DE752846C - Device for carrying out reactions between powdery solid substances - Google Patents

Description

Nach einem nicht vorbekannten Vorschlag sollen pulverförmige Stoffe im nicht geschmolzenen, d. h. festen Zustand, dadurch miteinander in Reaktion gebracht werden, daß sie zwischen zwei umlaufenden Walzen hindurchgeführt werden, die unter elektrischer Spannung stehen. Über den Walzenspalt, der mit dem Reaktionsstoff angefüllt ist, findet ein Stromübergang statt, so daß die Stoffe im ίο unmittelbaren Stromdurchgang auf Reaktionstemperatur erhitzt werden. Das Verfahren wird benutzt zur Durchführung von Reaktionen in Pulvergemischen, von denen mindestens ein Bestandteil stromleitend ist. Das Verfahren hat sich außerordentlich bewährt für die Durchführung der verschiedensten Reaktionen, wie Reduzieren von Oxyden und Erzen, Karburieren von Metallen, gegebenenfalls unter vorhergehender Reduktion dieser Metalle aus. oxydischen Verbindungen u. dgl. Auch die fortlaufende Sinterung von Gegenständen kann mit Erfolg. durchgeführt werden. Die Vorrichtung besteht dem Grundsatz nach aus zwei Walzen, vorzugsweise aus Graphit oder Kohle, die gegeneinanderlaufen und das Reaktionsgemisch in den Walzenspalt einziehen. Gleichzeitig mit dem Stromdurchgang durch das im Walzenspalt befindlicheAccording to a previously unknown proposal, powdery substances should be in the unmelted, d. H. solid state, thereby being brought into reaction with one another that they are passed between two rotating rollers, which are under electrical Stand tension. Over the roller gap, which is filled with the reaction substance, a Current transfer takes place, so that the substances are heated to reaction temperature in the ίο direct current passage. The procedure is used to carry out reactions in powder mixtures, of which at least one component is conductive. The procedure has proven itself extremely well for the implementation of the most diverse Reactions such as reducing oxides and ores, carburizing metals, if necessary with prior reduction of these metals. oxidic compounds, etc. Also the continuous sintering of Objects can be successful. be performed. The device consists of the principle after from two rollers, preferably made of graphite or carbon, which run against each other and draw the reaction mixture into the nip. Simultaneously with the passage of the current through the one located in the nip

Reaktionsgemisch wird ein mechanischer Druck auf dieses Gemisch ausgeübt.Mechanical pressure is applied to this mixture in the reaction mixture.

Die Stromspeisung der Walzen kann bei einer derartigen Vorrichtung grundsätzlich durch Gleich- oder Wechselstrom erfolgen. Die Stromstärke bei einer kleinen Apparatur beträgt z.B. io ooo Ampere bei ioVolt Spannung. Beim Betrieb mit Wechselstrom oder Gleichstrom wird bisher so verfahren, daß der hohe Strom über die Walzenlager den Walzen zugeführt wird. Hieraus ergeben sich nicht unerhebliche Kontaktschwierigkeiten, und Zweck der Erfindung ist es, diese zu beseitigen. Gemäß der Erfindung wird dies bei Ver-Wendung von Wechselstrom dann erreicht, wenn die Vorrichtung zur Durchführung von Reaktionen zwischen pulverförmigen festen Stoffen unter Verwendung eines stromgespeisten Walzenpaares, vorzugsweise aus Graphit oder Kohle, mit einem konzentrisch zu einer Walzenwelle angeordneten Transformator ausgerüstet wird. Der Transformator ward hierbei von einer Walze umschlossen, die isoliert in zwei- Abschnitte unterteilt ist. Die Sekundärwicklung umschließt den Transformator in Form zweier konzentrischer Zylinder, deren. End£n durch Flansche verbunden sind und wobei der Mantel des äußeren Zylinders in der Mitte isoliert unterteilt ist. Der äußere, unterteilte trägt die Walzenabschnitte. Die zweite Walze der Vorrichtung ist elektrisch nicht unterteilt, und sie schließt infolgedessen die beiden Abschnitte der anderen Walze über den Walzenspalt hinweg bzw. durch das im "Walzenspalt befindliche Gut hindurch kurz. Die Enden der Primärwicklung werden an zwei Schleifringe geführt.The power supply of the rollers can in principle in such a device by direct or alternating current. The current strength for a small apparatus is E.g. io ooo amps at ioVolt voltage. When operating with alternating current or direct current, the procedure is so far that the high current is fed to the rollers via the roller bearings. This does not result insignificant contact difficulties, and the purpose of the invention is to eliminate them. According to the invention, this is achieved when using alternating current, when the device to carry out reactions between powdery solids Substances using a current-fed roller pair, preferably from Graphite or carbon, with a transformer arranged concentrically to a roller shaft is equipped. The transformer was enclosed by a roller that isolated is divided into two- sections. The secondary winding encloses the transformer in the form of two concentric cylinders, whose. End £ n connected by flanges are and wherein the jacket of the outer cylinder is divided insulated in the middle. Of the outer, subdivided supports the roller sections. The second roller of the device is electric not divided, and consequently it closes the two sections of the other Roll across the nip or through the material located in the "nip" through briefly. The ends of the primary winding are connected to two slip rings.

