-
Verfahren zum Gewinnen von Eisen ohne Schmelzen des Erzes und Vorrichtung
zur Ausübung des Verfahrens Das zur Eisengewinnung als Rohstoff verwendete Eisenerz
besteht im allgemeinen aus drei Oxidarten, nämlich Hämatit (je203), Magnetit (Fe3O4)
und Raseneisenerz (2Fe2O3. 3H2O).
-
Die Gewinnung von Eisen aus diesen Oxiden geschieht in zwei Stufen:
Zunächst wird der chemisch an das Eisen gebundene Sauerstoff abgetrennt (reduziert-)
und dann wird die mechanisch mit dem Eisen verbundene Gangart abgetrennt (dieser
Schritt
wird als "Trennung des Eisens von der Gangart" bezeichnet).
-
Das industriell für die Ausübung des ersten Schritts also des Reduzierens
des Eisenerzes am n.iufigsten verwendete Verfahren besteht darin, daß die Stoffe,
aus denen das Eisen gewonnen werden soll, in Verbindung mit einem Material, dem
Reduktionsmittel, erhitzt werden, das eine stärkere Affinität zu Sauerstoff hat
als das Eisen. Als Reduktionsmittel wird im allgemeinen fester Kohlenstoff (Koks)
verwendet.
-
Beim zweiten Schritt, dem Trennen des Eisens von der Gangart, wird
das Eisenerz gleichzeitig erhitzt, um die Verbindungskräfte zwischen Eisen und Gangart
herabzusetzen, und einer Kraft unterworfen, die das Eisen von der Gangart abtrennen
soll. Daraus ist zu schlossen, daß ein wesentliches Moment bei der Eisengewinnung
die gleichzeitige Anwendung von Wärme und Kraft auf das Eisenerz ist.
-
Bei den Bemühungen um ein übliches Eisengewinnungsverfahren war man
geneigt, der Wärmeenergie die größte Bedeutung zuzumessen, obwohl es bekannt war,
daß zur Eisengewinnung sowohl Wärmeenergie als auch Krafteinwirkung erforderlich
sind, und die Kraft wurde durch Einwirkenlassen der Schwerkraft ausgeübt. Ausserdem
wurde die für die übliche Eisengewinnung erforderliche Wärme bisher aus einer einfachen
Verbrennung gewonnen (manifesteWärme).
-
Mit anderen Worten, es ist festzustellen, daß das vollständige Schmelzen
des Erzes für die Eisenherstellung, so lange die Schwerkraft als trennende Kraftwirkung
engesetzt wird, unbedingt erforderlich ist. Um das vollständige Schmelzen des Erzes
zu erreichen, ist reiches Erz, fette Kohle oder Magerkohle und im voraus angereicherte
Kohle
erforderlich. Gleichzeitig muß der Schmelzpunkt der Schlacke durch Herrichtung der
Gangart herabgesetzt werden, und die Verbrennungstemperatur.muß heraufgesetzt werden
durch Windfrischen o, dgl,. Daher ist das für das Eisenschmelzverfahren erforderliche
Rohmaterial erschöpft, und infolgedessen steigen die Kosten für das Rohmaterial.
Unter diesen Umständen und angesichts der umfangreichen Anlagen, die für das Erzschmelzverfahren
erforderlich sind, müssen die Kosten für das gewonnene Eisen erheblich steigen Die
wesentliche Aufgabe der Erfindung besteht demnach in der Entwicklung eines neuartigen
Verfahrens zur Eisengewinnung, das vom industriellen Standpunkt aus brauchbar und
sehr wirtschaftlich ist, sowie einer Vorrichtung zur Ausübung eises Verfahrens.
-
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Entwicklung eines
neuartigen Verfahrens zur Eisengewinnung, nach welchem Eisenteilchen (oder Eisenmasse)
von der Gangart mit Hilfe von Joulescher Wärme und elektromagnetischen Kräften getrennt
wird, wobei Wärme und Kraft durch unmittelbare Zuführung von Wechselstrom in die
Anhäufung von staubförmigem oder körnigem Eisengewinnungsrohstoff erzeugt wird.
-
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung für d ie Eisengewinnung
anzugeben, die Vorrichtung weist einen elektrischen Drehofen mit einer Vorerhitzungszone
und einer Eisengewinnungszone auf; der Drehofen ist geneigt und drehbar, und die
Eisengewinnungszone liegt unterhalb der Vorerhitzungszone und in der Eisengewinnungszone
befindet sich eine Anzahl Ringelektroden in passendem gegenseitigen Abstand, die
zum Zuführen eines Wechselstroms in die Anhäufung eines staubförmigen oder körnigen
Rohmaterinls
dienen, das fortlaufend in die l.isengewinnungszone eingetragen wird.
