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Vorrichtung zur Herstellung verhüttungsfähiger Briketts aus Eisenerz
und einem Brennstoff Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung
verhüttungsfähiger Briketts aus einer Mischung von Eisenerz, Brennstoffen sowie
gegebenenfalls Bindemitteln und Zuschlagstoffen, wobei diese Mischung durch einen
Schwelofen, welcher eine nach außen abgedichtete Vor-, Haupt- und Kühlkammer aufweist,
hindurchgeführt werden.
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Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung verhüttungsfähiger Briketts
wird feinkörniges Erz mit einem bituminösen Kohlenstaub gemischt, die Mischung in
Formmulden gegeben und einem von außen beheizten Schwelofen zugeführt. Die Formmulden
durchlaufen der Reihe nach eine mit inertem Gas gefüllte Vorkammer, eine Hauptkammer
und eine mit inertem Gas gefüllte Kühlkammer, und die Briketts werden kurz vor oder
nach Abschluß des Schwelprozesses in den Formmulden gepreßt. Die Durchsatzmenge
einer solchen Einrichtung ist daher gering, da immer nur eine Formmuldenreihe, d.
h. jeweils nur eine einzige Lage Briketts durch den Ofen hindurchgeführt werden
kann. Ein weiterer Nachteil entsteht dadurch, daß die den Ofen dicht abschließenden
Tüten zur Aufgabe und zum Abzug der Formmulden geöffnet werden müssen, so daß beim
Öffnen die in der Vor- und Kühlkammer enthaltenen Gase ungehindert entweichen können.
Ferner ist bei diesem bekannten Verfahren wegen der erforderlichen Öffnung der Türen
nur ein satzweiser Betrieb möglich.
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Mit der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß in
dem als Durchlaufofen ausgebildeten Ofen, welcher mit reduzierender Atmosphäre betrieben
wird, ein den Ofen in Längsrichtung durchlaufendes gasdurchlässig ausgebildetes
Fördermittel für den Transport der fertig gepreßten Briketts vorgesehen ist, daß
die Hauptkammer über und unter dem Fördermittel als parabelförmiges Gewölbe ausgebildet
ist, daß an einer Stirnwand der Hauptkammer parallel zur Gewölbeachse Brenner angeordnet
sind und daß die Ein- bzw. Austrittsöffnung für das Fördermittel durch je eine Dichtungskammer
abgedichtet ist.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Dichtungskammer
über eine Rohrleitung mit einem Ventilator zum Einblasen von inerten Gasen oder
zum Absaugender in die Dichtungskammer eingedrungenen Gase in Verbindung steht.
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Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß bei Verwendung
eines Brennstoffes für die Mischbriketts, der bei seiner Erhitzung nur geringe Mengen
an flüchtigen Bestandteilen abgibt, eine Vorkammer über eine Rohrleitung, welche
durch eine Kühleinrichtung führt, mit einer Kühlkammer verbunden ist, daß in diese
Rohrleitung ein Ventilator eingeschaltet ist, mit dessen Hilfe ein Teil der aus
der Vorkammer abgesaugten Gase in die Kühlkammer geleitet wird, und daß die Kühlkammer
an ihrem der Mündung der Rohrleitung entgegengesetzten Ende mit einem Abzugsrohr
für die Abführung der eingeleiteten Gase versehen ist.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß bei Verwendung eines Brennstoffes für die Mischbriketts, der bei seiner Erhitzung
so große Mengen an flüchtigen Bestandteilen abgibt, daß das in dem Durchlaufofen
entstandene Gas- und Dampfgemisch brennbar ist, die Vorkammer über eine Rohrleitung
und einen Ventilator, mit dessen Hilfe die Gase aus der Vorkammer abgesaugt werden,
mit einer Gasfeuerung, z. B. der Feuerung eines Dampfkessels, in Verbindung steht,
daß von der Feuerung eine Rauchgasleitung über eine Kühlvorrichtung in die Kühlkammer
und gegebenenfalls in die Dichtungskammer vor der Vorkammer führt, daß vor dieser
Dichtungskammer eine Absaughaube für die Entfernung der aus dem Ofen austretenden
Gase vorgesehen ist, und daß die Kühlkammer an ihrem der Mündung der Rauchgasleitung
entgegengesetzten Ende mit einem Abzugsrohr für die Ableitung der zugeführten Rauchgase
vorgesehen ist.
