<B>Verfahren und Ofen zur Reduktion von Metalloxyden.</B> Es ist bekannt, Metalloxyde, insbesondere Eisenoxyd, wie Erze, Walzzunder und andere, mit Hilfe von Reduktionsmitteln in Metalle umzuwandeln, ohne dabei die flüssige Phase zu durchlaufen. Man bedient sich zu diesem Zweck der Reduktion in den bekannten Ofen konstruktionen, wie Ringofen, Schachtofen, Drehofen, Muffelofen und Vertikalkammer ofen mit Nebeneinrichtungen für die Erzeu gung der Heiz- und Reduktionsgase sowie für die durch das jeweilige Ofensystem bedingte Vorbereitung der zu reduzierenden Oxyde.
Durch diese Nebeneinrichtungen wird nicht nur die Wirtschaftlichkeit der Öfen, sondern auch die Qualität der zu erzeugenden Metalle stark gemindert, beispielsweise durch Verun reinigungen, die durch . notwendige Bindemit tel für die Brikettierung eines Walzzunder- Kohle-C7emisches vorAufgabe ineinen Vertikal- kammerofen in das Produkt eingehen.
Der artige Verunreinigungen wirken sieh aber ge rade in Metallpulvern für pulvermetallur gische Zwecke, wie etwa im Eisenpulver für die Herstellung von Sintereisen- und Sinter- stalil-Pressteilen sehr nachteilig aus.
Um diese Nachteile, nämlich verminderte Wirtschaftlichkeit und starke Verunreinigung des reduzierten Gutes, zii vermeiden, ist das erfindungsgemässe Verfahren zur Reduktion von Metalloxyden unterhalb der Schmelztem peratur dieser Oxyde und der entstehenden Metalle durch Einwirkung von reduzierenden Mitteln geschaffen worden. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reduk tion der Metalloxyde im kontinuierlichen Durchlauf durch einen horizontalen Durch laufofen erfolgt, wobei man so arbeitet, dass in dessen Reduktionszone gleichzeitig Heizgase erzeugt werden, die mit den Reaktionsgasen aus dem Ofen abgezogen und mit Luft ge mischt den Heizelementen des Ofens zugeführt werden.
Der erfindungsgemässe horizontale Durch laufofen zur Ausführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass derselbe zwi schen einer Vorwärmzone mit Eintragschleuse und einer Kühlzone mit Austragschleuse eine beheizbare Reduktionszone aufweist, ferner Mittel zum Abziehen der Reaktions- und Heiz gase und deren Zuführung zu den Heizelemen- ten des Ofens.
Beigelegte Zeichnung zeigt ein Ausfüh rungsbeispiel des Ofens. Es zeigt: Fig.1 einen Längsschnitt durch den Ofen, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II, Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie III-III.
Der Ofen, der im Prinzip als horizontal angeordneter Durchlaufofen arbeitet, besteht im wesentlichen aus drei Teilen, und zwar der Vorwärmzone 1 mit Eintragsehleuse 2, der be heizten Reduktionszone 3 und der Kühlzone 4 mit der Austragschleuse 5 und dem wasser gekühlten Mantel 6. Das Kühlwasser durch strömt den ?Mantel 6 in Pfeilrichtung 6'. Die Heizelemente "i befinden sich ausserhalb der Reduktionskammer, die durch eine gasdichte Muffel ä umschlossen Wird.
Der Transport des Reduktionsgutes und der gasabgebenden Stoffe durch den Ofen erfolgt durch eine Transportvorrichtung 9 in Pfeilrichtung 1.0 gegebenenfalls in Gefässen 11. Die beheizten Teile des Ofens sind von feuerfestem und iso lierendem Mauerwerk 12 Langeben.
Die reduzierenden Mittel, wie Kohle oder Kohlenwasserstoffe, können den Oxyden in den Gefässen 11 beigemischt oder getrennt von den Metalloxyden aufgegeben werden. Man kann auch einen Teil der reduzierenden Mit tel mit den Oxyden mischen -und den Rest ge trennt aufgeben. Sie vergasen im Ofen und verbinden sieh bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes der 1Vletalloxyde infolge ihrer Affinität mit dem im Metalloxyd ent haltenen Sauerstoff. Es können dem Ofen, um die Atmosphäre in der Reduktionszone 3 in ein gewünschtes Gleichgewicht zu bringen, durch besondere Leitungen 13 reduzierende und/oder oxydierende Gase zugeführt werden.
Der Ofen wird aber nicht nur als Reduk tionsöfen betrieben, sondern er dient gleich zeitig als Gaserzeuger für das Heizgas. Einen wesentlichen Teil der erforderlichen Wärme liefert das Reaktionsgas. Zur Deckung des zu- sätzlichen Bedarfes können der Ofenbesehik- kung zu vergasende Stoffe über die für die Reduktion benötigte Menge hinaus zugeführt und in der beheizten Zone vergast werden. Um den für diese zusätzliche Erzeugung brennbarer Gase gegebenenfalls notwendigen Sauerstoff zur Verfügung zu haben, können gleichzeitig Sauerstoffträger, wie beispiels weise Luft, Wasser, ungebrannter Kalk, zu gegeben werden.