-
Die Erfindung hat ausserdem die Aufgabe, eine Eisengewinnungsvorrichtung
anzugeben, die einen Tunnelofen, in dessen Innenraum sich ein endloses metallband
zum Transport eines pulverförmigen oder körnigen Rohmaterials befindet, sowie eine
Vorerhitzungseinrichtung aufweist, die die Ober- und Unterseite des auf das endlose
Band dünn aufgeschichteten pulvrigen und körnigen Rohmaterials erhitzt.
-
Eine wesentliche Aufgabe der Erfindung ist die Enticklung einer Eisengewinnungsvorrichtung,
in der eine Anzahl feuerfester Tiegel in Form von rechtwinkligen rIexaedern mit
einer offenen Ebene zur Aufnahme von vorerhitztem pulvrigen und körnigen Rohmaterial
in Gestalt eines endlosen Bandes angeordnet sind, wobei jeder einzelne Tiegel mit
zwei beweglichen Elektroden versehen ist, die mit einer Anzahl Aussenelektroden
zusammenwirken, die auf einem umgebenden Au-ssengerüst angebracht sind; in jedem
einzelnen Tiegel werden Eisenkörner (oder Eisenmasse) von bimssteinartiger Schlacke
(oder Gangart) getrennt.
-
Wesen, Nutzen und Grundlagen der Erfindung ergeben sich deutlicher
aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen,
die folgendes zeigen: Fig. 1 eine graphische Darstellung der Beziehungen zwischen
dem spezifischen Widerstand und der Temperatur bei der Erhitzung einer Anhäufung
von pulvrigem und körnigem Rohmaterial; Fig. 2 eine graphische Darstellung der BeziehunsM
zwischen
der Zeit und der Temperatur in der Arihiufung und der Beziehung
zwischen der Zeit und der Stromdichte des in der Anhäufung eines pulvrigen und körnigen
Ponmaterials fliessenden Stroms, wenn eine bestimmte Spannung an die An}liufunT
gelegt wird; Fig. 3 eine schematische Darstellung der Zechselwirkung von elektromagnetischen
Krfiften, die hervorgerufen werden, wenn Strom durch zwei neheneinander liegende
Leiter geschickt wird; Fig. 4 eine schematische Darstellun ,T, einer elektromagnetischen
Koagulation geml'i3 der Erfindung; Fig. 5 eine schematische Darstellung des Vorgangs,
bei (A-C) dem ein Eisenbestandteil und andere Bestandteile nacheinander von körnigen,
den Eisenbestandteil enthaltenden Erzen unter dem Einfluß der elektromagnetischen
Koagulation abgetrennt werden; Fig. 6 ein Diagramm, das die Ers-cheinung erläutert,
daß eine Anziehungskraft (Zentripetalkraft) auf körnige Erze mit einem Eisenbestandteil
unter dem Einfluß elektromagnetischer Koagulation erfindungsgemäß ausgeübt wird;
Fig. 7 einen Vertikalschnitt durch einen elektrischen Drehofen nach der Erfindung,
die Bewegungsverhältnisse des Rohmaterials in dem Ofen verdeutlichen; Fig. 8(A)
bis 8(C) einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung bzw. einen
Längsschnitt durch einen wichtigen Teil dieser Ausführungsform
bzw.
einen Schnitt längs der Linie VIIIc-VIIIc in Fig. 8(B); Fig. 9(A) eine schematische
Darstellung des Prinzips für den Fall der Behandlung der Anhäufung eines pulvrigen
und körnigen Rohmaterials, das von einem endlosen Band zugeführt wird; Fig. 9(B)
bis 9(E) einen Schnitt durch einen einzelnen Tiegel, der die Form eines rechtwinkligen
fiexaleders mit einer offenen Fläche hat und der das endlose Band nach Fig. 9(A)
bildet, bzw. eine Draufsicht auf einen Tiegel bzw. einen Schnitt längs der Linie
IXD-IXD in Fig. 9(B) bzw. einen Schnitt längs der Linie IXE-IXE in Fig. 9(C); Fig.
9(F) eine schematische Darstellung der Anhäufung eines pulvrigen und körnigen Rohmaterials
nach Fig. 9(A), das in Stücke senkrecht zur Bewegungsrichtung des endlosen Bands
aufgeteilt ist; Fig. 9(G) einen Schnitt durch einen Teil des endlosen Bandes, das
durch Verbinden der einzelnen Tiegel nach Fig. 9(B) bis 9(E) entsteht, indem man
die unteren Tiegelkanten durch Gelenke aneinanderschließt; Fig. 10(A) eine weitere
Ausführungsform der ERfindun mit Tiegeln nach den Fig. 9(B) -bis 9(E); Fig. 10(B)
bzw. 10(C) einen Schnitt längs der Linien X -X bzw. längs der Linie Xc-Xc in Fig.
