DE2155C - Einführung geprefster Luft in Gascrzeugungs-, Reductions-, Rost- und Schmelzöfen von oben, zu dem Zwecke, die vergasbaren Substanzen abwärts durch die Schichten des Ofens zu leiten - Google Patents

Description

1877.

Klasse 18.

WILLIAM GORMAN in GLASGOW.

Einführung geprefster Luft in Gaserzeugungs-, Reductions-, Rost- und Schmelzöfen von oben, zu dem Zwecke, die vergasbaren Substanzen abwärts durch die Schichten des Ofens zu leiten.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 14. October 1877 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf gewisse Verbesserungen in der Fabrikation von Eisen und Stahl, betrifft aber auch Verbesserungen in der Fabrikation von Gas und Koks, insoweit, als die Verbesserungen auch auf letztere Fabrikation angewendet werden können.

Blatt I, Fig. ι ist ein verticaler Querschnitt eines Apparates zur Erzeugung von Gas aus Kohlen oder Holz, um damit Erze zu reduciren, oder dasselbe zur Erzielung von Heizeffecten zu verbrennen.

Fig. 2 ist ein horizontaler Schnitt des Apparates nach Linie α α der Fig. 1.

Fig. 3 ist ein anderer Schnitt nach Linie b b.

Fig. 4 eine Ansicht von oben.

Die Materialien, welche in Gas und Koks oder vollständig in Gas übergeführt werden sollen, wie z. B. Kohlen, Holz oder andere kohlenstoffreiche Körper, werden in die Hauptkammer A eingefüllt, nachdem man das Einwurfventil C geöffnet hat. Die Kammer A wird jederzeit so viel von Brennmaterial erhalten als thunlich ist. Der untere Theil der Verbrennungskammer ist mit Feuerrösten D und Thüren E versehen, welche letztere es ermöglichen, mittelst geeigneter Werkzeuge die Roste zu reinigen. Durch die Roste zieht die Luft zur theilweisen Verbrennung der festen Brennmaterialien ein.

Hat das erzeugte Gas den Druck der Atmosphäre auszuhalten oder soll es weiterhin fortgeführt werden, so schliefst man die Thüren E und die Aschenkastenthüren und bläst Luft durch die Oeffnungen F unter den Rost ein. Es wird aber auch noch im oberen Theil der Verbrennungskammer Luft durch die Oeffnungen G eingeblasen. Diese letztere Luftzufuhr hat den Zweck, weiter oxydirbare gasförmige Verbrennungsproducte abwärts durch das Brennmaterial zu treiben. Auf ihrem Wege werden dieselben in brennbare oder reducirende Gase verwandelt und treten durch die Oeffnungen HH in einen ringförmigen Raum H^x, von wo aus sie weiter abgeführt werden. Die in der Nähe des Rostes erzeugten Gase, welche auf ihrem' Wege nach aufwärts stark glühende Koksschichten zu passiren haben, werden hauptsächlich in Kohlenoxydgas umgewandelt und mischen sich in dem ringförmigen Raum H¹ mit den aus dem oberen Theile des Generators herabkommenden Gase. Die Mischung gelangt durch die Röhre JH"¹ nach Apparaten zum Reduciren von Erzen zu Heiz- und anderen technischen Zwecken.

Der beschriebene Apparat kann nun zur Erzeugung von Koks oder Holzkohlen aus Kohlen bezw. Holz unter Gewinnung der gasförmigen reducirenden Producte umgeändert werden, indem man die Roste D wegläfst und den Boden der Kammer in geneigter Richtung, wie die punktirte Linie es andeutet, bis zu den Thüren E fortführt, also den Boden der Verbrennungskammer schliefst, bis auf diese Thüren.

Die zu verkokenden Materialien, wie Kohlen und Holz, werden in die Kammer A eingefüllt und nachdem sie angezündet worden, wird Luft von oben durch sie hindurchgeblasen. Die erzeugten Gase entweichen in den ringförmigen Raum H¹ H\ von wo sie zu den oben angedeuteten Zwecken abgeführt werden. Die Koks oder die Holzkohlen werden von Zeit zu Zeit in dem Maafse, als die Verkokung voranschreitet, aus den Thüren E herausgezogen.

In dem also abgeänderten Generator können auch Erze und Flufsmittel, wie Kalkstein, zusammen mit Kohlen oder Holz behandelt werden, so dafs die beim Schmelzprocefs erforderlichen Materialien vorher von ihren gasförmigen Bestandtheilen befreit und vorbereitet werden, um sie in einem Gebläseofen oder einem Freiherd verarbeiten zu können.

Die reducirten Erze, das Flufsmittel und die Koks, werden bei den Thüren E hervorgezogen, um in solche oben erwähnte Oefen zu wandern, während die Gase zu anderen Zwecken bei H² abgeführt werden.

