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Röstofen. Die Erfindung bezieht sich auf Röstöfen und im besonderen
auf solche Öfen von gedrängter Bauart, die zur Behandlung von Erzen und ähnlichen
Stoffen dienen. Bei den bekannten Anordnungen von Rostöfen gedrängter Bauart mit
übereinander angeordneten Herdsohlen wurden die Röstkammern im allgemeinen in Verbindung
miteinander angeordnet und mit Rührwerken ausgerüstet, welche das aufgegebene Röstgut
über jede
Sohle fortschoben und von einer Sohle nach der anderen
lierabwarfen, so daß es auf einem zickzackförmigem Wege nacheinander über alle Sohlen
ging.
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Bei dieser Art von Öfen wurde die nötige Rösthitze von einer Feuerung
geliefert, die an dem Ausstoßende der untersten Sohle angeordnet war, und manchmal
wurde eine zusätzliche Beheizung durch Hilfsfeuerungen bewirkt, die an den Enden
des einen oder anderen der übereinander angeordneten Rös:lierde vorgesehen waren.
Die Nachteile dieser Anordnungsweise führten zur Schaffung einer Ausführungsform,
bei welcher eine Mehrzahl von übereinander angeordneten voneinander unabhängigen
Röstkammern mit Mitteln ausgerüstet waren, um jeder dif ser Kammern Röstgu; zuzuführen,
es gleichzeitig mit den anderen Röstkammern in der gleichen Richtung und mit der
gleichen Geschwindigkeit vorzuschieben und das geröstete Gut am Ende jeder Kammer
auszustoßen. Jede der Röstkammern besaß eine Feuerung an ihrem Ausstoßende, durch
welche die nötige Hitze zur sachgemäßen Einwirkung auf das Gut geliefert wurde;
um einen Ausgleich für die größeren Wärmeverluste der obersten und unters-.en Röstkammer
zu schaffen, bekamen diese größeren und leistungsfähigeren Feuerungen als die dazwischenliegenden
Kammern.
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Um die mögliche Höchstleistung für jede Röstkammer zu sichern, mußte
gleichzeitig eine vollkommen gleichwertige Menge an Röstgut jeder Röstkammer zugeführt
und dort mit der gleichen Geschwindigkeit vorgeschoben werden, wobei in allen Röstkammern
die gleichen Röstbedingungen für die einander entsprechenden Punkte der verschiedenen
Kammern aufrechterhalten werden mußten.
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Obgleich mit dieser Anordnung größere Ausbeuten und bessere Ergebnisse
erzielt wurden. wirkten derartige öfen doch nicht unter allen Umständen in wirtschaftlich
günstiger Weise.
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Der Hauptfehler bestand hier in der Schwierigkeit, die nötige, durchaus
gleichmäßige Temperatur aufrechtzuerhalten, wobei zur Sicherung eines gleichmäßig
guten Produktes von allen Röstkammern ein erheblicher Aufwand an Arbeit und Aufsicht
nötig war, weil jeder einzelnen Röstkammer stets die genau erforderliche Wärmemenge
zugeführt werden mußte.
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Im Gegensatz zu diesen früheren Anordnungen besteht das Hauptmerkmal
der Erfindung in der Schaffung von einfachen und durchaus wirksamen Mitteln, durch
welche diese Nachteile vollständig beseitigt werden und gleichmäßig erwärmte Gase
selbsttätig den verschiedenen Röstkammern zufließen, so daß die über alle Herdsohlen
geführten Erze vollständig gleichmäßige Bedingungen finden, so daß ein ganz gleichmäßiges
Produkt erzielt werden kann. Überdies ermöglichen es diese Mittel, dem Arbeiter
die Temperatur und den Sauerstoffgehalt der Gase sowie die Geschwindigkeit, mit
der sie über die Herdsohlen streichen, so zu regeln, daß in jedem Teil des Ofens
die Reaktion genau überwacht und geregelt und hierdurch die besten metallurgischen
Ergebnisse unter Ersparnis an Rohstoffen erzielt werden können. Die angewendeten
Mittel gestatten eine L`berwachung und Einregelung der verschiedenen, die Reaktionen
in den Öfen beherrschenden Faktoren, und zwar unabhängig voneinander, so daß mit
großer Leichtigkeit für die Bearbeitung von abweichenden Arten von Gütern die Bedingungen
verändert werden können.