10(A).
-
Die Erfindung bezieht sich auf ein neuartiges Verfahren der Ilisengewinnung,
nach welchem Joulesche Wärme aus
einem Wechselstrom, der unmittelbar
in dem pulvrigen und körnigen Eisenrohrerz fließt, für die Trennung eines Eisenbestandteils
von der Cangart, die zusammen das Eisenerz ausmachen, benutzt wird, d.h. für einen
Frischprozeß, und amine auf diesem Strom basierende elektromagnetische Kraft als
Kraft für den Trennvorgang benutzt wird; ferner bezieht sich die Erfindung auf eine
Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.
-
Das technisch üblicnste und wirtschaftlichste Verfahren zum Reduzieren
eines Eisenbestandteils in Erz besteht im bloßen Erhitzen des Gemiscns von Erz und
Koks. In diesem Fall sind die grundlegenden Parameter, die die Ccschwindigkeit und
den Wirkunsgrad der Reduktion bestimmen, jedoch die spezifische Oberfläche des Rohmaterials
und die Wärmeleitgeschwindigkeit und das Wärmeleitvermögen, die dem Rohmaterial
erteilt werden können.
-
Ausserdem ist die spezifiscne Oberfläche einer festen Substanz umgekehrt
proportional der Korngr3sse. Daher läßt sich eine massive Substanz am schlechtesten
reduzieren, während dieser Vorgang bei einer pulvrigen und körnigen Substanz am
leichtesten abläuft. Es ist daher offensichtlich, daß der wirksamste Reduktionsvorgang
dadurch erzielt werden kann, daß die Wärme mit hoher Geschwindigkeit und hohem Wirkungsgrad
in der Mitte der Anhäufung des pulvrigen und körnigen Rohmaterials zugeführt wird.
-
Wie erwähnt, ist eine der Bedingungen, unter denen eine maximal hohe
Reduktionsgeschwindigkeit und Reduktionswirksarakeit erzielt werden kann, dß "die
Korngrösse des Ronrnaterials" gering ist, und die andere ist, daß "das Eindringen
der W'irme dem Rohmaterial ausreichend gut angepaßt ist". Da aber ein Gas, das von
allen Substanzarten
die geringste Wärmeleitfähigkeit besitzt, sich
innerhalb der Anhäufung des pulvrigen oder körnigen Rohmaterials befindet, hat die
Anhäufung eine ausserordentlich niedrige Wärmeleitfähigkeit.
-
Daher läßt sich dieses Problem nicht mit den klassischen Verfahren
der Eisengewinnung lösen, in denen manifeste Wärme verwendet wurde.
-
Andererseits hat es sich herausgestellt, daß der elektrische Widerstand
der Anhäufung des pulvrigen oder körnigen Materials, das ein Gemisch von Substanzen
darstellt, die sämtlich einen negativen Temperaturkoeffizienten des elektrischen
Widerstandes aufweisen, wie er in Keramik, Koks und Eisenerz mit verschiedenen Metalloxiden
ermittelt wurde, ebenElls einen negativen Temperaturkoeffizienten hat, und der absolute
Betrag dieses negativen Werts ist ausserordentlich hoch. Ausserdem sinkt der elektrische
Widerstand, wenn die Anhäufung aufgeheizt wird, erheblich ab, und die Abnahmeänderung
des elektrischen Widerstands ist erheblich im Bereich relativ niedriger Temperaturen,
wie Fig. 1 erkennen läßt. Es ist daher einzusehen, daß, wenn das pulverige oder
körnige Material erhitzt wird, der Widerstand wegen dieser Erhitzung schnell absinkt
und daher schnell ein elektrischer Strom durch das Rohmaterial fließt. Eines der
wichtigsten und grundlegendsten Merkmale ist, daß die Stromleitfähigkeit hinsichtlich
des pulvrigen oder körnigen Rohmaterials zunehmend ansteit, wenn das Material erhitzt
wird. Der erwähnte Strom (Elektronenstrom) kann bei normaler Temperatur'die Anhäufung
von pulvrigem oder körnigem Material nicht durchfliessen. Bei Erhitzung der Anhäufung
kann jedoch der Strom leicht hindurchfliessen, und er stößt zusammen mit Atomen
und Molekülen, die die Anhäufung bilden, wodurch Bewegungsenergle, die jedem
Elektron
innewohnt, in Wärmeenergie umgewandelt wird; in diesem Fall ist die Wärmeeindringgeschwindigkeit
in dem pulvrigen oder körnigen 1Material gleich der Geschwindiçkeit der Stromleitung.
