CH256598A - Reduktionstrommelofen mit elektrischer Heizung. - Google Patents

Description

      Reduktionstrommelofen    mit elektrischer     Heizung.            Trommelöfen,    z. B. Drehöfen, werden       meistens,    wie z. B. in der Zementindustrie,  durch heisse Gase erhitzt, welche in die  Trommel eingeführt werden, um das in der  Trommel vorwärtsbewegte Reaktionsgut auf  die gewünschte     Temperatur    zu     erwärmen.     Durch ein feuerfestes Futter wird der Man  tel gegen eine zu starke     Erhitzung    durch die  heissen     Gase    geschützt.

   Man hat versucht,       Drehtrommelöfen    auch auf elektrische Art  zu heizen.     Zu    diesem Zweck hat man     Heiz-          widerstände        unmittelbar    an die Aussenwand  der     Drehtrommel    in eine Isolierschicht     ein-          gebettet    oder es wurde die Drehtrommel mit  einer feststehenden elektrischen Heizung, die       an    dem Umfang der Drehtrommel vorgesehen  ist, erhitzt. Diese     Anordnungen    haben sich  nur für     Temperaturen    bis zu zirka 500  C  bewährt.

   Es wurde auch vorgeschlagen, die  Trommel durch einen elektrischen Induktions  strom direkt zu erhitzen. Solche Ofen haben  den Vorteil, grosse Wärmemengen auf einen  verhältnismässig kleinen Raum zu vereinigen,  bedingen jedoch durch die notwendige Küh  lung der     Heiztransformatoren    erhebliche.  Wärmeverluste. Die     Ausbildung    dieser Ofen  ermöglicht     anderseits.,    nur einen gewissen  Teil des     Ofeninhaltes,    als, Reduktionsraum zu       ver-,verten.     



  Zweck der     vorliegenden    Erfindung ist,       einen        Reduktionstrommelofen    mit elektri  scher Heizung zu     schaffen,    der für die Re  duktion von Oxyden, insbesondere von Eisen  oxyd oder     Eisenerzen,    mit     reduzierenden       Gasen,     wie    z. B. Was     erstoff,        bestimmt    ist  und der bei Temperaturen bis zu 1000  C zu  verlässig arbeitet.  



  Dieser Trommelofen .kennzeichnet sich       erfindungsgemäss    dadurch, dass die     zur    Auf  nahme des, Reaktionsgutes dienende     Trom-        s          rnel        von.    einem     gasdicht    auf ihr angeordneten  Mantel umgeben     ist;    zwischen welchem und  der Trommel zu     Stabilisierungszwecken    Ab  stützungen,     -z.-B.    aus:

   keramischem Material  oder     hitzebeständigem        =Stahl,        vorgesehen        sind     und dass im Raum     zwischen    Mantel und  Trommel von dieser letzteren abstehend an  geordnete,     gegen    den Mantel hin abge  schirmte,     elektrische        Heizelemente    zur Hei  zung der     Trommel    durch     Strahlung    und  Konvektion vorgesehen sind.  



  Die     Abstützungen    zwischen Trommel und  Mantel können auf     verschiedene    Art ausge  führt werden, z. B. in Form     metallischer    oder  keramischer     Verstrebungen    und dergleichen.  Die Abschirmung der     Heizelemente    gegen  den Mantel erfolgt vorzugsweise durch den  keramischen Träger selbst, auf welchem     die     Heizelemente montiert sind. Der Raum zwi  schen     Mantel    und Trommel     \wird        zweckmässig     mit Isolationsmaterial, z.

   B. mit     einem    po  rösen Füllstoff oder mit     Isolationssteinen,     ausgefüllt und     zweckmässig        -so    gewählt ..oder  angeordnet, dass man ein Schutzgas, z.. B.  Wasserstoff, durch den     Raum    zwischen Man  tel und     Trommel        hindurchleiten    kann.

   Da  in diesem Falle     die        Heizelemente    nicht     v-on     einer oxydierenden     Atmosphäre        umgeben              sind,        wird        ihre    Oxydation     verhindert    und  ihre.     Lebensdauer    erhöht.

   Die maximale     Be-          triebstemperatur    beträgt 1000  C,     praktisch          wird    man jedoch bei 700-900  C arbeiten,  da sich die meisten Oxyde bei diesen     Tem-          peraturen    reduzieren lassen.  



