage kommt.
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Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht also darin, das Verfahren
und die Vorrichtung durch besondere Maßnahmen so zu gestalten, daß ein -wirksamer
Schutz gegen die Zerstörung der Baustoffe der Unisetzungskammer auch bei Verwendung
der üblichen keramischen Baustoffe für die eigentliche Ofenwandung erhalten wird
und damit die Grundlage. für die Anwendung des Verfahrens in technischen Ausmaßen
gegeben ist. Der Lösung der so gegebenen Aufgabe liegt die Erkenntnis zugrunde,
daß die Zerstörung der Baustoffe am schnellsten an denjenigen Stellen einsetzt,
an denen sich zwei verschiedenartige Stoffe in Gegenwart der Gase berühren; offensichtlich
findet also eine Beschleunigung der Zerstörung durch ternäre Umsetzungen statt.
Die Maßnahmen der Erfindung laufen dementsprechend darauf hinaus, eine Berührung
verschiedener Stoffe in Gegenwart der Gase nach Möglichkeit zu vermeiden und an
denjenigen Stellen, woeine Berührung verschiedenartiger Stoffe unvermeidlich ist,
durch besondere Schutzmaßnahmen Bedingungen zu schaffen, bei denen eine zerstörende
Umsetzung ausgeschlossen ist. Dies wird hauptsächlich dadurch erreicht, daß die
Düse, durch die die heißen Gase strahlförmig in den Reaktionsraum (Ofen') eingeführt
werden, aus Kohlenstoff oder Carbiden besteht, wobei das Verfahren so durchgeführt
wird, daß diese Düse mit der Beschickung im Ofen nicht in Berührung kommen
kann
und daß sie an der Berührungsstelle mit der keramischen Auskleidung des Ofens so
kühl gehalten wird, daß eine Umsetzung zwischen dem Düsenbaustoff, der keramisch.
e.n Auskleidung und den angreifend wirkend4#;x# Gasen nicht stattfindet. Ein weiterer
Schn,-ä gegen Zerstörungen ist dadurch erreichb! daß die heißen Gase durch die Düsen
strahlförmig so in den Ofen eingeführt werden, daß sich in der Beschickung an der
den Düsen gegenüber gelegenen Stelle, wo der freie Gasstrahl auf die vom Düsenbaustoff
ausreichend entfernte Beschickung auftrifft, eine besondere Reaktionszone ausbildet,
die von der zum großen Teil von der Beschickung bedeckten keramischenAuskleidung
des Ofens durch kältere Schichten des Beschickungsstoffes getrennt ist. Es ist dabei
noch zu bemerken, daß die Kühlun.g von Düsen, in denen heiße Gase in Öfen eingeführt
werden, an sich bereits bekannt ist, beispielsweise bei
den Windeinlässen
von Hochöfen. Hier handelt es sich aber um eine ganz andere Anwendungsform wie beim
Gegenstand der Erfindung, denn einerseits soll bei der Winddüse des Hochofens das
Metall an der Spitze de. Düse gegen Abschmelzen gesichert werden, die Kühlung wird
also an einem ganz anderen Düsenteil als beim Erfindungsgegenstand vorgenommen;
andererseits handelt es sich auch um einen anderen Baustoff und ganz andere Verfahrensbedingungen,
da beim Erfinduingsgegenstand die mit dem Gasstrahl in Berührung kommende Innenfläche
der Düse auf möglichst hohen Temperaturen gehalten werden muß, so daß andieser Stelle
-gerade für eine Erhaltung der hohen Temperaturen und möglicherweise sogar für eine
Steigerung derselben gesorgt werden muß.
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Ebenso ist es bei der Durchführung anderer bereits bekannt, die Wandungsbaustoffe
einer ofenähnlichen Umsetzungskammer durch Kühlung zu schützen, sei es durch Kühlung
von außen her oder dadurch, daß kaltes Beschickungsgut dem Ofeninnern dauernd so
zugeführt wird, daß dadurch ein Schutz für den Wandungsbaustoff erreicht wird. Diese
Maßnahme bildet also nicht für sich den Gegenstand der Erfindung, sondern nur im
Zusammenhang mit den übrigen' angeführten Bedingungen.