-
Im Gegensatz zu dem eben Gesagten zeigt die bisher verwendete Verbrennungswärme
oder manifeste Wärme nur geringes Lindringvermögen in die Anhäufung des pulvrigen
oder körnigen Rohmaterials.
-
Die GrÜnde hierfür sind: Die Verbrennungswärme ist die Bewegungsenergie
von Gasmolekülen (beispielsweise von CO2, 1420 und dergleichen), die durch die Verbrennung
erzeugt werden. Diese Moleküle sind ausserordentlich viel grösser und schwerer als
das Elektron. Daher können die Moleküle nur unter Schwierigkeiten in die Anhciufung
von pulvrigem oder körnigem Material eindringen. Daher trifft alle manifeste Wärme
auf die Oberfläche der Anhäufung und wird dann in Wärmeenergie an der Oberfläche
umgewandelt. Dann wird die auf diese Weise umgewandelte Wärmeenergie in das Innere
der Anhäufung eingeleitet.
-
Die Substanzen, die die Anhäufung von pulvrigem oder körnigem Rohmaterial
bilden, weisen Keramik, Koks und Gas in deren Staubteilchen und Körnern auf, und
jeder dieser Stoffe ist ein schlechter Wärmeleiter. Die lI.irmeleitfähigkeit in
der Anhäufung ist daher als nahezu Null zu betrachten.
-
Nach der Erfindung wird im Inneren der Anhäufung pulvrigen oder körnigen
Materials Joulesche Wärme erzeugt, indem der Anäufung ein Wechselstrom zugeführt
wird, und die auf diese Weise erzeugte Joulesche Wärme ist in der Lage, das Rohmaterial
mit hoher Geschwindigkeit und hohem Wirkungsgrad aufzuheizen, wodurch sich die Reduktionsgeschwindigkeit
und der Reduktionswirkungsgrad erheblich
verbessern lassen, Fig.
1 zeigt, daß mit dem Aufheizen der Anhäufung von pulvrigem oder körnigen Material
der spezifische 11oder stand der -Anhäufung stark abnimmt. Daher ist zu erwarten,
daß ein Strom eine vorerhitzte Anhäufung leicht durchfliessen kann. Die Anhäufung
pulvrigen oder körnigen Rohmaterials hat (1) einen negativen Temperaturkoeffizienten
des elektrischen Widerstands, (2) eine sehr niedrige Wärmeleitfahigkeit und ist
(3) äusserst ungleichförmig in ihrem Aufbau. Mit anderen Worten, die Eigenschaften
der Anhäufung sind gerade entgegengesetzt denjenigen von Metall. Daher kann natürlich
erwartet werden, daß die Erscheinungen des Stromflusses beim Zuführen eines Stroms
unmittelbar in die pulvrige oder körnige Anhäufung sich erheblich von denjenigen
des Stromflusses in einem metallischen Leiter unterscheidet. Beispielsweise ist
ein Metall sehr homogen in seinem Aufbau und zeigt eine gleichförmige Widerstandsverteilung.
Dementsprechend ist die Stromdichte im gesamten Metall gleichförmig, und der Strom
verteilt sich über das Metall im Verlauf der Zeit. Im Gegensatz dazu sind bei der
pulvrigen oder körnigen Anhäufung wegen ihres ungleichförmigen Aufbaus erhebliche
örtliche Abweichungen der Werte des elektrischen Widerstands, der Stromdichte und
der Erwärmung zu beobachten, weshalb angesichts der dusserst niedrigen Wärmeleitfähigkeit
die Stromverteilung und Stromaufnahme gestört werden. Bei vielen im Zickzack verlaufenden
Stromfäden, die weitgehend parallel laufen und in -der pulvrigen und körnigen Anhäufung
erzeugt werden und d eren Stärken sich voneinander unterscheiden, nimmt die Stärke
eines starken Stroms mit der Zeit noch zu, und infolgedessen verstärkt sich der
Unterschied zwischen
einem starken Stromfaden und einem schwachen
Stromfaden.
-
Schließlichkonzentrieren sich alle die pulvrige oder körnige Anhäufung,
die zwischen zwei Elektroden liegt, -durchziehenden Ströme auf einen- einzigen Strompfad.
Diese Erscheinung wird als Konzentration des elektrischen Stroms" bezeichnet.