  Auf der     beiliegenden    Zeichnung sind  zwei     Ausführungsbeispiele    des     Erfindungs-          gegenstandes    veranschaulicht.  



       Fig.    1 ist ein     teilweiser        Längsschnitt     durch     einen        .stationären    Reduktionsofen mit  horizontaler Trommel.  



       Fig.2    ist eine Einzelheit hierzu, eben  falls     im        Längsschnitt,    und       Fig.3    veranschaulicht einen ähnlichen,  um seine Längsachse jedoch drehbaren Re  duktionsofen,.  



  Der     Reduktionsofen    nach     Fig.    1 hat eine  liegend angeordnete     Reduktionstrommel    5,  auf der     mittels    Stopfbüchsen 6 ein Mantel 7  gasdicht angeordnet ist. Die Trommel 5     ist     an     ihren    beiden Enden mit     Absclilussplatten    8       versehen,    -in welchen mittels     Stopfbüchsen    9  eine mit Rührflügel 10 versehene Rührwelle  11 drehbar gelagert ist. Das durch ein.

   Rohr  ansatz 12 der Trommel 5 zugeführte Eisen  erz wird von der     Rührwelle    11 gegen das  Austrittsrohr 13 geführt.     Im    Gegenstrom  hierzu wird durch den Stutzen 14 z. B.     Was-          serstoff    in die Trommel eingeleitet, der  durch den     .Stutzen    15 am andern Trommel  ende zusammen mit     Wasserdampf,    der sich  gebildet hat, entweichen kann. Zur Stabili  sierung der von der Trommel 5 und dem  Mantel 7 gebildeten Einheit sind zwischen  diesen beiden Teilen Verstrebungen 16 vor  ,gesehen.

   Rings um die     Trommel    5 herum  sind, von dieser     abstehend    angeordnet     und     in der Längsrichtung     derselben    sich     erstrek-          kend,    -     elektrische        Heizelemente    17 vorgese  hen,     die-auf    einem sie umgebenden kera  mischen Träger angebracht sind und durch  diesen nach aussen gegen den Mantel 7 hin  abgeschirmt werden. Die     Reduktionstrommel     wird so durch Strahlung und Konvektion  geheizt. Der Raum     zwischen        Trommel    bzw.

         Heizkörperträger    und Mantel ist     mit        einem     porösen Füllstoff, wie z. B. einem kerami-    sehen Material, oder     mit    hochhitzebeständi  gem Isolierstoff , ausgefüllt. Durch diese  Schicht hindurch wird zweckmässig ein  Schutzgas, z. B. Wasserstoff oder     ein    Ge  misch von Wasserstoff und<B>CO,</B> hindurch  geleitet. Hierzu dient der     Zuführungsstutzen     18 und der     Abführungsiskutzen    19. Das ganze  Aggregat ist     ortsfest        auf        Fusssockeln    ge  lagert.

   Die Rührwelle 11 ist hohl     ausgebildet     und trägt eine     hitzebeständige.        Verkleidung          10'a,    auf welcher die Rührflügel 10'     befestigt     sind. Der Raum     zwischen    Rührwelle und  hitzebeständiger Aussenverkleidung     ist    mit  Isoliermaterial     ausgefüllt.    Die Hohlwelle 11  kann     mit        Wasser    gekühlt werden, das in der  in     Fig.    2 gezeigten     Weise    hindurchgeleitet  wird.  



  In Mg: 3 ist     ein    ähnlicher Reduktions  ofen gezeigt     wie    in     Fig.    1, bei dem für  gleiche oder     entsprechende    Teile gleiche     Ble-          zugszeichen    vorgesehen sind.     Im    Gegensatz  zum Ofen nach     Fig.    1 ist     dieser    Ofen jedoch       um    seine Längsachse drehbar gelagert. Zu       diesem    Zwecke sind auf dem Mantel 7 Lauf  ringe 20 angeordnet, die auf Rollenlagern     2'1     aufliegen und sich auf- diesen drehen     können.     



  Im Innern der Trommel 7 können fest  stehende     Sohaber    oder     Bürsten.    aus. hitze  beständigem Material eingebaut     sein,    welche  die an der Trommelwand lose     anhaftenden     Reduktionsprodukte, z. B. den gebildeten       Eisenschwamm,    abschaben.