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Ferner kann die Erfindung so ausgestaltet sein, daß die Dichtungskammer
hinter der Kühlkammer sowie gegebenenfalls die Dichtungskammer vor der Vorkammer
durch Zweigleitungen an eine Leitung für inerte Gase angeschlossen sind, daß, sofern
die Gase
nicht unter überdruck stehen, ein oder mehrere Ventilatoren
vorgesehen sind, welche die Gase in die Dichtungskammer drücken, und daß über den
Öffnungen des Ofens für den Austritt sowie für den Eintritt des Fördermittels je
eine Absaughaube zur Entfernung der austretenden Gase angeordnet ist.
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Die Erfindung ist an Hand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen
dargestellt sind, erläutert, und zwar zeigt .
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Fig. 1 einen Schwelofen mit Fördermittel im Längsschnitt, Fig. 2 einen
Schnitt durch den Schwelofen gemäß der Linie II-II, Fig. 3 einen Schnitt durch den
Schwelofen gemäß der Linie 111-11I und Fig. 4 einen Schnitt durch den Schwelofen
gemäß der Linie IV-IV, Fig. 5 einen anderen Schwelofen im Längsschnitt, Fig. 6 einen
Teil eines dritten Schwelofens im Längsschnitt.
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Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Schwelofen dient zur Beschwelung
von Briketts, welche in einer Brikettpresse aus Eisenerz, einem Brennstoff und einem
Bindemittel sowie gegebenenfalls Zuschlagstoffen gepreßt werden, und zwar kommt
der Schwelofen für solche Briketts in Frage, welche einen Brennstoff enthalten,
der bei der Beschwelung nur geringe Mengen an flüchtigen Bestandteilen, d. h. Schweldämpfen
und -gasen, abgibt.
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Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der Schwelofen als Durchlaufofen ausgebildet
und mit einer Auskleidung 1 aus feuerfestem Material, z. B. Schamottesteinen, versehen.
Er weist fünf Kammern 2 bis 6 auf, durch welche die zu behandelnden Briketts mit
Hilfe eines Fördermittels 7 in Richtung des Pfeiles 8 transportiert werden. Die
Kammer 2 dient zur Abdichtung des Schwelofens an der Eintrittsseite des Förderbandes.
Sie ist verhältnismäßig niedrig ausgebildet und über eine Abzugsleitung 9 mit einem
Ventilator 10 verbunden, welcher die in die Abdichtungskammer 2 eindringenden Gase
laufend absaugt und dafür sorgt, daß in dieser Kammer ständig ein Unterdruck aufrechterhalten
wird. Damit nicht zu viel Gase aus dem Innern des Ofens sowie Außenluft in diese
Abdichtungskammer eindringen können, ist sie an beiden Seiten durch je eine Abschlußwand
11 bzw. 12 abgeschlossen, welche von oben und unten bis an das Fördermittel 7 heranreicht.
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Hinter der Abdichtungskammer 2 ist eine Vorkammer 3 vorgesehen. Auch
diese Kammer ist verhältnismäßig niedrig ausgebildet und, wie unten noch näher beschrieben
wird, über ein Abzugsrohr 13 mit einem Ventilator 14 verbunden, der die im Ofen
entstehenden Gase und Dämpfe, d. h. im wesentlichen die bei der Beheizung der Hauptkammer
entstehenden Abgase, absaugt. Durch diese Gase werden die durch die Vorkammer 3
transportierten Briketts vorgewärmt. Die Vorkammer 3 ist an ihrer der Hauptkammer
4 zugewandten Seite über ihren ganzen Querschnitt offen.
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Die Hauptkammer 4 besteht aus einem oberen Teil 15 und einem unteren
Teil 16. Beide Teile weisen ein Gewölbe mit etwa parabelförmigem Querschnitt auf,
und zwar ist das Gewölbe des Oberteiles 15 nach oben, das des unteren Teiles 16
dagegen nach unten gekrümmt. Die Achsen der Gewölbe verlaufen parallel der Richtung
des Fördermittels. In der Stirnwand der Hauptkammer 4, welche an der der Vorkammer
3 entgegengesetzten Seite der Hauptkammer liegt, sind Brenner 17 vorgesehen. Diese
sind parallel zu den Gewölbeachsen gerichtet und werden durch die Leitungen 18 mit
einem Brennstoff, wie z. B. Öl, Brennstaub oder Brenngas, und durch die Leitungen
19 mit Luft oder Sauerstoff beschickt.