-
Die Konzentratinn des elektrischen Stroms soll anschliessend analysiert
werden: Die Rate (V) der Widerstands abnahme der pulvrigen oder körnigen Anhäufung
ist proportional der Temperaturanstiegsrate (V1) der Anhäufung, die Temperaturanstiegsrate
(V1) wiederum ist proportional der Stromstärkeanstiegsrate (V2), während die Stromstärkeanstiegsrate
(V2) der eingangs genannten Rate (V) der Widerstandsabnahme der pulvrigen oder körnigen
Anhäufung proportional ist. Mit andere Worten, die beschriebenen Beziehungen lassen
sich durch die Formel (V)oC (V1) (V2 )oc (V) ausdrücken. Diese Faktoren stehen in
der Beziehung von Ursache und Wirkung untereinander und wachsen in einer Kettenreaktion.
-
Es ist nun einzusehen, daß, wenn eine anzulegende Spannung auf einen
bestimmten Wert festgesetzt ist, sowohl die Temperatur der-pulvrigen oder körnigen
Anhäufung als auch die Stromdichte in der Anhäufung in p-arabolischer Weise mit
der Zeit anwachsen, d.h. proportional dem Quadrat des Zeitablaufs. Ferner ist natürlich
die Zuwachsrate der Stromkonzentrationserscheinung proportional der angelegten Spannung.
Es ist eines der besonderen Merkmale der Erfindung, daß die Stromstärke und die
Zuwachsrate
willkürlich gesteuert werden können. Als Stromversorgung
wurde vom Standpunkt der Industrie aus für richtig gehalten, eine Spannung von 100
Volt/m bei 50 bis 60 Hz an die auf 800°C vorerhitzte pulvrige oder körnige Anhäufung
zu legen, und die abschließende Stromdichte wurde in der Grössenordnung von 100
Amp/cm² gewählt, indem der Strom 30 bis 60 sec hindurchgeleitet wurde. In diesem
Fall entwickelt sich keine übermäßig starke Stromkonzentrationswirkung, weil (1)
die temperaturabhängige Widerstandsabnahme bei hoher Temperatur einen SEttiguRgszustand
erreicht und (2) die pulvrige oder körnige Anhäufung bei hoher Temperatur nicht
mehr einen so ausgesprochenen Wärmeisolator darstellt. Mit anderen Worten, die Querschnittsfläche
der Konzentration elektrischen Stroms ist auf einen bestimmten Betrag abgegrenzt,
je nach der Art des Rohmaterials. Experimentell hat sich gezeigt, daß beim Anlegen
einer 50 Hz-Spannung von 50 bis 200 Volt/m die Querschnittsfläche des Strompfads
zwischen 25 und 35 cm lag. Als Basis für die Planung eines industriell ausnUtzbaren
Verfahrens und einer dazu geeigneten Vorrichtung kann somit dienen, daß beim mmlttelbaren
Durchleiten eines Stroms eine Begrenzung der Querschnittsfläche des Strompfads stattfindet.
-
Die Trennung von Eisen und Gangart soll nun im einzelnen betrachtet
werden. Um eine Trennung des Eisenbestandteils und der Gangart voneinander herbeizuführen,
muß gleichzeitig Wärme (H) zum Herabsetzen der den Eisenbestandteil mit der Gangart
verbindenden Kräfte als auch eine Ablösungskraft (F), die die beiden Stoffe trennt,
angewandt werden. Es ist bekannt, daß in diesem Fall die Wärme (H) u?ld die Kraft
(F) einander umgekehrt proportional sind Daher ist es der unzureichenden Kraft F,
nämlich der Scnwerkraft, zuzuschreiben, daß Metall und Gangart bei der Eisengewinnung
nur mit der üblichen Methode
des Erzschmelzens getrennt werden.
Wenn es daher möglich ist, eine der Trennung des Eisens von der Gangart dienliche
Kraft, die stärker ist als die Schwerkraft, aufzufinden, so kann die Trennung von
Eisen und Gangart sogar im festen Erz, das gefingfUgig erweicht ist, oder im halbersc-hmolzenen
Erz erfolgen, obwohl das Erz nicht vollständig erschmolzen ist.
-
Nach der üblichen Methode müssen folgende Bedingungen für das vollständige
Schmelzen der Rohstoffe erfüllt sein: Verwendung von reichem Erz und fetter Kohle,
oder Anreichern von armem Erz und Magerkohle, Erhitzen des Luftstroms auf hohe Temperatur,
Zufuhr von Schweröl und Sauerstoff, Verwendung eines hochtemperaturbeständigen Ofens;
wenn jedoch ein Verfahren zur Eisengewinnung bei einer unter 1000°C liegenden Temperatur
und für das ein Schmelzen des Erzes nicht erforderlich ist, entwickelt wird, fallen
alle oben genannten Voraussetzungen weg,und das Eisen kann daher mit geringen Kosten
gewonnen werden.