Abgesehen von einer bedeutenden Raumersparnis wird durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung erreicht, daß den Walzen der niedrige Primärstrom über Schleifringe zugeführt werden kann, so daß Kontaktschwierigkeiten beseitigt sind.Apart from a significant saving in space, a device according to the invention achieves that the rollers are supplied with the low primary current via slip rings can be, so that contact difficulties are eliminated.

-Das Walzenpaar wird zweckmäßigerweise in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht, das zweiteilig ist, wobei jeder Teil der Lagerung einer der beiden Walzen bzw. deren Wellen dient und die beiden Teile gegeneinander isoliert sind.-The pair of rollers is expedient housed in a closed housing which is in two parts, each part of the Storage of one of the two rollers or their shafts is used and the two parts against each other are isolated.

. Die Vorrichtung kann zur Erzielung einer höheren Sekundärspannung mit zwei Transformatoren ausgerüstet werden, wobei je ein Transformator in je einer Walze liegt. Die Sekundärwicklungen der Walzen, sind hierbei in Reihe geschaltet.. The device can be used to achieve a higher secondary voltage with two transformers equipped, with one transformer in each roller. The secondary windings of the rollers are here connected in series.

Im-nachfolgenden wird an Hand der Zeichnung der Erfindungsgedanke an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The following is based on the drawing the concept of the invention explained in more detail using an exemplary embodiment.