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An die Hauptkammer 4 schließt sich eine Kühlkammer 5 an, welche nicht
beheizt wird und zur Abkühlung der Briketts dient, damit diese vor ihrem Austritt
eine Temperatur erhalten, welche unter dem Zündpunkt des in den Briketts noch enthaltenen
Brennstoffes liegt. Die Kühlkammer ist an ihren beiden Enden ebenso wie die Dichtungskammer
2 durch Abschlußwände 20 und 21 abgeschlossen. Zum Zweck der Kühlung der Briketts
wird durch die Kühlkammer kaltes, sauerstofffreies Gas geleitet, und zwar wird hierzu
zweckmäßig ein Teil des mit Hilfe des Ventilators 14 aus der Vorkammer 3 abgesaugten
Abgases verwendet. Dazu ist die Kühlkammer 5 mit dem Ventilator 14 über die Rohrleitung
22 verbunden, von der eine Zweigleitung 23, welche mit einer Drosselklappe 24 versehen
ist, abzweigt. Diese Zweigleitung führt über eine Gasreinigungsanlage zu einem Abzug
und dient zur Abführung des anderen Teiles der Abgase aus dem Schwefelofen, d. h.
desjenigen Teiles, welcher nicht zur Kühlung der Briketts in der Kühlkammer 5 benötigt
wird. Die übrigen Gase werden in der Leitung 22 zunächst einer Kühlanlage zugeführt,
welche in einfacher Weise aus einem Brausenrohr 25 besteht, mit dessen Hilfe das
Rohr 22 mit einer Kühlflüssigkeit berieselt wird. Die Kühlflüssigkeit wird von der
Rinne 25' aufgefangen und abgeleitet oder über ein nichtgezeichnetes Kühlaggregat
zu dem Brausenrohr 25 zurückgeführt.
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Wie aus Fig. 1 hervorgeht, mündet das Rohr 22 vorteilhaft an der der
Hauptkammer 4 abgewandten Seite in die Kühlkammer. An der anderen Seite der Kühlkammer
ist ein Abzugsrohr 27 vorgesehen, durch das die Kühlgase abgeführt werden.
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Am Ende des Ofens ist wiederum eine Dichtungskammer 6 vorgesehen,
die nach außen ebenso wie die Dichtungskammer 2 durch eine Abschlußwand 21' abgedichtet
ist und über eine Abzugsleitung 23' mit einem Ventilator 24' in Verbindung steht,
welcher ständig für einen Unterdruck in dieser Kammer sorgt und die unter den Abschlußwänden
21 und 21' hindurch eindringenden Gase absaugt.
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Wie oben schon gesagt wurde, werden die von einer Brikettpresse hergestellten
Briketts mit Hilfe eines Fördermittels durch den Durchlaufofen geführt. Zur Führung
des Fördermittels sind in dem Ofen zwei Führungsschienen 29 mit winkelförmigem Querschnitt
verlegt, auf denen das Fördermittel 7 gleitet. Das Fördermittel selbst besteht aus
einzelnen Kästen 26, welche aus gelochten Platten aus feuerbeständigem Gußeisen,
Stahlguß, Stahl oder keramischem Material hergestellt sind, um den Durchtritt von
Gasen und Dämpfen zu ermöglichen. Unter jedem Kasten sind an beiden Seiten Laschen
26' befestigt, die an ihren beiden Enden über die Kästen hinausragen und dort mit
einer Bohrung versehen sind. Jede Lasche ist mit Hilfe eines Bolzens mit der benachbarten
Lasche des folgenden Kastens gelenkig verbunden. Auf diese Weise sind sämtliche
Kästen zu einer endlosen Kette zusammengesetzt. Die Kette wird geführt von den oben
schon beschriebenen Führungsschienen 29 und durch einen Antriebsstern 28 sowie einen
Umlenkstern 28'. Beide Sterne weisen einen sechseckigen Querschnitt auf, wobei die
Länge jeder Sechseckseite
etwas geringer ist als die Länge der Laschen
26', von der Mitte einer Bohrung zu der Mitte der benachbarten Bohrung gerechnet.
Die Kette wird über den Antriebsstern 28 mit Hilfe einer nicht gezeichneten Antriebsvorrichtung
in Bewegung versetzt.
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Die Arbeitsweise der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung ist
folgende: Die in einer Brikettpresse geformten Briketts werden dem Fördermittel
vor dem Eintritt in den Ofen aufgegeben, und zwar vorteilhaft in einer derartigen
Menge, daß die einzelnen Kästen des Fördermittels bis an ihre Oberkanten gefüllt
sind. Mit Hilfe des Fördermittels werden die Briketts alsdann dem Ofen zugeführt,
und zwar gelangen sie, nachdem sie durch die Dichtungskammer 2 transportiert wurden,
zunächst in die Vorkammer 3, wo eine Vorwärmung der Briketts durch die in der Hauptkammer
entstehenden Abgase der Brenner 17, welche durch die Leitung 13 abgesaugt werden,
erfolgt. Die Briketts werden dann mit dem Förderband durch die Hauptkammer 4 geführt.
