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Verfahren zum Schmelzen und Reduzieren von Eisenerzen in einem elektrischen
Schachtofen.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Prozess zum Reduzieren und Schmelzen von Eisenerzen unter Benutzung eines elektrischen Ofens, bei welchem ein Teil der bei dem Prozesse erhaltenden und am oberen Ende des Ofens entweichenden Gase, an dem unteren Teil desselben wieder in diesen hineingeleitet wird und zeichnet sich dadurch aus, dass die Stromzuführung und die Erhitzung der Beschickung in der durch das Patent Nr. 35063 geschützten Weise erfolgt.
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geeigneter Ofen dargestellt.
Fig. 1 zeigt den Ofen in Vertikalschnitt nach der Linie A-B in Fig. 3. Fig. 2 zeigt den Ofen in Vorderansicht, teilweise nach den Linien C-D in Fig. 3 geschnitten und Fig. 3 ist eine Horizontalsektion nach der Linie E-F in Fig. 1.
1 bezeichnet einen Schachtofen, 2 ist die feuerfeste Einfütterung (Auskleidung), welche nut einer quer über den Boden des Ofens gehenden Scheidewand 3 ausgeführt wird, die so angeordnet ist, dass zwei zur Aufnahme der geschmolzenen Elektroden (oder des Materiales, durch welches der elektrische Strom in den Ofen bezw. aus demselben hinausgleitet wird) zweckmässige Rinnen 4 gebildet werden. Diese Elektroden erstrecken sich durch die Oeffnungen 5 aus dem 8chmelzraum hinaus und stehen durch die Kontaktblöcke 6 mit Zuleitungen 7 für den elektrischen Strom in Verbindung.
Die bei dem Prozess gebildeten Gase werden in der Nähe der Gicht 8 durch eine Leitung 11 entfernt und ein Teil derselben wird mittels des Exhaustors 9 abermals in den unteren Teil des Ofens hineingepresst, während der übrige Teil durch die Zweigleitung 12 fort-
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ihrer Entstehung fliessen.
Der Gang des Prozesses ist in der Hauptsache folgender :
In den Schachtofen wird Eisenerz nebst dem erforderlichen Flussmittel mit Kohle zusammen aufgegeben. Die Kohlenmenge nimmt man indessen nicht grösser als nötig ist, um den im Erz enthaltenen Sauerstoff zu binden, da die erforderliche Wärme auf elektrischem Wege im Ofen
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Ofen bezw. von demselben fortgeleitet, sodass er bei seiner Passage von der einen Elektrode nach der anderen durch das im Schacht aufgeschichtete Material fliesst, welches dabei stark erhitzt wird. Die Elektroden 4 können bei Beginn des Prozesses aus Eisen oder anderem geeigneten Material bestehen.
Während der Prozess fortschreitet, schmelzen dieselben und die Elektroden werden dann aus demselben Materiale wie das gewonnene Produkt bestehen. Von den bei der Reduktion gebildeten, in der Hauptsache aus Kohlensäure und Kohlenoxyd bestehenden Gasen wird ein Teil entweder, wie au--der Zeichnung hervorgeht, mittels eines Exhaustors oder auch durch irgend eine andere zweckmässige Vorrichtung in den unteren Teil des Ofens zurückgeführt.
Ihe gebildeten Gase gelangen auf diese Weise in einen ununterbrochenen Kreislauf und, da sich bei der Reduktion beständig neues Gas bildet, aber keine frische Luft zugeführt wird, so muss der \'on Anfang an im Gas vorhandene Stickstoffgehalt allmählich verschwinden. Die Aufgabe des zirkulierenden Gases ist einerseits, als Beförderer der Wärme zu dienen, andererseits reduzierend auf das aufgesehiehtete Erz zu wirken.
Als Wärmebeförderer wirkt das Gas teils infolge seiner eigenen Wärmekapazität, teils aus dem Grunde, weil die Kohlensäure, welche in dem in den Ofen eingepressten Gase enthalten ist, in dem unteren Teil des Ofens zerfällt und nach der Formel
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neu JH. chle autnimmt.
Diese Reaktion nimmt eine bedeutende Wärmemenge auf, welche frei wird, wenn das Kohlenoxyd im oberen Teil des Schachtofens wiederum teilweise nach der Formel
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zerfällt. Die Fähigkeit des Gases zum Transportieren von Wärme wird aus diesem Grunde be- sonders eSektiv.
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Reduzierend wirkt das Gas infolge des Kohlenoxyds, welches sich im untern Teil des Ofens bildet und welches sodann in gleicher Weise, wie dies bei einem gewöhnlichen Hochofen der Fall ist, auf das Erz ill den höheren Lagern reduzierend wirkt. Wenn man wünscht, kann das Gas durch einen in geeigneter bekannter Weise konstruierten Vorwärmer geleitet werden, bevor es in den unteren Ofenteil hineingepresst wird. Die aus dem Ofen entweichenden Gase, welche nicht an der Zirkulation teilnehmen, können natürlich in diesem Vorwärmer als Brennstoff Verwendung finden.
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Vorteile vor bisher vorgeschlagenen elektrischen Reduzierungs- und Schmelzprozessen gewonnen werden können.
Dadurch, dass bei dem für den Prozess benutzten Ofen die zur Zuleitung des Stromes bestimmen Elektroden aus Teilenj des gewonnenen Produktes bestehen, welche ausserhalb des Ofens,
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Elektroden, wie es bisher bei den zum Reduzieren und Schmelzen von Eisenerzen bestimmten Ofen gebräuchlich war, verursacht worden sind.
Ausserdem wird durch das hier angegebene Verfahren zur Erzeugung der elektrischen Er- hitzung, hpi welcher die Beschickung seihst als Widerstandsmasse dient, die durch den Strom erzeugte Temperatur sich zu einer grösseren Zone der Besehickung gleichförmig verbreiten, während
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Gase dadurch beeinträchtigt wird, in einiger Entfernung von dem Flammenbogen aber zu niedrig ist, da sich die Hitze nur durch Leitung und Strahlung m der Beschickung verbreitet. Die Wirkung der zirkulierenden Gase wird somit bei Benützung von Flammenbogenerhitzung eine schr unvollkommene.
Gemäss vorliegenden Verfahrens verbreitet sich dagegen die Temperatur mit dem für die Erzeugung derselben dienenden elektrischen Strom zu einer grösseren Zone der Beschickung und die Temperatur kann auf die für den erwünschten Prozess vorteilhafteste Weise reguliert werden, so dass die zirkulierenden Gase auf eine grössere Masse der Beschickung ein-
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Zu regulieren.