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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Eisen und Stahl direkt aus den Erzen unter Verwendung eines zirkulierenden und von elektrischen Flammenbögen erhitzten Gases als Reduktionsmittel. Gegenüber bekannten Verfahren dieser Art ist das vorliegende Verfahren besonders dadurch gekennzeichnet, dass das auf elektrischem Wege erhitzte Gas vor seiner Verwendung als Reduktionsmittel durch einen zur gänzlichen oder teilweisen Fertigbereitung des Eisens dienenden Behälter, Vorherd oder dgl. hindurchgeleitet wird. Ferner wird nach der Erfindung durch besonders zugeleitete Oberwarme zum oberen Ende des Schachtes ein möglichst ökonomisches Zusammenwirken von Feue ungshitze und elektrische-Hitze herbeigeführt.
Soll die gesamte Schmelz-und Reduktionswäime der Beschickung auf elektrischem Wege 7ugefÜhrt werden, ist hiezu etwa l3 PS-Jahr pro Tonne Eisen erforderlich. Wird nun ein grösserer Teil dieser Energiemenge in Form von Verbrennungswärme am oberen Ende des Schachtofens zugeführt, so wird in dem suis erhitzen des Gases dienenden Flammenbogenofen eine ent- sprechende Energiemenge gespart (bei den höchsten Tempe aturen ist die elektrische Energie lohnend, während bin zu einer bestimmten Tempe@aturgrenze die Feuerung billiger ist). Die in Rede stehende Anordnung ist ind'tssen nur möglich in Fällen. wo Kohle und Erz separat zu-
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Das Verfahren soll nachstehehd an Hand der Zeichnung, welche die Anordnung der einzelnen Apparate in emer für die Durchführung des Verfahrens geeigneten Ofenanlage schematisch dar- stellt, näher erläutert werden.
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Zentrifugal- oder anderes Gebläse E, E, E elektrische Flammenbogenöfen und F einen zwischen den Flammenbogenöfl und dem Schachtofen angeordneten, einem Vorherd ähnlichen Stahlofen.
Die zur Reduktion dienenden billigen Gase werden im Generator B aus billigen K ohlen hergestellt. Dieser Generator wird möglichst na am Schachtofen A angeordnet und kann vorzugsweise nach dem Mondschen Svsteme oder dgl. hergestellt werden, wobei alle verunreinigenden Stoffe den Gasen entzogen werden. Die so erhaltenen reinen Gase werden mittels des Gebläses D durch die Flammenbogenöfen E getrieben, wo denselben die erforderliche Wärme- menge zugeführt wird, wonach dieselben durch den Stahlofen oder Vorherd F, der direkt vor dem Schachtofen A angeordnet ist, ziehen.
In diesem Vorherde, in welchem das von dem Schachtofen kommende Eisen ganz oder teilweise fertigbehandelt wird, streichen die heissen Gase über die Oberfläche des Eisenbades und führen dadurch dem Bade die für die Stahlbereitung erforderliche Wärme zu. Die Temperatur über dem Stahlbad kann durch Luftzuführung noch mehr gesteigert erden.
Vom Vorherde gehen die (. se in den Sehachtofen J, wo dieselben die Reduktion des Erzes und das Schmelzen desselben bewirken, und vom oberen Ende des Schachtofens strömt die
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hiebei gebildete Kohlensäure direkt in den Generator B über. An zweckentsprechender Stelle (nach dem Gebläse) wird auch Gas für die Zufuhr der vorerwähnten "Oberhitze" entnommen, um der Beschickung (z. B. bei X) zugeführt zu werden.
Die in den Generator geführte Kohlensäure trägt, zusammen mit Wasserdampf, dazu bei, die Temperatur bei der Verbrennung im Generator niedrig zu halten, derart, dass möglichst wenig vom Stickstoffgehalt des Brennstoffes verloren geht. Die Verbrennungstemperatur wird auf der richtigen Höhe dadurch erhalten, dass die vom Schachtofen kommende Kohlensäure eine annähernd geeignete Temperatur hat. Eine Regelung der Temperatur von aussen her erfolgt zweckmässig durch Zufuhr einer kleinen Sauerstoffmenge, wodurch dann gänzlich stickstofffreie Reduktionsgas erhalten werden können.