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Die beschriebenen Maßnahmen lassen sich weiterhin durch die bauliche
Ausführung der einzelnen Bauteile des Ofens, insbesondere durch die bauliche Ausbildung
des Düsenkörpers, weitgehend unterstützen. Auch die besondere bauliche Ausbildung
des Düsenkörpers bildet also einen Teil der Erfindung. Zur Erzielung einer möglichst
großen Entfernun,g zwischen dem aus der Düse austretenden heißen Gasstrom und der
Berührungsstelle zwischen der Düse und dem keramischen Baustoff der übrigen Ofenwandung
ie es beispielsweise besonders zweckmäßig, Düsenkörper so auszubilden, daß die
e
9,;Xstrittsöffnung am Ende eines in den Ofen flineinragenden Bauteiles liegt.
Das in den Ofen hineinragende Ende dieses Bauteiles trägt zweckmäßig die Erhitzungseinrichtung
für die in den Ofen einzuführenden Gase, so daß das andere äußere Ende des Gaseinlaßrohres
gewissermaßen durch die Gase selbst gekühlt wird und die Erhitzung im Reaktionsraum
selbst erfolgt. Diese Art der Erhitzung ist besonders vorteilhaft, wenn für die
beabsichtigte Umsetzung ein Wärmeaufwand nötig ist. Wenn nämlich für die Umsetzungswärme
der Gasstrahl selbst als Wärmeträger benutzt wird, kann der gesamte aus keramischen
Baustoffen bestehende Teil des Umsetzungsraumes ohne weiteres auf niedrigen Temperaturen
gehalten wer-den. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden also die Gase der
Umsetzungszone durch Rohre zugeführt, die zugleich als Heizkörper zur Erhitzung
der Gase dienen, sei es, daß die Rohre elektrisch geheizt werden, sei es, daß durch
die Rohre umgebende Mäntel heiße Gase oder Flüssigkeiten geführt werden, oder sei
es, daß an den Oberflächen der Rohre durch Verbrennungsvorgänge Hitze erzeugt wird.
In allen diesen Fällen liegt die Erhitzungsstelle der Gase in unmittelbarer Nähe
der Verwendungsstelle der Hitze und in möglichst großer Entfernung von den-.
. el jenigen Stellen der Ofenwandung, die der Zerstörungsgefahr am meisten ausgesetzt
sind. Ein weitgehender Schutz für die Berührungsstelle zwischen dem Düsenkörper
und dem Baustoff der übrigen Wandung ist weiterhin nicht nur durch die bauliche
Ausbildung des Düsenkörpers selbst erreichbar, sondern auch durch die besondere
Ausbildung der Verbindungsstelle. An dieser Stelle können nämlich zwischen dem Düsenkörper
und dem Wandungsbaustoff noch besondere Isolierstoffe eingefügt werden, durch welche
die Gefahr einer Zerstörung durch ternäre Umsetzungen auf ein völlig ungefährliches
Maß herabgesetzt werden kann. Es wurde gefunden, daß eine Zwischenschicht von Halogensalzen
oder Gemischen solcher Salze die Zerstörungsgefahr ebenfalls beseitigt und außerdem
noch die Abdichtung begünstigt.
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Weitere Einzelheiten und Zwecke der Erfindung und der damit zusammenhängenden
Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung der beiliegenden 7,eichnungen,
in denen einige Ausführungsbeispiele für Vorrichtungen gemäß der Erfindung dargestellt
sind.
In Abb. i ist zunächst im Querschnitt ein Ausführungsbeispiel
einesUmsetzungsraumes mit seinem inneren Aufbau veranschaulicht.
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In -,11,bb. 2 ist im gleichen Maßstab die äußere Umkleidung des Ofens
nach Abb. t
dargestellt.
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In Abb. 3 ist im vergrößerten Maßstabe eine Ausführungsform
für elektrisch beheizte Gaszuführungsrohre gezeigt.