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Weiterhin sieht der Erfindungsgegenstand Verbesserungen der Mittel
zur Zuführung der Erze zu den Röstkammern und zum Weiterschieben auf den Herdsohlen
vor.
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Die gewünschten Wirkungen werden durch Ausgleichung der Temperatur
und chemischen Zusammensetzung der Röstgase erreicht, indem sie mit regelbarem Druck
durch eine Mischkammer geschickt werden, welche zwischen die Quelle der Verbrennungsgase
und die Röstkammern eingeschaltet ist. Im besonderen bestehen die Mittel zur Ausgleichung
der Temperatur und chemischen Zusammensetzung der Gase darin, daß die Ausstoßenden
der Herdsohlen nach oben abgestuft immer weiter in eine Mischkammer von geeigneten
Abmessungen hineinragen, welche eine Prallwand besitzen kann, die von ihrem Gewölbe
herabhängt. Die durch die Verbrennung von Brennstoff erhitzten Gase gelangen zusammen
mit etwa erforderlicher zusätzlicher Luft zunächst in die Mischkammer und dann unter
der Prallwand hindurch, wenn eine solche verwendet wird, worauf sie in gleichen
oder vorbestimmten Anteilen in die Röstkammern eintreten und diese unter der Wirkung
eines regelbaren Zuges am Auf-Z, durchströmen. Durch Änderung der Mengen und des
Mischverhältnisses der Luft und der Verbrennungsgase, welche in die Mischkammer
eingeführt werden und durch Drosselung des Einlasses und Auslasses der Röstkammern
können die darin wirkenden Gase nach Bedarf bezüglich der Temperatur, des Sauerstoffgehalts,
der Strömungsgeschwindigkeit und des Druckes verändert werden. Es können auch einzelne
dieser Faktoren geregelt werden, ohne die .anderen in Mitleidenschaft zu ziehen.
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Die in die Verbrennungskammer zur Aufrechterhaltung des gewünschten
Druckes in der Mischkammer eingedrückte Luft wird vorzugsweise
dadurch
beheizt, daß sie vorher durch die hohlen Rührwellen hindurchgesaugt wird, die in
den heißeren Teilen des Ofens gelegen sind.
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Die verbesserte Anordnung der Aufgabevorrichtung für die Erze zu den
einzelnen Röstkammern umfaßt - einen Fülltrichter mit nach oben enger werdendem
Querschnitt und Förderschnecken, welche aus ihm das Erz den einzelnen Kammern zuführen.
Hierdurch wird eine reichliche Zuführung von Erz zu allen Kammern jederzeit und
unabhängig von der besonderen Art der Erze gesichert.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung
dargestellt; es zeigen Abb. i die Gesamtanordnung im Schnitt von der Seite, Abb.
2 einen Schnitt nach II-II, Abb. ; einen Schnitt nach III-III, Abb..l einen Schnitt
nach IV-IV, Abb. 5 einen Schnitt nach V-V, Abb.6 einen Schnitt nach VI-VI in Abb.
i.
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Die Abb.3 bis 6 sind in etwas größerem Maßstab gezeichnet.
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Der Röstofen i wird gebildet von einer Mehrzahl übereinander angeordneter
Herdsohlen 2, welche sich von dem Aufgabeende des Ofens bis zu einer ausgedehnten
Mischkammer 3 erstrecken, welche nahe dem Ausstoßende der Röstkammern vorzugsweise
in den Ofen eingebaut ist.
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Die Mischkammer 3 steht in Verbindung mit einer Verbrennungskammer
4, der Feuerung 5 oder einer anderen Röstgasquelle. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel
besitzt die Feuerung einen Wanderrost 6, der auch durch einen gewöhnlichen Rost
ersetzt werden kann. Es können auch beliebige andere Feuerungen oder Brenner verwendet
werden, welche imstande sind, die erforderliche Hitze zu liefern.