Zum Reduciren von Erzen kann der Apparat unter Benutzung der Reductionsgase angewendet werden, wie sie in dem Ofen selbst auf die oben beschriebene Weise erzeugt werden, oder aber es können bei H¹ Hochofengase in den Reductionsofen eingetrieben werden, welche das Material behufs dessen Calcination und Reduction aufwärts durchdringen und durch die für diesen Fall vergröfserten Oeffnungen G entweichen, während die reducirten Erze durch

die Thüren am Boden hervorgezogen werden. Die diesem Apparat entströmenden Gase sind brennbar und können zum Calciniren von Erzen oder zum Brennen von Kalksteinen benutzt werden, indem man diese Materialien in ähnliche Apparate einfüllt, welche indessen oben offen sein können, wie gewöhnliche Kalköfen, da die Gase vollständig verbrannt sind. Zu diesem Zwecke wird das Gas am oberen Theil des Reductionsofens bei G abgenommen und in die Calcinir- oder Kalköfen durch einen ähnlich angebrachten ringförmigen Kanal Ή'¹ eingeführt. Luft zur vollkommenen Verbrennung kann ebenfalls noch zugelassen werden, so dafs man die calcinirten Erze oder den Kalk bei E heranziehen kann.

Die Gase können einem Hochofen oder einem Gasgenerator entnommen werden, und, nachdem sie in einem wie vorher beschriebenen Reductionsapparat zum Reduciren von Erzen gedient, ferner in einem Calcinirofen weiter ausgenutzt werden, um die Brennmaterialien auf die rationellste und ökonomischste Weise zu verwerthen.

Fig. 5, Blatt I, ist der Verticalschnitt eines Hochofens in seinem oberen Theile, welcher zu dem vorher beschriebenen Zweck umgestaltet ist. If¹ der Fig. 5 wird alsdann mit H" der Fig. ι und 2 in Verbindung gesetzt werden müssen.

Fig. 6 ist ein Grundrifs der Fig. 5 und Fig. 7 ein horizontaler Schnitt nach der Linie a-a der Fig- 5·

Der Theil der Fig. 5, welcher mit A bezeichnet ist, stellt den Raum dar, wo das kohlenstoffhaltige Material in Koks und reducirtes Gas verwandelt wird. Das ganze aufgegebene Material, als Erz, Flufs- und Brennmaterial, wird in der gewöhnlichen Weise durch die Ventile E eingefüllt. Durch das Rohr C¹ wird erhitzte Luft eingeblasen und das Brennmaterial angezündet. Die resultirenden Gase, von der eingeblasenen heifsen Luft und der Verbrennung herrührend, sowie von dem Gebläsewind des Hochofens von unten her, entweichen durch die Auslässe bei D, von wo aus sie zu anderweitiger Nutzbarmachung durch die Röhre ZT¹ abgeführt werden.

In dem auf Blatt II vorgeführten Beispiel eines Hochofens sind die Auslässe D vermittelst langer Kammern _D' mit dem am höchsten Punkte des Hochofens herumlaufenden ringförmigen Kanäle E verbunden. Der ringförmige Kanal E ist, wie in punktirten Linien in Fig. 1, 2 und 3 angegeben ist, mit Beschickungsventilen F versehen.

Durch dieselben werden Erze und Flufsmittel in die Kammern D' eingeschüttet, so dafs sie, in geeigneten Verhältnissen mit dem Brennmaterial gemischt, welches in der Mitte aufgegeben wird in den Ofenschacht herabsinken, um in der gewöhnlichen Weise nieder zu schmelzen. Die in dem ringförmigen Kanäle E aufsteigenden iase werden in der Röhre H zu anderweitigem Gebrauch abgeführt.

Die Figuren auf Blatt III stellen eine veränderte Form oder Anordnung eines Schmelzofens dar, welcher nach dem Princip vorliegender Erfindung construirt ist.

Fig. ι ist ein Verticalschnitt, aus welchem man die innere Construction des Ofens ersehen kann.

Fig. 2 ist ein Verticalschnitt, rechtwinklig zur Schnittebene der Fig. 1.
Fig. 3 Ansicht von oben.
Fig. 4 ein Horizontalschnitt nach der Linie a a der Fig. 1.

Fig. 5 ein Horizontalschnitt nach linie b b der Fig. 1 und 2.

Fig. 6 ein Horizontalschnitt c c der Fig. 1 und 2.

Die Kammer A wird mit dem Brennmaterial, Holz oder Kohle, beladen, welche man bei dem Ventil B einfüllt. Luft, am besten heifse Luft, tritt durch das Rohr C ein. Die Koks oder Holzkohlen sinken im Schachte A nieder und verbrennen im unteren Theile des Ofens unter Mitwirkung der Gebläseluft, welche durch die Düsen D eintritt. Die hieraus entstehenden, sowie die im Schachte A herabsteigenden.Gase, steigen in den Seitenschächten E in die Höhe, wo sie durch Gebläsedüsen bei F, zwecks vollkommener Verbrennung, mit Luft gemischt werden. Das zu schmelzende Metall wird durch die Thüren G in die Seitenschächte E aufgegeben und das geschmolzene, wie bei dem gewöhnlichen Cupolofen, vom Herde H abgezapft. Dieses Ofensystem kann sowohl zum Schmelzen von Metallen, als auch zum gleichzeitigen Schmelzen von Erzen und Metall angewendet werden.