-
Es sei angenommen, daß zwei kugelförmige Metallteilchen mit dem Durchmesser
11(cm) bzw. 12(cm) mit einem gegense'itigen Abstand von d (cm) aufgestellt werden
und daß parallel r1ließende Ströme der Stromstärke ii (Amp.) bzw.
-
i2(Amp.) die Teilchen durchsetzen(Fig. 3); nach dem Biot-Savart'schen
Gesetz wirken dann gegenseitige Anziehungskräfte der Gtösse F1 (Dyn) bzw. F 2 (Dyn)
auf die Teilchen. Die Grösse der Kräfte wird durch die folgenden Beziehungen gegeben:
ili2 F1 = -0,02 d 1i (Dyn) ii F1 = 0,02 d12 12 (Dyn)
Die Grösse
der Anziehungskraft zwischen den Eisenteilchen ist demnach proportional dem Produkt
der Stärke der die Eisenteilchen durchsetzenden Ströme. Daher ist, wenn die zunehmende
Stromdichte am Ende der Konzentrationsperiode des elektrischen Stroms bis auf 100
A/cm2 anwächst, die Grösse einer das Eisen von der Gangart trennenden Kraft fünfzehnmal
so groß wie bei der Anwendung der Schwerkraft. Da ferner diese Kraft in "einer Richtung
gegenseitiger Anziehung" wirkt, ergeben sich daraus die folgenden Wirkungen: (1)
Elektromagnetische Koagulation: Wenn elektrische Ströme in einer Richtung senkrecht
zur Zeichenebene (Fig. 4) und von oben auf diese Ebene geleitet werden, wirken auf
drei Metallteilchen A bzw. B bzw. C wechselseitige Anziehungskräfte, die durch die
Pfeile A1, 2 bzw. B1, B2 bzw. C1 und C2 gekennzeichnet sind. Nimmt man an, daß die
Teilchen beweglich sind, so verlagern sie sich in Richtung der Pfeile A3, B3 und
C3.
-
und treffen am Punkt 0 aufeinander. Aus der Pulvermetallurgie ist
es allgemein bekannt, daß in diesem Fall, wenn die Temperatur jedes Teilchens oberhalb
von 2/3 seines Schmelzpunktes liegt, die auf diese Weise konzentrierten Teilchen
zu einem Kristall zusammentreten.
-
Somit bewegen sich zahllose, in der Gangart verteilte Metallteilchen
auf das Zentrum zwischen elektrischen Strömen hin und koagulieren in Gestalt eines
Metallstabes, dessen Mittelachse der Mittellinie zwischen den elektrischen Strömen
entspricht. Diese Erscheinung soll als "elektromagnetische Koagulation" bezeichnet
werden.
-
Nach Fig. 5(A) sind Metallteilchen, durch schwarze Punkte angedeutet,
in Erzteilchen a, b, c und d verteilt; die
Metallteilohen koagulieren
zunächst zu grösseren Metall teilchen (Fig. 5(B)). Diese koagulierten Metallteilchen
werden dann aus den Erzteilchen nach Fig. 5(C) herausgtezogen. Auf diese Weise wachsen
die Metallteilchen zu einem stabförmigen Eisenstück zusammen durch Koagulation des
dritten, vierten usw.. Wird jedoch die elektromagnetische Koagulation an einem Rohmaterial
ausgeführt, das in einem Drehofen umgewälzt wird, wird das entstehende rissen in
Stücke zerschnitten, so daß Eisenkörner entstehen.
-
Wenn ausserdem eine Kraft in einer einzigen Richtung, wie im Falle
der Schwerkraft oder einer Zentrifugalkraft, wirkt, läßt sich die Trennung zwischen
Eisen und Gangart nur ausführen, wenn ein Ofenboden (für den Fall der Schwerkraft)
oder eine Ofenwand (für den Fall der Zentrifugalkraft) vorhanden ist. Demgegenüber
sind im Falle einer gegenseitig wirkenden Anziehung die Kraftrichtungen einander
entgegengesetzt, wie in Fig. 6 angedeutet, und die Gangart selbst dient als Trägermaterial.
Zur Trennung des Eisens von der Gangart sind daher Ofenboden und Ofenwand nicht
erforderlich. In Fig. 6 sind Erzteilchen a, b, c und d dargestellt, Metallteilchen
al undcl als schwarze Flecken, auf die Metallteilchen al und cl wirkende elektromagnetische
Kräfte A2 und C2 sind durch Pfeile wiedergegeben, und die Pfeile B1, B2, D1 und
D2 stellen die Reaktionskräfte dar, die an den Berührungspunkten der Erzteilchen
auftreten, um den entsprechenden elektromagnetischen Kräften A2 und C2 entgegenzuwirken.