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Die in der Verbrennungskammer erzeugten Heizgase gehen von dieser
über eine Feuerbrücke 5' in die Mischkammer und treten dort vorzugsweise in der
Höhe oder unterhalb der unteren Röstkammer ein. Das Gewölbe dieses Endes der Xischkammer,
welches der Feuerung 5 benachbart ist, kann in Höhe der Wölbung der Verbrennungskammer
angeordnet sein, während es am entgegengesetzten Ende in Höhe der obersten Röstkammer
und mit dieser in einer geraden Linie ausgebildet sein kann. Die Ausstoßenden der
Herdsohlen ragen in die Mischkammer hinein, und zwar nähern sie sich von unten nach
oben mehr und mehr der Wand 3', welche mehr oder weniger senkrecht den unteren und
den oberen Teil des Gewölbes verbindet. Indem man die Ausstoßenden der Röstkammern
in der oben gezeigten Weise stufenweise übereinandergreifend anordnet, nehmen die
Durchschnittsquerschnitte der Gaseinlaßöffnungen der Kammern allmählich nach oben
hin ab. .Diese stufenförmige Abnahme der Durchtrittsquerschnitte in Verbindung mit
dem durch die Röstkammern gehenden Zug und mit der staffelförmigen Anordnung der
Herdsohlen dient dazu, die Verteilung der Heizgase auf alle Röstkammern in der erforderlichen
Weise zu bewirken. Da von Natur die Heizgase das Bestreben haben, nach oben zu steigen,
muß ein Teil des Gasstromes an die vorstehenden Enden der Herdwölbungen anstoßen
und in die darunterliegende Kammer abgelenkt werden, selbst, wenn der Überdruck
in der Mischkammer nur gering ist. Das Ausstoßende der unters:en Herdsohle kann
mit der Rückwand der Mischkammer abschneiden, und statt den Ausstoßenden der übrigen
Herdsohlen eine stufenförmige Anordnung zu geben, können sie alle in der gleichen
senkrechten Ebene angeordnet sein.
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Die Stirnwand 3' der Mischkammer -kann nach abwärts unter die Wölbung
des vorderen Teiles dieser Kammer geführt sein, wie in punktierten Linien bei 3"
in Abb. i gezeigt. Dieser herabhängende Teil der Stirnwand bildet eine Prallwand,
welche die heißen Gase so führt, daß eine innige Mischung der Gase beim Einströmen
in die Mischkammer mit niederem Druck stattfindet. Hierdurch wird die Ausführung
gewisser metallurgischer Vorgänge erleichtert. Eine solche Prallwand 3" kann manchmal
aus geringerem Mauerwerk hergestellt und mit öffnungen versehen sein, welche von
geringerem Querschnitt sind, wenn sie näher der Wölbung der Mischkammer angeordnet
sind.
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Die Anordnung und Ausbildung der Mischkammer und der zugehörigen Teile
ist sehr wirkungsvoll und kann natürlich für besondere metallurgische Zwecke gewisse
Abänderungen erfahren.
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Ein Zündgewölbe 4.' erstreckt sich von der Stirnwand der Verbrennungskammer
bis zu einer gewünschten Stelle über dem Wanderrost; es dient zur Ableitung der
Verbrennungsgase nach -der Mischkammer und erleichtert, wenn es erhitzt ist, die
Zündung des Brennstoffes und das vollständige Ausbrennen der Heizgase. Die heißeren
Gase werden durch das Zündgewölbe ¢' ein wenig heruntergehalten und demgemäß in
innigere Berührung mit etwa .vorhandenen kühleren Gasen gebracht, welche über die
Feuerbrücke 5' gehen. Hierdurch wird die Temperatur der in die Mischkammer gelangenden
Gase gleichförmiger gemacht. Das Zündgewölbe kann, wie in der Zeichnung gezeigt,
geneigt, jedoch auch parallel der Rostfläche angeordnet sein.