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In Abb. 4 und 5 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele für
eine elektrische Beheizung der Zuführungsrohre angegeben.
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In Abb. i ist mit i i der für die Umsetzung bestimmte Ofenraum bezeichnet,
dessen Wan- z' dungen 12, 13 aus den üblichen keramischen feuerfesten Steinen
bestehen. Handelt es sich beispielsweise darum, Eisenerze durch hocherhitztes Chlor,
beispielsweise von 2ooo' C, zu behandeln, so wird man die Ofenwandungen aus
den für diese Temperatur üblichen feuerfesten Stoffen herstellen, also aus Steinen,
die im wesentlichen Quarz, Korund, Siliciumcaxbid in einer hochfeuerfesten Bindung
entlialten, die an sich dem Angriff von hocherhitztem Chlor nicht ohne weiteres
gewachsen sind. Das hocherhitzte Chlor wird durch die Zuleitung 16 von oben her
dem Ofenraum zugeführt und im freien Strahl aus der Mündung 17 des Rohres unter
Druck auf die im Ofenraum befindliche Erzmenge geblasen. An der Auftreffstelle des
Strahles gegenüber der Mündung 17 findet also die Ums#etzung in der Zone 2o statt,
bei der sich Eisenchlorid in flüchtiger Form bildet, das nach unten entweicht. Da
sich die Menge -der festen Bestandteile in der Reaktionszon-e verringert, bildet
sich an der Auftreffstelle des Strahles die in der Abbildung dargestellte muldenförmige
Vertiefung. Die in der Umsetzungszone gebildeten flüchtigen Erzeugnisse werden durch
den Abführungskanal 21 aus dem Ofen abgeleitet. Aus der Abbildung ist ersichtlich;
daß die höchste Temperatur lediglich in dem Gasstrahl und in der Reaktionszon,e
herrschen kann. Der Wärmeverbrauch in der Reaktionszone sorgt von selbst für eine
tiefere Temperatur der abziehenden Gase. Die Reaktionszone ist also ringsum von
kälterem Erz oder Erzrückständen umgeben, so daß an den Ofenwandungen 1:2 und
13 infolge der dort vorhandenen niederen Temperaturen keine Gefahr einer
Reaktion zwischen der Wan#dung, dem Erz und dem Chlor oder zwischen zwei dieser
Stoffe besteht. Eine Zersetzungsmöglichkeit zwischen dem Erz, dem Chlor und dein
Baustoff des Einlaßrohres be-
steht ebenfalls nicht, -da die Anordnung so
getroffen ist, daß die Zuführungsdüse 22, die aus Kohlenstoff, nämlich aus Graphit,
besteht, das Erz nicht berühren kann. Dee Graphitkörper der Einlaßdüse muß aber
zwangsläufig an irgendeiner Stelle den keramischen Baustoff der Ofenwandung berühren,
und diese Berührungsstelle ist erfindungsgemäß durch besondere Mittel geschützt,
die- in der Zeichnung dargestellt sind. Der Graphitkörperder Gaseinführung ist zweiteilig
aus-,eführt und aus dem eigentlichen Einlaßrohr 22 und einem glockenartigen Körper
23 zusammengesetzt. Auf diese Weise liegt die Berührungsstell.e25 zwischen
dem Düsenkörper und der Ofenwand weit entfernt von der Eintrittsstelle der heißen
Gase und auch gegen Strahlung völlig geschützt, so daß die natürliche Kühlung von
außen her schon ausreichen könnte, um jede Zersetzung zu vermeiden. -Bei dem dargestellten
Beispiel ist jedoch sicherheitshalber noch eine besondere Kühlung vor 'gesehen,
indem durch Rohrleitungen 3o Kühlgase in den im Innern der Glocke 23 verbleibenden