Die Abbildung stellt einen Schnitt durch das .Walzenpaar einer Vorrichtung gemäß der Erfindung dar, wobei Teile, die nicht unmittelbar zur Erfindung gehören, wie Zuführungsvorrichtungen für das zu behandelnde Gut, Antriebe usw., der Übersicht halber fortgelassen sind. Die Walzen selbst sind ebenfalls im Schnitt dargestellt, um die Anordnung des Transformators erkennbar zu machen. Das aus den Walzen 1 und 2 bestehende Walzenpaar ist auf den Wellen 3 bzw. 4 befestigt, die ihrerseits in einem Gehäuse 5 gelagert sind. Die Walze 1 ist hohl ausgebildet. In ihrem Hohlraum 6 ist konzentrisch zur Welle 3 der j Transformator angeordnet. Er besteht im gewählten Ausführungsbeispiel aus dem Kern 7 aus geschichteten Eisenblechen und der Primärwicklung 8. Der Primärwicklung 8 wird der Strom über die Schleifringe 9 und Bürsten 10 vom Wechselstromnetz bzw. über einen Regeltransformator zugeführt. Als Sekundärwicklung ist im gewählten Beispiel eine einwindige Spule 11 vorgesehen, die aber naturgemäß in Anpassung an gegebene Verhältnisse auch mehrwindig sein könnte. Sie besteht aus zwei konzentrischen Zylindern, die den Transformator einschließen. Die Enden der Zylinder sind durch Flansche verbunden. Der Mantel des äußeren Zylinders ist bei 12 isoliert unterteilt. Die dadurch entstehenden Abschnitte tragen die Walzenabschnitte i^a und i^b der Hohlwalze 1 und stellen gleichzeitig die elektrisch leitende Verbindung mit diesen Abschnitten her. Die Walzenabschnitte i° und i⁶ sind gegeneinander isoliert, im Ausführungsbeispiel durch einen Luftzwischenraum. Die Gegenwalze 2 des Walzenpaares ist nicht in zwei gegeneinander isolierte Abschnitte unterteilt. Sie weist im gewählten Beispiel lediglich eine Eindrehung 13 auf, die der Größe nach dem isolierenden Zwischenraum zwischen den Walzenabschnitten i^a und i^b entspricht.The figure shows a section through the .Walzenpaar a device according to the invention, parts that do not belong directly to the invention, such as feed devices for the material to be treated, drives, etc., are omitted for the sake of clarity. The rollers themselves are also shown in section to make the arrangement of the transformer recognizable. The pair of rollers consisting of rollers 1 and 2 is fastened to shafts 3 and 4, which in turn are mounted in a housing 5. The roller 1 is hollow. In its cavity 6, the transformer is arranged concentrically to the shaft 3. In the selected embodiment, it consists of the core 7 made of laminated iron sheets and the primary winding 8. The primary winding 8 is supplied with the current via the slip rings 9 and brushes 10 from the alternating current network or via a regulating transformer. In the example chosen, a single-turn coil 11 is provided as the secondary winding, which, of course, could also be multi-turn to adapt to given conditions. It consists of two concentric cylinders that enclose the transformer. The ends of the cylinders are connected by flanges. The jacket of the outer cylinder is divided insulated at 12. The resulting sections carry the roller sections i ^a and i ^{b of} the hollow roller 1 and at the same time establish the electrically conductive connection with these sections. The roller sections i ° and i ⁶ are insulated from one another, in the exemplary embodiment by an air gap. The counter roller 2 of the roller pair is not divided into two mutually isolated sections. In the example chosen, it has only one recess 13, which corresponds in ^{size to the insulating space between the roller sections i a} and i ^b.

Das Gehäuse 5, in welchem die beiden Walzenwellen 3 und 4 gelagert sind, ist zweckmäßig zweiteilig auszuführen, wobei die beiden Hälften bei 14 gegeneinander zu isolieren sind, so daß eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Welle 3 und der Welle 4 nicht entsteht.The housing 5, in which the two roller shafts 3 and 4 are mounted, is useful in two parts, whereby the two halves are to be isolated from each other at 14, so that an electrically conductive connection between the shaft 3 and the shaft 4 is not arises.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Dem Walzenspalt 15, der nur auf einer kurzen Strecke durch den Zwischenraum bzw. die Eindrehung 13 unterteilt ist, wird durch geeignete Fülleinrichtungen das pulverförmige Reaktionsgut zugeführt, während die beiden Walzen gegeneinander umlaufen und so das Gut in den Walzenspalt einziehen. Über die Bürsten 10 und die Schleifringe 9 wird dem Transformator Wechselstrom zugeführt und im Sekundärteil sowie damit in den Abschnitten i^ß und ΐ^δ eine Spannung induziert. Durch die Walze 2 werden die beiden Abschnitte i^ß und i^b über den Walzenspalt 15The operation of the device is as follows: The roller gap 15, which is only divided over a short distance by the space or the recess 13, is supplied with the powdery reaction material by suitable filling devices, while the two rollers rotate against each other and so the material into the roller gap collect. Alternating current is supplied to the transformer via the brushes 10 and the slip rings 9 and a voltage is induced ^{in the secondary part and thus in the sections i ß} and ΐ ^δ. By means of the roller 2, the two sections i ^ß and i ^{b are} over the roller gap 15

