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Verfahren zur Verhüttung mergeliger Erze, insbesondere mergeliger
Eisenerze Die Erfindung bezieht :sich auf ein Verfahren zur Verhüttung mergeliger
Erze, insbesondere mergeliger Eisenerze.
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Bei dem augenblicklichen Stand des Eisenhüttenwesens verwendet man
Schachtöfen, deren Beschikkung eine Höhe von 2o bis 30 m besitzt. Man ist
hierbei von der Erwägung ausgegangen, eine möglichst weitgehende, indirekte Reduktion
der Eisenoxyde zu erreichen und die Wärme der Ofengase, die aus der Reduktions-
und Schmelzzone stammt, so gut wie möglich auszunutzen. Die große Höhe der Beschickung
hat aber andererseits zur Folge, daß ein sehr großer Druck auf die unteren Teile
der Beschickung ausgeübt wird, daß diese also sehr fest sein muß; daneben ist zu
fordern, daß der Möller genügend grobstöckig ist, um den Wind gut und gleichmäßig
durchzulassen. Bei Feinerz kann man dieser Forderung dadurch entsprechen, daß man
dieses sintert: bei den Brennstoffen ist man gezwungen, soggenannten Hüttenkoks,
d. h. einen sehr grobkörnigen und sehr festen Koks zu verwenden. Es ist aber bekannt,
daß Steinkohle, die zur Herstellung eines solchen Kokses geeignet ist, nur an einzelnen
Lagerstätten vorkommt und ,daß es weite Striche der Erde gibt, wo eine derartige
Kohle fehlt.
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Die Erfindung bringt einen wesentlichen Fortschritt gegenüber dem
Stand der Technik dadurch, daß Briketts mit einem Rauminhalt von höchstens etwa
roo cm3 aus dem Erz und der Gesamtmenge eines festen, schwelbaren Brennstoffes,
z. B. einer Steinkohle, die zur Herstellung von Hüttenkoks
ungeeignet
ist, in einem Schachtofen mit rechteckigem Ouerschnitt, bei dem der Abstand einer
Reihe gegenüberliegender Düsen höchstens a m beträgt, unter Einhaltung einer Beschickungshöhe
von etwa 1,5 bis 3 m über der Düsenebene heruntergeschmolzen werden..
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Es ist gemäß der Erfindung möglich, sowohl eine Schwelurig als auch
eine Verhüttung in einem Schachtofen mit ganz ungewöhnlich niedrigen Beschickungssäulen
durchzuführen. Datei halten sich die Gichtgastemperaturen immer noch in erträglichen
Grenzen. Die geringe Höhe der Beschik kungssäule hat zur Folge, daß der Schachtofen
entsprechend niedrig und demgemäß auch billig in der Anschaffung ist. Desgleichen
brauchen die zu verhüttenden Stoffe nicht mehr so hoch gefördert zu werden wie sonst.
Schließlich ist auch der Winddruck wesentlich niedriger als bisher, so, daß@ sich
nach allem aus diesem Verfahren eine fühlbare Verbilligung des bekannten Hochofenverfahrens
ergibt.
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Weiter liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß man bei Erzen
mit mergeliger Gangart kein besonderes Bindemittel für die Brikette benötigt, sondern
daß der Mergel, der dem Erz von Natur aus angehört, zum Binden genügt. Ein solches
Erz ist z. B. unter dem Namen Doggererz bekannt und wird bei Donauschingen (Süddeutschland)
gefunden. Wenn man Erze verarbeiten muß, die Mergel nicht in der Gangart besitzen,
diese z. B. nur aus Quarz besteht, wählt man in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
als Zuschlag bei der Brikettierung gemahlenen Mergel als Bindemittel und kann dabei
auch feste Brikette erzeugen. Bei der Mischung von Erz, Brennstoff und gegebenenfalls
Mergel muß man erforderlichenfalls noch Wasser zusetzen, so daß die fertigen Briketts
einen Wassergehalt von etwa 5 bis 8% besitzen.
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Sowohl bei mergeligen Erzen als auch bei solchen, die Mergel nicht
als Gangart besitzen, kann man als weiteres Bindemittel für die Brikettierung gelöschten
Kalk zuschlagen.
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Reduktion und Schmelzung bei dem Verfahren nach der Erfindung werden
sehr leicht und wirksam durchgeführt, da der Schwelkoks sehr reaktionsfähig ist.
Die hat auch zur Folge, daß man in vielen Fällen nicht, wie bei dem Hochofen, gezwungen
ist, den Wind vorzuwärmen. Man kann vielmehr bei der Erfindung äuch mit Kaltwind
arbeiten.