Da eine eigentliche Unterstützung wegfällt, ist eine feuerfeste Ausmauerung entbehrlich.
Ferner wird es dadurch möglich, Eisen im Drehofen zu gewinnen, obwohl das bisher
nicht möglich war wesen der an der feuerfesten Ausmauerung auftretenden korrosion
urid des Anhafteris der Schlacke, und eine Itassen-@roduktionsanlage mit endlosen
Band, das sich nur bei ilrlemm das L.rz nicht schmelzenden Verfahren anwenden lcilst-,
]ifst- sich Ilun fiir die Eisengewinnung einsetzen.
-
Anschliessend soll die automatische Steuerung der Zuführung des elektrischen
Stroms in das Rohmaterial untersucht werden.
-
Nachdem aLle in dem Rohmaterial enthaltenen reduzierbaren Mezal7teilchen
herausgezogen sind, nimmt der elektrische Widerstand des Sehlackenmaterials schnell
zu.
-
Daher wird gleichzeitig mit dem Herausholen des Metalls der in der
Schlacke fliessende Strom von selbst verringe, Diese Tatsache ist einer der Grunde,
weshalb die ohne Schmelzen des Erzes arbeitende Methode verwirklicht werden kann.
Somit können gemäß der Erfindung die in jedem pulvrigen oder körnigen Erzteilchen
enthaltenen Hetallteilohen, die sich zahllos in dem Rohmaterial befinden, vollständig
extrahiert werden, während niemals Strom in Teilchen fließt, die aus Schlackenmaterial
bestehend Diese speziellen Eigenschaften lassen sich für die Eisengewinnung wirkungsvoll
ausnützen. Daher ergibt sich selbst für den Fall, dz3 arme Erze und Magerkohle in
unverändertem Zustand als Rohmaterial verwendet werden, eine Möglichkeit zur wirtschaftlichen
Eisengewinnung.
-
Gemaß der Erfindung kann der Strom, der in das Rohmaterial zum Reduzieren
oder Erhitzen des Erzes geleitet wird, unverändert zur Ausübung der elektromagnetischen
Wirkung ausgenützt werden, und sobald die Reduzierung abgeschlossen ist, ist auch
die Trennung des Eisens von der Gangart abgeschlossen.
-
Anschliessend soll eine ausgeführte, zur Ausübung der Erfindung geeignete
Vorrichtung beschrieben werden Um einen elektrischen Strom unmittelbar in das pulvrige
oder körnige Rohmaterial gemäß der Erfindung leiten zu
können,
muß die pulvrige oder körnige Anhäufung vorerhitzt werden, damit ihr spezifischer
Widerstand abnimmt. Das erste Problem ist, wie die pulvrige oder körnige Anhäufung
vorerhitzt werden kann. Wenn der Strom durch das solcherart vorerhitzte Rohmaterial
geleitet wird, ergibt sich eine teilweise verdichtete Stromdichte (unter Bildung
von Zickzackstrompfaden). Jedoch ist die Anstiegszeit (zur Vollendung der Reduzierung
und der Trennung des Eisens von der Gangart) verhältnismässig kurz (30 bis 45 Sekunden),
und der Bereich (die Querschnittsfläche des Zickzackpfads), wo die Konzentration
des elektrischen Stroms erfolgt, hat nur eine kleine Flächenausdehnung (25 bis 35
cm2). Um die Ausbeute zu vergrössern, muß daher der Strom das Rohmaterial nur stückweise
durchsetzen. Dieses Verfahren der Stromzuführung stellt ein zweites Problem dar.
-
Durch die Konzentrierung des elektrischen Stroms wird das Eisenton
der Gangart getrennt und wird der das Schlackenmaterial durchsetzende Strom automatisch
gesenkt, aber der Strom fließt weiterhin in das pulvrige oder körnige Eisen oder
das stabförmige Eisen. Ein drittes Problem besteht darin, diesen hohen Strom abzuschalten.
-
Schließlich ist die Temperatur des von der Gangart abgetrennten körnigen
und stabförmigen Eisens erheblich hoch (ungefähr 10000C). Wenn dieses Eisen daher
mit oxydierindem Gas in Berührung kommt, werden die Eisenoberflächen oxydiert. Diesen
Vorgang zu unterbinden ist ein viertes Problem.