hinweg und durch das darin befindliche pulverförmige Reaktionsgut hindurch kurzgeschlossen, so daß auf der gesamten Länge des Walzenspaltes ein unmittelbarer Stromdurchgang durch das Reaktionsgut stattfindet. Auf diese Weise wird die notwendige Erhitzung des Gutes auf Reaktionstemperatur sichergestellt.away and short-circuited through the powdery reaction material located therein, so that over the entire length of the roller gap, there is a direct passage of current through the reaction material. In this way, the necessary heating of the material to the reaction temperature is ensured.

Es ist auch möglich, j ede Walze des Walzenpaares mit einem Transformator zu versehen, der grundsätzlich so ausgebildet ist wie der für die eine Walze beschriebene. Die Primärseiten können in Reihe oder parallel geschaltet werden; die Sekundärseiten sind in Reihe geschaltet. It is also possible to equip each roller of the roller pair with a transformer, which is basically designed like the one described for one roller. The primary pages can be connected in series or in parallel; the secondary sides are connected in series.

Spannung, Stromstärke und Frequenz für den Betrieb des Transformators oder der Transformatoren und die Auslegung der Transformatoren werden für den Einzelfall in Anpassung an die jeweils vorliegenden Bedingungen zu wählen sein. Unter anderem ist es auch möglich und zweckmäßig, den Transformator mit einer höheren Frequenz als 50 Hz zu betreiben. Als Vorteil ergibt sich hierbei, daß der Eisenkern klein wird und schließlich ganz fehlen kann.Voltage, current and frequency for the operation of the transformer or the Transformers and the design of the transformers are described in Adaptation to the prevailing conditions must be selected. Among other things is it is also possible and expedient to use the transformer with a higher frequency than To operate at 50 Hz. The advantage here is that the iron core becomes small and may ultimately be absent entirely.

Claims (3)

Patentansprüche.·Patent claims. i. Vorrichtung zur Durchführung von Reaktionen zwischen pulverförmigen festen Stoffen, von denen mindestens einer den elektrischen Strom leitet, unter Verwendung von vorzugsweise aus Graphit oder Kohle bestehenden stromgespeisten Walzen, zwischen denen bei gefülltem Walzenspalt der Stromübergang erfolgt, gekennzeichnet durch eine isoliert in zwei Abschnitte unterteilte Walze, die in ihrem Innern mit einem konzentrisch zur Wälzenwelle angeordneten Transformator ausgerüstet ist, dessen sekundärseitige Enden unmittelbar an je einen Walzenabschnitt gelegt sind, und eine zweite elektrisch nicht unterteilte Walze, die die Abschnitte der ersten Walze über den Walzenspalt hinweg bzw. durch das darin befindliche Gut hindurch kurzschließt.i. Device for carrying out reactions between powdery solid substances, at least one of which conducts electrical current, using of current-fed rollers, preferably made of graphite or carbon, between which when filled Nip the current transfer takes place, characterized by one isolated in two Sections of divided roller, which inside with a concentric to the roller shaft arranged transformer is equipped, the secondary-side ends directly on each one roller section are laid, and a second electrically non-divided roller that the sections the first roller across the nip or through the material located therein. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung aus zwei konzentrischen, den Transformator umschließenden Zylindern besteht, deren Enden durch Flansche verbunden sind und wobei der Mantel des äußeren Zylinders in der Mitte isoliert in zwei Abschnitte unterteilt ist, die die Walzenabschnitte tragen.2. Apparatus according to claim 1, characterized characterized in that the secondary winding consists of two concentric cylinders surrounding the transformer consists, the ends of which are connected by flanges and with the jacket of the outer cylinder insulated in the middle is divided into two sections that support the roller sections. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Walze des Paares unterteilt und mit einem Transformator ausgerüstet ist.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that each roller of the Pair is divided and equipped with a transformer. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 1 5832 4.531 5832 4.53