Hier findet eine Abschwelung des in den Briketts enthaltenen Brennstoffes statt,
wobei dieser die in ihm enthaltenen flüchtigen Bestandteile abgibt und verkokt.
Die Briketts erhalten dadurch eine hohe Festigkeit. Diefür dieAbschwelung erforderlicheWärme
wird zum Teil direkt von den Brennern 17, zum Teil indirekt von dem parabelförmigen
Gewölbe ausgestrahlt und schließlich durch die Abgase der Brenner geliefert. Nach
dem Verlassen der Hauptkammer 4 tritt das Förderband durch die Dichtungswand 20
in die Kühlkammer 5 ein, in der die Briketts soweit abgekühlt werden, daß nach dem
Verlassen. des Ofens keine Entzündung eintritt. Auch die Kühlkammer 5 wird gegen
Eindringen der Außenluft durch die Dichtungskammer 6 abgeschlossen.
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Nach dem Verlassen des Schwelofens weisen die Briketts eine sehr große
Festigkeit auf, welche sie zur Verhüttung in einem Schachtofen geeignet macht. Die
fertigen Briketts fallen an dem Antriebsstern 28 von dem Förderband ab und werden
einem Lagerplatz zugeführt, von wo sie zur Verhüttung gelangen.
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Man kann die Geschwindigkeit des Bandes so einstellen, daß in der
Zeit, in der die Briketts durch die Hauptkammer 4 geführt werden, nur ein Teil des
in den Briketts enthaltenen Brennstoffes abgeschwelt wird. Die Briketts weisen dann
nach dem Verlassen des Schwelofens eine harte, einige Millimeter starke Kruste auf,
die in vielen Fällen schon zur Erzielung der erforderlichen Festigkeit der Briketts
ausreicht. Durch eine langsamere Geschwindigkeit des Förderbandes kann man aber
auch erreichen, daß die gesamte Brennstoffmenge der Briketts abschwelt. Man erhält
dann auch bei schwierigerem Gut die Sicherheit, daß die Briketts im Schachtofen
nicht vorzeitig zerfallen.
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Wie oben schon gesagt wurde, ist der Ofen nur zur Abschwelung von
solchen Briketts geeignet, welche einen Brennstoff enthalten, der bei seiner Erhitzung
nur geringe Mengen an flüchtigen Bestandteilen abgibt. Bei Verwendung eines solchen
Brennstoffes ist nämlich auch das im Ofen anfallende Gasgemisch arm an brennbaren
Bestandteilen und stellt infolge seines überwiegenden Anteiles an Abgasen der Brenner
17 praktisch ein inertes Gas, welches weder oxydierende noch reduzierende Eigenschaften
besitzt, dar. Derartige Eigenschaften des Gases sind aber Voraussetzung für den
Betrieb der Kühlkammer 5 und der Abdichtungskammer 2 und 6 in der beschriebenen
Weise. Das in die Kühlkammer eingeleitete Gas darf keine oxydierenden Eigenschaften
aufweisen, da sonst eine Verbrennung des in den noch heißen Briketts enthaltenen
Brennstoffes stattfindet. Auf der anderen Seite darf das Gas aber auch keine größeren
Mengen an brennbaren Gasen enthalten, da ein Teil des Gases durch die Dichtungswand
21 wie auch durch die Dichtungswand 12 in die Abdichtungskammern 2 bzw. 6 gesaugt
wird und sich dort mit der ebenfalls in die Dichtungskammer eingedrungenen Luft
mischt. Bei einem höheren Gehalt des Gasgemisches an brennbaren Gasen besteht die
Gefahr, daß hier ein explosives Gasgemisch entsteht.
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Verwendet man für die Briketts einen Brennstoff mit einem größeren
Anteil an flüchtigen Bestandteilen, so daß das aus der Vorkammer 3 abgesaugte Gas-
und Dampfgemisch brennbar ist, so kann der Betrieb der Kühlkammer und der Dichtungskammern
auf andere Weise; wie aus Fig. 5 hervorgeht, erfolgen, und zwar werden die aus der
Vorkammer 3 mit Hilfe des Ventilators 14 abgesaugten Gase vorteilhaft zur Befeuerung
eines Dampfkessels 30 od. dgl. verwandt und ein Teil der hier entstehenden Rauchgase
durch die Rohrleitung 22 über die Kühlvorrichtung 25 in die Kühlkammer 5 geleitet.