Raum eingeführt werden. Auf diese Weise ist es möglich, jede gewünschte niedrige
Temperatur an der Berührungsstelle 2-5 zu erreichen. Werden als Kühl
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mittel inaktive Gase angewendet, so wird auch die Zersetzungsgefahr an der
Berührungsstelle-dadurch vermindert, daß die chlorhaltigen Gase an der gefährdeten
Stelle verdrängt werden, so daß ihr Teildruck auf ein ungefährliches Maß herabgesetzt
wird. Die Kühlung kann aber auch durch kaltes Chlor erfolgen, bei welchem lediglich
die Abküh-
lungswirkung erreicht wird. Die Kühlgase können durch Rohrleitungen
32 in den Reaktionsraum so "v-eitergeleitet werden, daß ein kälterer Gasstrom
mantelförmig den aus der Däse 17 austretenden heißen Gasstrahl umgibt, wodurch
ebenfalls die Hitze sich nicht mehr außerhalb des Gasstrahles und der eigentlichen
Umsetzungszone zerstörend auswirken kann. Bei dem genannten Ausführungsbeispiel
für das Verfahren würde die Berührungsstelle 25 bereits bei verhältnismäßig
niederer Temperatur, etwa bei 5000,
gefährdet sein, während die Ofenwand an
den Stellen bei 32 gegen Temperaturen-von 1200' bis 13oo' noch widerstandsfähid
ist. Die Erwärmung des Kühlgasstromes an der Außenfläche des Körpers 22 bringt also
keine Ge-
fährdung für die Bauteile mit sich. Selbstverständlich läßt sich
die Kühlung der Berührungsstelle 25 auch mit anderen bekannten Mitteln durchführen,
beispielsweise durch Anbringung von Kühlschlangen im Körper 2,3
oder in den
Teilen der kerainischen Wandung.
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Die Erzbehandlung kann in dem dargestellten Ofen in ununterbrochenem
Arbeitsgange durchgeführt werden, indem ständig Erz durch die in beliebiger Zahl
am oberen Umfang des Ofens verteilten Einfüllöffnun-- zugeführt wird. Das zugeführte
Erz gen 35
gelangte dabei zunächst in die muldenförmige Reaktionszone,
2o, von wo die nach der Umsetzung verbleibenden Rückstände nach unten wandern, wo
sie beispielsweise unter einem Rost aus dem Ofen raum abgezogen werden können.
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Zur Abdichtung aller Teile der'Ofenwandung und der für die Zuführung
der Gase und der Erze notwendigen Öffnungen dient eine außerhalb der in Abb. i gezeichneten
Teile liegende Umkleidung, die in Abb.:2 im Schnitt gezeigt ist. Mit ii ist der
für den eigentlichen Ofen bestimmte- Raum bezeichnet, der mit einer Isolierschicht4o
gegen Temperaturabstrahlung, beispielsweise aus Kieselgur, umgeben ist. Hierauf
folgt die übliche Schicht 41 aus Mauerwerk. Das Ganze ist schließlich mit einem
Mantel 42 umgeben, der aus einem Baustoff, beispielsweise aus Eisen, besteht, der
gegenüber dem angewendeten Gas bei niederen Temperaturen unbedingt dicht ist. Die
in diesem Mantel erforderlichen öffnungen werden durch Deckel oder Kappen von ähnlichem
Aufbau geschlossen und geschützt. Auf diese Weise lassen sich die jeweils günstigsten
Temperaturen und Arbeitsverhältnisse erreichen; die Temperatur in der Umsetzungszone
kann beliebig hoch gehalten werden, die Temperatur an der Ofenwandung selbst kann
dagegen mit den beschriebenen Mitteln soweit vermindert werden, daß eine zerstörende
Umsetzung mit dem Baustoff des Ofens verhindert wird.