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Die Feuerbrücke 5' am Hinterende der
Feuerung kann
entsprechend Abb. i ausgebildet sein oder sie kann höher oder tiefer enden, je nach
den Erfordernissen. Die Röstkammern 7 über den Herdsohlen 2 öffnen sich unmittelbar
in die Mischkammer 3 und erforderlichenfalls sind ihre Aufgabeenden durch Rauchrohre
8 mit einem Kamin oder einer anderen Zugvorrichtung verbunden. Die Rauchrohre 8
besitzen Klappen 9 zur Regelung der Menge von Heiz- und Rauchgasen und der Strömungsjeschwindigkeit
durch die Röstkammern. Dem gleichen Zweck dienen Schieber io, welche durch Aussparungen
io' in den Seitenwänden des Ofens eingeführt werden können, und welche den Durchtrittsquerschnitt
zwischen der Mischkammer 3 und den Röstkammern drosseln.
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Zur Herstellung des Zuges kann ein Gebläse i i dienen, welches erwärmte
Luft durch ein Rohr i? von den oberen Öffnungen der hohlen Rührwellen
13 in den heißeren Teilen des Ofens absaugt. Das Gebläse besitzt ein Druckrohr
14 mit zwei Abzweigungen 15 und 16, deren eine heiße Luft einem oder mehreren Punkten
unter dem Rost zuführt, während die andere heiße Luft in die Heizkammer oberhalb
des Rostes drückt. Das Zweigrohr 16 ist vorzugsweise so angeordnet, daß es die Luft
zwischen das Zündgewölbe ¢' und die Wölbung der Verbrennungskammer einführt. Das
Eindrücken von Luft an dieser Stelle dient dazu einerseits rasch eine hohe Temperatur
zu erzeugen und anderseits die Lebensdauer des Zündgewölbes durch Verhinderung der
Überhitzung zu verlängern.
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Klappen 17 und 18 sind in den Zweigrohren angeordnet, so daß die Mengen
der über und unter den Rost eingeblasenen Luft gegeneinander abgestimmt werden können.
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In den Zeichnungen sind das Druckrohr 12 und die Zweigrohre 15 und
16 so angeordnet, daß sie die Druckluft nur der einen Seite der Feuerung zuführen;
bei der praktischen Ausführung wird man vorzugsweise die Luft beiden Seiten zuführen.
Der Druck der Heizgase in der Mischkammer wird vorzugsweise etwas höher gewählt
als unbedingt notwendig zur dauernden Einführung der erforderlichen Gasmengen in
die einzelnen Röstkammern. Dieser kleine Überdruck in der Mischkammer erleichtert
die Aufrechterhaltung und Regelung des Zuges durch den Ofen.
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Um eine innige Mischung der heißen Gase zu erzielen, kann in einzelnen
Fällen die Ausgleichkammer mit Prallplatten ausgerüstet sein, die so angeordnet
sind, daß die Gase in gleicher Höhe oder unterhalb des Ausstoßendes der untersten
Herdsohle eingeführt werden, ehe sie in die Röstkammern eintreten. Die durch die
Verbrennung des Brennstoffes in der Feuerung erhitzten Gase gehen zusammen mit etwaiger
Zusatzluft in die Mischkammer 3 und die Abmessungen dieser Kammer und die Führung
der heißen Gase sichern eine Ausgleichung der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung
der Gase, bevor diese in die Röstkammer gelangen.
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Die Sohle der Mischkammer ist vorzugsweise unterhalb der untersten
Herdsohle des Ofens angelegt und diese Anox'dnung zusammen mit der Zeit, welche
die Gase in der Mischkammer zubringen und der Art, in welcher sie durch die Kammer
geleitet werden, sichern eine mehr oder weniger gleiche Mischung der Gase, so daß
jeder Röstkammer selbsttätig bezüglich der Temperatur und chemischen Zusammensetzung
gleichförmige Gase zugeführt werden. Die Wirkung der Reibung der strömenden Gase
oder der Asche auf dem Boden der Mischkammer kann hierbei auch die Zuführung von
heißen Gasen zu der untersten Röstkammer nicht beeinträchtigen. Die Temperatur und
der Sauerstoffgehalt der Gase in der Mischkammer kann erforderlichenfalls geändert
werden durch Einstellung der Klappen 17 und i 8 in den Zweigrohren 15 und 16, so
daß wechselnde Anteile von Luft unter und über dem Rost eingeblasen werden. Die
Strömungsgeschwindigkeit der heißen Gase in den Röstkammern kann geregelt werden
durch Abänderung des Gasdruckes in der Mischkammer und durch Einstellung der Drosselvorrichtungen
am Eingang und Ausgang der Röstkammern.