Die anfallenden Reaktions- und Heizgase werden gemeinsam aus der Re- diAtionszone 3 durch die Vorwärmzone 1, in der sie ihre Wärme an das aufzuheizende Gut abgeben, in Pfeilrichtung 1.4 abgezogen.
Die so gekühlten Gase werden gereinigt, gegebenen falls zum Druckausgleich in einem Gasbehäl ter gespeichert, mit der zur Verbrennung er forderlichen Luft gemischt in einer besonde ren Leitung 4' durch die Kühlzone 4 geleitet, dort -durch das abzukühlende Gut vorgewärmt Lind durch das Sammelrohr<B>15</B> den Heizele menten 7 zugeführt. Die verbrannten Gase werden durch das Rohr 16 in eineu Schorn stein geleitet.
Zusätzlich zur Gasbeheizung kann elek trische Heizung insbesondere dann vorgesehen werden, wenn billige elektrische Energie zur Verfügung steht.
<B> Process and furnace for reducing metal oxides. </B> It is known to convert metal oxides, in particular iron oxide, such as ores, mill scale and others, into metals with the aid of reducing agents without passing through the liquid phase. For this purpose, the reduction in the known furnace constructions, such as ring furnace, shaft furnace, rotary furnace, muffle furnace and vertical chamber furnace with auxiliary equipment for the generation of the heating and reducing gases and for the preparation of the oxides to be reduced due to the respective furnace system, is used.
Through these ancillary facilities, not only the economy of the furnace, but also the quality of the metals to be produced is greatly reduced, for example by impurities caused by. binders necessary for the briquetting of a mill scale-coal-C7 mixture go into the product before feeding into a vertical chamber furnace.
Such impurities, however, have a very detrimental effect, especially in metal powders for powder metallurgy purposes, such as in iron powder for the production of sintered iron and Sinterstalil pressed parts.
In order to avoid these disadvantages, namely reduced economy and severe contamination of the reduced material, the inventive method for reducing metal oxides below the melting temperature of these oxides and the resulting metals has been created by the action of reducing agents. This process is characterized in that the reduction of the metal oxides is carried out continuously through a horizontal furnace, the operation being such that heating gases are simultaneously generated in its reduction zone, which are withdrawn from the furnace with the reaction gases and mixed with air Heating elements of the furnace are fed.
The inventive horizontal continuous furnace for carrying out the process is characterized in that it has a heatable reduction zone between a preheating zone with an inlet lock and a cooling zone with an outlet lock, as well as means for drawing off the reaction and heating gases and supplying them to the heating elements Furnace.
The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of the furnace. It shows: FIG. 1 a longitudinal section through the furnace, FIG. 2 a cross section along line II-II, FIG. 3 a cross section along line III-III.
The furnace, which works in principle as a horizontally arranged continuous furnace, consists essentially of three parts, namely the preheating zone 1 with entry lock 2, the heated reduction zone 3 and the cooling zone 4 with the discharge lock 5 and the water-cooled jacket 6. The cooling water The "jacket 6" flows through it in the direction of the arrow 6 ". The heating elements "i" are located outside the reduction chamber, which is enclosed by a gas-tight muffle.
The reduction material and the gas-emitting substances are transported through the furnace by a transport device 9 in the direction of arrow 1.0, possibly in vessels 11. The heated parts of the furnace are made of refractory and insulating brickwork 12 Langeben.
The reducing agents, such as coal or hydrocarbons, can be added to the oxides in the vessels 11 or added separately from the metal oxides. It is also possible to mix some of the reducing agents with the oxides and to give up the rest separately. They gasify in the furnace and combine at temperatures below the melting point of the 1Vletalloxyde due to their affinity with the oxygen contained in the metal oxide. In order to bring the atmosphere in the reduction zone 3 into a desired equilibrium, reducing and / or oxidizing gases can be fed to the furnace through special lines 13.
The furnace is not only operated as a reduction furnace, but also serves as a gas generator for the heating gas. The reaction gas supplies a substantial part of the heat required. To cover the additional requirement, substances to be gasified in excess of the amount required for the reduction can be added to the furnace lining and gasified in the heated zone. In order to have the oxygen available, if necessary, for this additional generation of combustible gases, oxygen carriers, such as air, water, and unburnt lime, can be added at the same time.
The resulting reaction and heating gases are drawn off together in the direction of arrow 1.4 from the reduction zone 3 through the preheating zone 1, in which they give off their heat to the material to be heated.
The gases cooled in this way are cleaned, possibly stored in a gas container for pressure equalization, mixed with the air required for combustion in a special line 4 'passed through the cooling zone 4, where the goods to be cooled are preheated and through the collecting pipe < B> 15 </B> the heating elements 7 supplied. The burned gases are passed through pipe 16 into a chimney.
In addition to gas heating, electrical heating can be provided especially when cheap electrical energy is available.