   Die     Anordnung     der Schaber erfolgt in zweckmässiger     Weise     im     obern,    vom     Reduktionsprodukt    nicht ge  füllten Teil der     Trommel.    Dieselben werden  in zweckmässiger Weise nur     in    regelmässigen       Zeitabständen    betätigt, um lose     gesintertes     Material, z. B. aus der     Erzreduktion:    stam  mender     Eisenschwamm,        aufzulockern    und  von der Heizwand abzustreifen.  



       Die    oben beschriebenen     Reduktionsöfen     gemäss     F'ig.    1 und 3 haben verschiedene Vor  teile.  



  Der äussere Mantel erwärmt sich relativ  wenig, da infolge des starken Wärmeschut  zes nur ein geringer     Wärmefluss    nach aussen       stattfindet.        Infolgedessen        kann    die     äussere         Verkleidung als mechanische Stütze und Trä  ger für die stärker     erhitzte        Trommel    dienen.  



  Die mechanisch beanspruchten Apparat  teile des Reduktionsofens liegen ausserhalb  der heissen Reaktionszone,. Die     Festigkeit     desselben wird somit durch die kalte Aussen  verkleidung des Ofens gewährleistet.  



  Die Dichtheit des     Reduktionsofens    gegen  über Gas wird     durch    die     Aussenverkleidung     des     Reduktionsofens,    d. h. durch den     äussern     Mantel, erreicht, die hocherhitzte Trommel  braucht daher nicht     vollständig        dicht    zu     sein.     



  Durch das Vorhandensein eines Schutz  gases, z. B. durch     Zuleitung    einer geringen       Menge        des          Wasserstoff    oder  Gemische von     Wasserstoff    und C0, durch  den     Raum        zwischen    Mantel und     Trommel     werden die     Heizelemente    geschützt und ein  Maximum an Lebensdauer derselben erzielt.  



  Dank geringer     Wärmeverluste    arbeiten  diese Ofen mit einem hohen thermischen  Nutzeffekt. Verluste an     Reduktionsgas    wer  den ebenfalls. weitgehend     vermieden.    Die  Ofen zeigen auch bezüglich der     Reduktions-          leistung        günstige        Ergebnisse,    so     d.ass    man  z.

   B. bei der     Reduktion    von Eisenerz durch       Wasserstoff    mit der 2-     bis,    3fachen     stöchio-          metrischen    Menge zum     Erreichen    eines     85-          bis        95%igen        Reduktionsgrades        auskommen     kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Trommelofen mit elektrischer Heizung für Temperaturen bis zu 1000 C für die Re duktion von Oxyden mit Gasen, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Aufnahme des Reaktionsgutes dienende Trommel von einem gasdicht auf ihr angeordneten Mantel um geben ist, zwischen welchem und der Trom mel zu Stabilisierungszwecken Abstützungen vorgesehen sind, und dass im Raum zwischen Mantel und Trommel von dieser letzteren ab stehend angeordnet,

   gegen den Mantel hin abgeschirmte, elektrische Heizelemente zur Heizung der Trommel durch Strahlung und Konvektion angebracht sind. UNTERANSPRÜCHE: 1. Trommelofen nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Raum zwi schen der Trommel und dem Mantel mit Iso lationsmaterial 'ausgefüllt ist.

   2. Trommelofen nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger für die Heizelemente gleich zeitig zu deren Abschirmung gegen den-Man- tel dienen,. 3. Trommelofen nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel mit einem Zuführungs- und einem Abführungsstutzen zum Durchleiten eines Schutzgases durch den Raum zwischen Mantel und Trommel versehen ist.

   4. Trommelofen. nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er in liegender Stellung ortsfest gelagert ist und dass im Innern der Trommel eine Rührelemente tragende Drehwelle zum Um wälzen und Fortbewegen des Reaktionsgutes vorgesehen ist. 5. Trommelofen nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er in. liegender Anordnung drehbar ge lagert ist. 6.

   Trommelofen nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern der Trommel feststehende Abstreifelemente vorgesehen sind, die anläss- lich der Rotation der Trommel das, an der Wand dieser letzteren anhaftende Reaktions produkt abstreifen.