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Die Anwendung der Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das beschriebene
Ausführungsbeispi#el des Chlorierens von Eisenerzen beschränkt. Sie ist vielmehr
für alle Verfahren anwendbar, bei denen mit stark zersetzend wirk-enden Gasen bei
hohen Teniperaturen feste Stoff e zersetzt werden können, beispielsweise zumAufschluß
von Beryllium-, Titan-, Zink-, Cadmium-, Quecksilber- und Vanadin-Erzen. Als zersetzende
Gase kommen in erster Linie die Halogene, ihre Verbindungen- insbesondere mit Wasserstoff
oder Kohlenstoff und Gernische mit diesen Gasen in Frage. Wie bereits erwähnt wurde,
ist es zweckmäßig, diese Gase als Wärmeträger für die bei der Umsetzung erforderliche
Wärme zu benutzen, sie also vor der Einführung in den Ofen hoch zu erhitzen, wobei
die Vorerhitzung so weit getrieben werden kann, daß eine Dissoziation eintritt.
Zweckmäßig wird die Heizvorrichtung der Gase unmittelbar an der Düse angebracht,
mit der die Gase in den Ofenraum eingeleitet werden, und zwar an dem in den Ofenraum
hineinragenden Teil dieses Düsenkörpers. Hierdurch wird nicht nur eine besonders
günstige Anordnung zum Schutz der Wandungen und der Verbindungsstelle des Düsenkörpers
mit dem übrigen Ofenbaustoff erreicht, sondern auch der Vorteil, daß die aufgewendete
Wärme fast ohne Verluste der Umsetzungsstelle zugeführt wird. Es werden also auch
alle umständlichen und kostspieligen Isolationen vermieden, die sonst bei der Fortleitung
der hocherhitzten Gase erforderlich wären, und insbesondere werden auch Beanspruchungen
durch die Wärmeausdehnung vermieden, da sich der in den Ofen hineinragende Düsenkörper
ohne weiteres frei nach dem Ofeninnern zu ausdehnen kann. Dabei ergibt sich auch
noch der weitere Vorteil, daß die Temperatur in der Umsetzungszone in einfacher
Weise durch entsprechende Einstellung der Heizvorrichtung geregelt werden kann.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß der gemäß der vorliegenden Erfindung für
den Düsenkörper zur Anwendung kommende Baustoff, also Kohlenstoff oder Graphit,
auch bei ungewöhnlich hohen Temperaturen bis zu -etwa 3000'
von Halogenen
und ihren Verbindungen nicht angegriffen wird, solange weitere Körper erfindungsgemäß
von dem Düsenbaustoff ferngehalten werden. Der Düsenbaustoff selbst kann also als
Heizkörper ohne jeden schützenden Überzug Verwendung finden. Hieraus ergibt
sich ein sehr guter Wärmeübergang vom Heizkörper auf das Gas; es ist also möglich,
mit verhältnismäßig kleinen Heizflächen auslukommen und dabei trotzdem den Gasen
die höchsten praktisch in Frage kommend-en Temperaturen zu erteilen. Es ist also
ohne weiteres möglich, in wirtschaftlicher Weise und in technischenAusrilaßen mit
Gasen von Temperaturen über i5oo' zu arbeiten.
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Als Bedingung für die Haltbarkeit des Kohlenstoffes als Baustoff für
den Düsenkörper wurde bereits erwähnt, daß das Zusammentreffen mit irgendwelchen
weiteren Stoffen vermieden werden muß. Dies bezieht sich nicht nur auf feste Stoffe,
also auf. die Beschickung des Ofens oder den Baustoff der Ofenwandung, sondern auch
auf Gase, die wie die bereits genannten Stoffe Sauerstoff oder Sauerstoffverbindungen,
beispielsweise Wasserdampf, enthalten. Die in der Umsetzungszone entstehenden flüchtigen
Stoffe sind" also für den Düsenkörper ebenfalls äußerst gefährlich, denn sie enthalten
in den meisten Fällen Sauerstoff und Wasserdampf, zumal da eine vollständige Trocknung
der Beschickung praktisch nicht durchführbar erscheint. Es muß also auch dafür gesorgt
werden, daß die in der Umsetzungszone entstehenden Erzeugnisse vom Baustoff der
Düse fernbleiben. Hierin liegt also ein weiterer Grund, die Umsetzungszone in eine
aus.-reichende Entfernung vom Düsenkörper zu legen und das Gas in einem freien Strahl
von der Düse zur Umsetzungszone zu fördern.