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Als Brennstoff kann man bei diesem Verfahren vor allem Steinkohlen
verwenden, die zur Herstellung von Hüttenkoks nicht geeignet sind, d. h. also solche,
die schlecht kokbar sind (schlecht backende Kohlen). Hierzu zählen beispielsweise
die Saarkohle, auch viele französische Kohlen, insbesondere lothringische Kohlen.
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Ein weiterer Vorteil bei der Erfindung liegt darin, daß man nicht,
wie bei der Herstellung von Hüttenkoks, gezwungen ist, eine hochaufbereitete Steinkohle
mit einem Aschengehalt von höchstens 6 bis 8% zu verwenden. Man kann in vielen Fällen
sogar uriaufbereitete Steinkohle verarbeiten. Es ist auch nicht erforderlich, die
Zerkleinerung als Vorbereitung der Brikettieru.ng sehr weit zu betreiben. Man kann
vielmehr noch eine gute Zusammensetzung und Bindung der Brikette erreichen, wenn
der Brennstoff, z. B. Steinkohle, in einer Stückgröße von o bis 5 mm vorliegt. Bei
Erz kann man sogar ein etwas größeres Korn zulassen, nämlich o bis etwa io min.
Die Brikette werden zweckmäßig in Eiform auf Walzenpressen hergestellt; auch wenn
man andere Formen verwendet, ist es vorteilhaft, die Kanten und Ecken, gegebenenfalls
auch die Außenflächen der Brikette abzurunden.
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Die geringe Beschickungshöhe des Schachtofenshat zur Folge, daß die
Erhitzung der eingebrachten Briketts .sehr schnell erfolgt. Dies ist besonders bei
Verwendung von ;schlecht backenden Steinkohlen. die also für die Herstellung von
Hüttenkoks ungeeignet sind, von großer Bedeutung. Bei der schnellen Erwärmung bleibt
nämlich das an sich geringe Backvermögen erhalten; bis die Steinkohle verkokt ist
und sich damit .ein festes Gerüst gebildet hat.
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Da nach der Erfindung Steinkohle in ungeschNveltem oder uriverkoktem
Zustand benutzt wird, enthalten die Gichtgase unter anderem Schweldämpfe und Schwelgase.
Besonders die Schweldämpfe kann man in einer Kondensationseinrichtung aus den Gichtgasen
entfernen und gewinnt so Schwelstoffe, die bekanntlich sehr gesucht sind.
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Die gute Wirkungsweise des neuen Verfahrens beruht unter anderem auf
der gleichmäßigen Stückform des Einsatzgutes. Je kleiner und gleichmäßiger die Form
ist, desto besser geht der Reduktionsvorgang vonstatten. Man darf andererseits aus
allgemein praktischen Gründen eine bestimmte Größe nicht unterschreiten. Es würde
sonst auch leicht eine Verstopfung des Ofens eintreten. Die beste Größe der Brikette
liegt bei etwa 40 ccm.
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Es ist auch von Nutzen, daß man dem Ofenwind Sauerstoff zufügt, und
zwar zwecks größerer Wirtschaftlichkeit Sauerstoff, der etwa einen 02 Gehalt von
95 % besitzt. Der Vorteil eines hochsauerstoffhaltigen Windes besteht bekanntlich
darin, daß die Gichtgase einen wesentlich geringeren Stickstoffgehalt als bisher
besitzen, damit heizkräftiger werden und so unter anderem als Ausgangsstoff für
eine Treibstoffsynthese nach Fischer-Tropsch geeignet sind. Man kann auch, um den
Stickstoffballast noch mehr herabzusetzen, Sauerstoff für sich verwenden, wird aber
dann zweckmäßig technisch reinen Sauerstoff benutzen, d. h. einen solchen, der einen
02 Gehalt von etwa 8o bis 95 % besitzt. Zwar hat die Verwendung von Sauerstoff die
Folge, .daß die Ofentemperaturen sehr stark ansteigen, was z. B. bei einem reinen
Generatorverfahren starke Abwärmeverluste zur Folge hat. Die hohen Temperaturen
werden aber bei dem Verfahren gemäß der Erfindung vorteilhaft für den 7weiten Zweck
dieses Verfahrens, nämlich für die Reduktion und Schmelzung des Metalls ausgenutzt.
Deshalb ist es möglich, auf diesem Wege das Synthesegas wesentlich wirtschaftlicher
herzustellen als im Gaserzeuger.
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Das Verfahren ist nicht allein bei der Verhüttung von Eisenerzen,
sondern auch bei der Verhüttung von Nichteisenerzen anwendbar.