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Der Überdruck in der Mischkammer in Verbindung mit dem Zug durch den
Ofen oder dem Unterdruck am Aufgabeende sichert das Durchsaugen der Gase durch die
Röstkanunern, wodurch eine wirksamere Behandlung der Erze ermöglicht wird.
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Die Anordnung des Überdrucks am Ausstoßende der Röstkammern ermöglicht
eine Herabsetzung des Unterdruckes an dem Aufgabeende, wodurch das Einsaugen schädlicher
Luft an irgendeiner Stelle der Länge der Röstkammern vermieden wird, wie es durch
Fehler des Mauerwerks veranlaßt werden kann. Außerdem kann der Druck in den Röstkammern
in erforderlicher Weise durch Einstellen der Drosselmittel 17 und 18 und durch Einstellen
der Schieber an beiden Endender Röstkammern geregelt werden, so daß nach Wunsch.
-Zusatzluft an jeder beliebigen Stelle der Röstkammern eingeführt werden kann.
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Der große Vorteil der Anwendung von Mitteln zur Regelung der Temperatur
und des Sauerstoffgehaltes, der Strömungsgeschwindigkeit und des Druckes der Gase
unabhängig
voneinander besteht darin, daß jeder dieser Faktoren
auf seinen günstigsten Wert gebracht werden kann, ohne dadurch die Werte der anderen
Faktoren zu verändern. Die Anwendung dieser verschiedenen Regelungsmittel ermöglicht
schließlich die feinste Anpassung an die für verschiedene Röstgüter notwendigen
Bedingungen bei sparsamem Rohstoffverbrauch.
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Das Röstgut wird in einen Fülltrichter i 9 (in Abb. 5 punktiert teilweise
dargestellt) eingeworfen und fällt von dort aus in einen seitlich des Aufgabeendes
des Ofens angeordneten Füllrumpf 2o. Die Außenwand des Füllrumpfes 2o ist von oben
nach unten auswärts geneigt, so daß sein freier Querschnitt sich nach unten vergrößert.
Eine Anzahl von doppelten Förderschnecken 21 durchsetzt ihn der Quere nach. Die
Wellen der Förderschnecken werden durch ein beliebiges Vorgelege 22 angetrieben
und können ganz bestimmte Mengen von Erz mit ganz bestimmter Geschwindigkeit aus
dem Füllrumpf 2o durch die Öffnungen 23 in der Seitenwand des Ofens auf die verschiedenen
Herdsohlen aufgeben. Nötigenfalls können diese Förderschnecken mit verschiedener
Geschwindigkeit angetrieben werden, so daß man einzelnen Röstkammern größere Mengen
zuführen kann als den anderen. Man könnte auch ähnliche Füllrümpfe an der entgegengesetzten
Seite des Ofens anordnen, so daß man einzelne Röstkammern getrennt mit Röstgut beschicken
kann.
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Die Füllrümpfe 2o werden vorzugsweise abnehmbar gemacht, wodurch die
Rührwerke in ihrer Nähe zugänglich gemacht werden können. Das den Herdsohlen zugeführte
Gut wird von dem Aufgabeende nach dem Ausstoßende über sie unter ständigem Rühren
hinweggeführt durch gezahnte Rührarme, welche an in der Mittellinie des Ofens angeordneten
Rührwellen befestigt sind.
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Sobald das Erz am Ausstoßende der Herdsohle 2 angelangt ist, wird
es durch Rutschen 24 in eine gemeinsame Rutsche 25 eingeworfen, von wo aus es auf
ein Förderband 26 zur weiteren Verwendung gelangt. Werden in einzelnen Röstkammern
abweichende Güter behandelt, so kann man für diese besondere Anstoßvorrichtungen
verwenden.
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Die Hohlwellen 13 gehen durch die Mitte der Herdsohlen 2 und laufen
in Spurlagern 23' unterhalb des Ofens.