Wenn dasselbe zu letzterem Zwecke angewendet wird, so werden Erze, Flufsmittel und Brennmaterial in den Centralschacht A, dagegen das Metall, z. B. Gufseisen oder Masseln, in die Seitenschächte E aufgegeben. Indessen kann auch noch Metall mit in den Centralschacht aufgegeben werden. Wird der hier zuletzt beschriebene Ofen zum Niederschmelzen von Erzen allein angewendet, so mufs die Luftzuführung bei F abgesperrt und über den Thüren G Schlufsventile angebracht werden, sowie Sammel- und Leitungskanäle zur Fortführung der Gase an Orte, wo sie weiter ausgenutzt werden sollen. Erze und Flufsmittel können, wenn der Ofen lediglich zum Zwecke des Niederschmelzens von Erzen angewendet wird, in alle drei Schächte eingefüllt werden. Das Brennmaterial aber wird im Centralschacht A aufgegeben.

Auf Blatt IV sind zwei nach vorliegendem Princip construirte Ofenformen zur directen Darstellung von Eisen aus den Erzen gezeichnet,

Fig. ι, Blatt IV, ist ein Verticalschnitt nach der Linie α α der Fig. 2.

Fig. 2 ist ein anderer Verticalschnitt nach der Linie bb der Fig. 1.

Claims (1)

1. /Fig. 3 ist ein horizontaler Schnitt nach der Linie C C der Fig. ι und 2,

   Fig. 4 ein Horizontalschnitt nach Linie d d der Fig. 1, und

   Fig. 5 ein Grundrifs.

   Beim Arbeiten mit diesem Ofen wird Kohle, Holz oder anderes Brennmaterial in den Schacht A eingefüllt und dieses angezündet, wobei Luft bei B am oberen Theile des Schachtes eingeblasen wird. Die sich bildenden, herabgetriebenen Gase treten durch die Qeffnimg C¹ in die Kammer oder den Schacht D ein, wohinein die Erze eingeschichtet werden. Die Gase entweichen aus der Kammer D, nachdem sie die darin enthaltenen Erze reducirt haben, durch den Abzugskanal Έ, um für andere Zwecke ausgenützt zu werden. Die Koks aus dem Schacht A und die reducirten Erze aus dem Schacht D gelangen durch die Oeffnungen in dem Gewölbe in den Herd G, worin die Koks unter Zublasen von Luft durch die Düsen M verbrannt und das Eisen dadurch gehörig erhitzt wird. Das Eisen wird sodann aus dem Ofenherd herausgezogen, um entweder gehämmert oder gewalzt zu werden.

   Auf demselben Blatt IV ist noch eine andere Form von Oefen zur directen Darstellung von Eisen aus Erzen gezeichnet. Brennmaterial, Erze und Flufsmittel werden hierbei in denselben Schacht eingefüllt und daraus miteinander behandelt.

   Fig. 6 ist der Verticalschnitt eines solchen Ofens nach der Linie α α der Fig. 7.

   Fig. 7 ist ein anderer Verticalschnitt des Ofens nach Linie b b.

   Fig. 8 ist ein horizontaler Schnitt nach der Linie c c der Fig. 6,

   Fig. 9 ein Grundrifs des Ofens.

   Beim Arbeiten mit diesem Ofen werden die Erze, das Brennmaterial und die Flufsmittel abwechselnd in regelmäfsigen Aufgaben in jede der Kammern oder Schächte A A eingeschichtet und nachdem der Ofen in Brand ist, Luft von oben her, wie früher unter Hinweis auf Blatt I beschrieben worden, eingeblasen. Die reducirten Erze, mit den Koks gemischt, fallen durch die Oeffnungen B in den Herd G, wo sie ferner erhitzt und in vorher, unter Hinweis auf Fig. 1 bis 5 auf Blatt IV, beschriebener Weise behandelt werden. Die bei der Operation resultirenden Gase werden durch die Kanäle HH abgeführt.

   Da in den vorher beschriebenen Oefen eine sehr grofse Hitze im oberen Theile derselben entsteht, wenn sie zu dem Zwecke gebraucht werden, die in ihnen enthaltenen Materialien oder Theile derselben in Gase zu verwandeln, so ist es nöthig, den Apparat zum Einfüllen der Materialien, d. h. Einwurfventile oder Glocken, entweder aus feuerbeständigem Material zu machen, oder sie mit solchem zu überziehen, oder ihn hohl zu machen, wie bei den Hochöfen auf Blatt II zu sehen ist, um darin Wasser circuliren oder verdampfen zu lassen, oder der Einfallapparat ist mit eingegossenen Kanälen zu versehen, durch welche Wasser rinnen kann.

   Patent-Anspruch: Die Einführung von gepresster Luft in Gaserzeugungs-, Reductions-, Rost- und Schmelzofen oder ähnliche Apparate von oben, zu dem Zwecke, die vergasbaren. Substanzen von oben herab durch die Schichten des Ofens zu führen.

   Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.