Die zur Ausbildung eines
freien Strahles erforderliche Gasgeschwindigkeit verhütet dabei von selbst eine
Annäherung der in der Umsetzun szone U'ebildeten flüchtigen Stoffe 9 t' an
den Düsenbaustoff.
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Besonders zweckmäßig ist daher auch die Verwendung elektrischer Energie
als Heizmittel, da bei den übrigen Heizmöglichkeiten in gewissem Grade die Gefahr
bestehenbleibt, daß die zur Wärmeübertragung dienenden Stoffe auf die Gasseite der
Heizfläche gelangen und zu Zerstörungen Anlaß geben. 111
den beiliegenden
Zeichnungen sind daher in denAbb. 3 bis 5 lediglichAusführungsformen
für den Aufbau von Düsenkörpern gezeigt, bei denen die Heizung der Gase auf
elek-
trischem Wege erfolgt.
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t' . ZD Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3
erfolgt
die Gaszufuhr durch ein Graphitrohr 5o, das von einem zweiten gleichachsigen Graphitrohr
51 umgeben ist. Die in das Ofeninnere hineinragenden konisch erweiterten bzw. verengten
Enden 52 und 53 der beiden el Rohre tragen lose die ebenfalls aus
Graphit el hergestellte Platte 59. Die bei-den Rohre sind im übrigen elektrisch
gegeneinander isoliert und durch die Leitungen 54, 55 mit einer
ge-
eigneten Stromquelle 56 verbunden. Bei eingeschaltetem Strom wird
die zum Erhitzen des Gases erforderliche Wärme durch die Widerstandswärme der Rohre
erzeugt. Die ,gezeigte Anordnung der Rohre gewährleistet einen ausreichenden Stromübergang
am unteren Ende der Rohre, gestattet aber gleichzeitig die freie Dehnung aller.
Teile unter dem Einfluß der Wärme. Zweckmäßig wird die Platte 59 mit Durchgangskanälen
57 versehen, und es wird dafür gesorgt, daß das zu heizende Gas auch durch
den Raum 75 zwischen den beiden Rohren 5o und Si strömen kann. Da das innere
Rohr 5o den kleinsten Querschilitte aufweist, nimmt dieses Rohr die höchsten Temperaturen
an und dient als eigentliche Heizfläche für den das Innere des Rohres 5o durchströmenden
Gasstrahl. Das Rohr 5 1 nimmt infolge seines großen Querschnittes keine hohen
Temperaturen an, sondern dient nur als Stromleiter und als Strahlungsschutz für
das eigentliche Heizrohr. Die Außenfläche des Rohres 51 wird zweckmäßig sogar durch
einen Gasstrom abgekühlt, der durch die Kanäle 73, 74 aus dem Gaszuführungsrohr
71 abgezweigt wird. Dieser Gasstrom vermindert einerseits die Wärmeübertragung von
der Heizstelle auf die Verbindungsstelle zwischen dem Düsenkörper und der Wandung
des Ofens, auf der anderen Seite verhindert er den Zutritt der im Reaktionsraum
gebildeten flüchtigen Erzeugnisse zu den heißen. Graphitflächen. Zum Schutz der
Wandung gegen Strahlung dienen bei dem dargestellten Beispiel i noch die konzentrischen
Ringkörper 6o und 61, die aus Kohle oder Graphit bestehen. Außerdem sind wie bei
dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i noch zusätzliche Kühlgasströrne vorgesehen,
also Strömt inaktiver oder zersetzender Gase in einem nicht angreifenden kalten
Zustand. Diese Gase werden durch die Leitung 64 dem Hohlraum zwischen den Platten
i5o, igi zugeführt und treten durch die Öffnungen 67 SO
in das Innere des
Ofens, daß sie den heißen Gasstrahl mantelförmig umgeben und ihn damit von den Ofenwandungen
trennen.