Die Befeuerung des Dampfkessels darf dabei allerdings nicht mit Luftüberschuß betrieben
werden, so daß die Rauchgase sauerstofffreie Gase und damit praktisch inerte Gase
darstellen. Ein Teil dieser inerten Gase wird durch die mit einem Drosselorgan 31
versehene Zweigleitung 32 der Dichtungskammer 2 zugeführt, so daß diese Kammer abweichend
von dem oben dargestellten Ausführungbeispiel nicht unter Unterdruck, sondern unter
überdruck steht. Es läßt sich in diesem Fall nicht vermeiden, daß ein Teil der in
die Dichtungskammer 2 eingeleiteten Gase durch die Dichtungswand 11 nach außen dringt.
Um hier eine starke und lästige Rauchentwicklung zu vermeiden, ist zweckmäßig vor
der Dichtungswand eine Absaughaube 33 vorgesehen, die über die Rohrleitung
34 an einen saugenden Ventilator 35 angeschlossen ist, mit dessen Hilfe die
austretenden Gase abgesaugt werden. Da die in die Kühlkammer eingeleiteten Abgase
keine brennbaren Bestandteile mehr aufweisen, kann die Dichtungskammer 6 in der
gleichen Weise, wie in Fig. 1 dargestellt, betrieben werden.
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Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist es schließlich auch vorteilhaft möglich,
und zwar vor allem, wenn fremde, kalte Inertgase zur Verfügung stehen, die Dichtungskammer
6 hinter der Kühlkammer 5 sowie gegebenenfalls die Dichtungskammer 2 vor der Vorkammer
3 durch Zweigleitungen 36 an eine nichtgezeichnete Leitung für die inerten Gase
anzuschließen. Sofern diese Gase nicht unter Überdruck stehen, werden sie mit Hilfe
eines Ventilators 37 in die Dichtungskammern gedrückt. Zur Absaugung der Gase, welche
aus dem Ofen durch die Ein- und Austrittsöffnung für das Fördermittel austreten,
ist vorteilhaft über jeder dieser Öffnungen eine Absaughaube 33 vorgesehen, welche
über eine Rohrleitung 34 an einen saugenden Ventilator angeschlossen ist. Die Kühlkammer
5 sowie die Vorkammer 2 können dann unabhängig von der Art des in den Mischbriketts
enthaltenen Brennstoffes in der Weise betrieben werden, wie das bei der in Fig.
1 dargestellten Vorrichtung geschieht. Diese Ausführungsform gestattet also die
Verwendung verschiedener Brennstoffe in den Mischbriketts, ohne daß ein Umbau des
Ofens erforderlich ist.
Vorteilhaft werden die mit Hilfe der Vorrichtung
gemäß der Erfindung erzeugten Briketts in einem Schachtofen verhüttet, der eine
Höhe von 2,5 bis 5 m, gemessen von der Winddüsenebene bis zur oberen Grenze der
Schachtfüllung, aufweist. Der Schachtofen besitzt ferner vorteilhaft einen rechteckigen
Querschnitt und seine Winddüsen sind ganz
oder vorwiegend an seinen beiden
Längsseiten angeordnet. Es ist aber auch die Verwendung eines Schachtofens mit einem
kreisrunden oder ovalen Querschnitt möglich.
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Ist in dem Schwelofen, wie oben geschildert, nur eine Randverschwelung
der Mischbriketts durchgeführt worden, so ist ein schneller Durchgang der Briketts
durch den Schachtofen vorteilhaft. In diesem Fall wird auch zweckmäßig die Gichttemperatur
des Ofens auf einer Höhe von etwa 300 bis 400° C gehalten. Man erreicht hierbei,
daß die Briketts, die ja einen unverschwelten Kern besitzen, auch im Innern schnell
auf die Temperatur der beginnenden Verkokung gebracht werden, so daß die Koksbildung
den Zerfall dieser Briketts, bevor sie die Düsenebene erreicht haben, verhindert.
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Die Gichtgase des Schachtofens enthalten bei Briketts, die vorher
nicht vollständig verschwelt sind, eine erhebliche Menge an Schweldämpfen. Sie werden,
nachdem sie den Schachtofen verlassen haben, zunächst von dem mitgeführten Staub
in geeigneten Staubabscheidern befreit und danach mindestens zwei Stufen gekühlt,
so daß die Schweldämpfe als Teer anfallen. Das so vorgereinigte Schwelgas wird erforderlichenfalls
noch einer weiteren restlichen Reinigung von Staub unterworfen und ist dann fertig
für den Verbrauch.