Der Schachtofen A wird mit Eisenerzen beschickt (eventuell auch mit einer kleinen Menge Kohle für das Kohlen bis zu etwa 1% sowie um die Wirkung der gegebenenfalls mit den Reduktionsgasen abziehenden Kohlensäure zu kompensieren). Im übrigen wird das Kohlen zweckmässig durch Einblasen von Kohlenpulver (oder Rohpetroleum) in das Gas vor dem Schachtofen, somit im Stahlofen durchgeführt,. Wird das Verfahren derartig durchgeführt, dass fast ganz reines Eisen gewonnen wird, so kann man zweckmässig vor dem Erzschacht einen kleinen Kohlenschacht anbringen, um das Kohlen zu bewirken und die Wirkung des Kohlensäure-und
Wasserdampfgehaltes im Gase zu kompensieren.
Alle gemauerten Teile der Ofenanlage werden soweit als möglich derartig eingerichtet, dass sie sich während des Betriebes auswechseln lassen, und von den elektrischen Flammenbogen- öfen E und dem Vorherde F werden zwei Agregate angeordnet, derart, dass durch Einschaltung von Reserve-Gasleitungen eine zusammenhängende Ofenanlage während des Ausmauerns der anderen Anlage in Gebrauch genommen werden kann.
Im Vorherde F, in welchem die gänzliche oder teilweise Fertigbehandlung stattfindet, erfolgt, wie schon erwähnt, die Wärmezufuhr mittels der von den Flammenbogenöfen kommenden Gase. Während der Fertigbehandlung im Vorherde kann man das Eisen vom Schachtofen direkt durch das Stichloch T in einen besonderen Behälter ablaufen lassen. Der im Vorherde fertigbehandalte Stahl wird in Formen abgelassen oder zu einem elektrischen Abgasungsofen geleitet.
Um den Schachtofen A sowie die oberen Teile des Vorherde3 F und der Flammenbogen- öfen E herum ist ein Mantel angeordnet, durch welchen die von den Waschapparaten Cl, C, ( ?' kommenden Gase strömen, ehe sie durch das Gebläse D in die Ofen E eingeführt werden.
Wo eine Regeneration der von dem Schacht abziehenden Kohlensäure nicht stattfindet, wird diese, wie bei gewöhnlichen Siemens-Stahlöfen, abwechselnd durch gewöhnliche, vor dem Vorberd F angeordnete Regenerationskammern geblasen.
Die Einzelheiten des beschriebenen Verfahrens können selbstverständlich innerhalb weiter Grenzen geändert werden. So kann dasselbe z. B. auch in folgender Weise durchgeführt werden :
Das Erz wird im Schachtofen nicht völlig reduziert, und das Eisen läuft, mit ein wemg Oxyd gemisch, in den Vorherd herunter. Das in diesem Vorherde befindliche Bad ist dann als ein in einem gewöh' hen Siemensofen niedergeschmolzenes und mit Erz versetztes oder in anderer \Vetse aufoxydiertes Bad anzusehen und wird als ein solches in bekannter Weise behandelt, auf den gewünschten Kohlenstoffgehalt gebracht und in Ingots gegossen oder auch, falls eine besondere Qualität herzustellen ist, in einen besonderen elektrischen Entgasungsofen eingeführt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Gewinnung von Eisen und Stahl direkt aus den Erzen unter Verwendung eines kreisenden und von elektrischen Flammenbögen erhitzten Gases als Reduktionsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass das auf elektrischem Wege erhitzte Gas vor seiner Verwendung als Reduktionsmittel durch einen zur gänzlichen oder teilweisen Fertigbereitung des Eisens dienenden Behälter, Vorherd oder dgl. hindurchgeleitet wird.