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Die Rohre 5o; 5 1 werden von den beiden Deckplatten i5o, 151,
die ebenfalls aus Graphit bestehen, getragen, und zwar so, daß die Platte i5o mit
dem Rohr 5o und die Platte 15 1 mit dem Rohr 5 1 elektrisch gegeneinander
isoliert sind. Der gesamte Düsenkörper besteht also gewissermaßen aus zwei übereinanderliegenden,
aber räumlich voneinander getrennten Deckeln, die lediglich durch die Platte
59 miteinander verbunden sind. Zur Aufrechterhaltung der elektrischen Isolation
ist jeder Deckel für sich in einer besonderen Rinne des Mauerwerks 58 gelagert.
Der äußere Deckel i5o stützt sich außerdem auf den inneren Deckel 151 durch die
Stützkörper 62-, 63 ab, die aus einem elektrischen Isolierstoff bestehen
und außerdem den Heißgasraum vorn Kühlgasraum trennen.
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Bei dem dargestellten Beispiel ist noch eine besondere Ausführungsform
für die Verbindung des Düsenkörpers mit dem Mauerwerk gezeigt. a Die beiden Deckplatten
i5o, iSi sind nämlich so ausgeführt, daß sie mit besonderen Flanschen 167, 168 in
Rinnen des Mauerwerks eingreifen. Diese Rinnen sind zur chemischen Isolierung mit
besonderen Massen 69, 70 ausgefüllt. Als Isolierungsmasse werden erfindungsgemäß
Halogensalze oder Gemische dieser Salze verwendet. Beim Betriebe des Ofens können
diese Massen in flüssigen Zustand übergehen; sie bilden dann gewissermaßen einen
Flüssigkeitsverschluß, der eine gute Dichtung gewährleistet. Die Massen dienen jedoch
in erster Reihe zur Verringerung der Zerstörungsmöglichkeiten, da der Graphitkörper
66 jetzt an keiner Stelle gleichzeitig mit einem Oxyd und einem Halogengas
in unmittelbare Berührung kommen kann.
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In Abb. 4 ist ein weiteres Beispiel einer Widerstandsbeheizun.g für
die Zuführungsrohre der Gase gezeigt. Zwei, 76, 77, oder mehrere im Kreise
verteilte Rohre dienen gleichzeitig zur Zuführung des Gases in das Ofeninnere und
zur elektrischen Heizung, indem die unteren Enden 176, 177 miteinander durch eine
lose aufgelegte Verbindungsplatte 78 miteinander verbunden sind. Werden die
elektrisch gegeneinander isolierten
Rohre durch die Leitungen 54
und 55 mit einer Stroinquelle 56 verbunden, so werden die Rohre gleichmäßig
durch den Strom erhitzt und können die durchströmen-den Gase auf die gewünschte
Temperatur bringen. Der Übersicht halber sind alle weiteren Teile des Tragkörpers
für die beiden Rohre 76 und 77
in der Zeichnung fortgelassen.
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Abb. 5 zeigt ein weiteres Beispiel für die elektrische Beheizung
des Einlaßrohres für die Gase, bei dem zur Wärmeerzeugung Lichtbogen benutzt werden.
Hier erstrecken sieh die beiden Rohre 81 und 82 gleichachsig in das Ofeninnere;
die Wandüngen liegen parallel oder annähernd parallel zueinander, ohne sich leitend
zu berühren. Durch Anlage einer 01.eeigneten Spannung 56 werden die Lichte,
bögen 8o zwischen den benachbarten Wan-. dungen der Rohre erzeugt, durch die gleichzeitig
die Rohrwandungen und die durch die Rohre strömenden Gase stark erhitzt werden.
Die beiden Flanschen 83, 84 der beiden Rohre 8 1, 82 sind bei
dieser Ausf ührungsform gegen die Tragplatte 58 in geeigneter, in der Zeichnung
nicht veranschaulichter Weise geklemmt und isoliert. Um die Entstehung,des Lichtbogens
an den gewünschten Stellen zu erleichtern, können die Rohre an geeigneten Stellen,
wie bei 8o angedeutet, mit Vorsprüngen, Spitzen o. dgl. versehen sein.