-
Hinsichtlich des ersten Problems sollten, da die Vorerhitzungstemperatur
verhältnismässig
niedrig liegt (maximal 85O0C), die Verbrennungswärme der flüchtigen Stoffe, die
bei der trockenen Destillation körniger Kohle entsteht, und des ohne Mangel bei
der Reduktion des Eisenerzes mit Koks erzeugte CO-Gas als Vorerhitzungswärme benutzt
werden. Mit anderen Worten, man sollte ausreichende Mengen Luft in die Vorerhitzungszone
führen, wodurch P, S, As u. dgl., die aus dem Rohmaterial in flüchtiger Form austreten,
verbrannt und tggeführt werden.
-
Das vierte Problem kann gelöst werden, indem die aus dem Ofen austretenden
körnigen Eisenstücke und Eisenstäbe in Wasser geleitet und dann der dadurch erzeugte
Dampf in den Ofen geführt wird, um einen Wärmeaustausch mit dem im Ofen befindlichen
Rohmaterial herbeizuführen.
-
Für das zweite und das dritte Problem gibt es zwei Lösungsmöglichkeiten:
die eine (A) ist die Methode, einen elektrischen Strom durch das ständig umgewälzte
Rohmaterial fliessen zu lassen nach'dem Prinzip, daß "kein Strom wieder in das Schlackenmaterial
fließt". Die andere Methode (B) verlangt, daß ein elektrischer Strom durch die dünne
und lange körnige Anhäufung geleitet wird, deren Querschnittsfläche etwa 25 bis
35 cm2 beträgt, nach dem Prinzip, daß "unter der Konzentration eines elektrischen
Stroms derStrom nicht so ausserordentlich fließt".
-
Das den beiden Methoden (A) und (B) gemeinsame Merkmal ist das unterbrochene
Fliessen des Stroms, daß der Strom im gleichen Abschnitt für die Dauer von etwa
30 bis 45 Sekunden aufrechterhalten und dann abgeschaltet wird.
-
Ferner sollte, um die Eisenproduktion zu erhöhen, der Abstand zwischen
den Elektroden bei der Methode (A) erhöht werden, während die Zahl der schmal zugeschnittenen
körnigen
Anhäufungen und eine Oberführungsrate der Anhäufung bei
der Methode (B) erhöht werden sollten.Demnach ist ein Drehofen am besten für die
Methode (A) und ein Tunnelofen mit einem Raupenkettenband für die Methode (B) geeignet.
-
Für den schrägstehenden zylindrischen Drehofen gibt es keine Längenbegrenzung,
und in ein und demselben Ofen läßt sich sowohl eine Vorerhitzungszone wie eine Eisengewinnungszone
einrichten. Andererseits hat der Strompfad des Konzentrationsstroms zwar eine Begrenzung
der Querschittsfläche, nicht aber eine Längenbegrenzung. Wenn daher die Richtung
des Stromflußpfads mit der Richtung der Ofen achs zusammenfällt, kann die Produktionsmenge
je Fluß eines elektrischen Stroms erhöht werden. Wenn ausserdem das im Ofen befindliche
Rohmaterial in ständiger Bewegung durch Reibung zwischen dem Rohmaterial und der
Ofeninnenwand gehalten wird, während die Drehgeschwindigkeit des Ofens auf das richtige
Maß eingestellt bleibt, führen die Ofeninnenwand und das Rohmaterial eine unterbrochene
Kontaktierungsbewegung gegeneinander aus.
-
Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch einen Drehofen als Erläuterung
für die obenerwähnte unterbrochene Kontaktierungsbewegung. Hier ist 7-1 ein Ofenmantel,
7-2 eine Ofeninnenwand, 7-3 das pulvrige oder körnige Rohmaterial, 7-4 die Drehrichtung
des Ofens und 7-S der Untergrund.
-
Wie Fig. 7 zeigt, führt das Rohmaterial im Ofeninneren infolge der
Drehung des Ofens eine Umwälzbewegung aus.
-
Was nun den Kontakt zwischen der Wandinnenfläche des Ofens und der
Unterfläche der Rohmaterialanhäufung, deren Querschnittsstärke zunimmt, betrifft,
bleibt ein Teil der Anhäufung
wr am Punkt (a) in Berührung mit
der Wand innenfläche kommt, in Kontakt mit der Wandinnenfläche, bis dieser Teil
den Punkt (b) erreicht, d.h. einen Punkt, in dem eine senkrecht auf der Erdoberfläche
stehende Tangentiallinie 7-6 die Wandinnenfläche berührt. Der Teil der Anhäufung
fällt zusammen, wenn er an dem Punkt (b) vorbeiläuft. In diesem Fall beträgt die
Zeit, die der Teil der Rohstoffanhäufung gebraucht, um vom Punkt (a) zum Punkt (b)
zu gelangen, ungefähr 20/Zahl der Umdrehungen je Minute (in Sekunden). Die erforderliche
Zeit wird somit bei etwa 40 Sekunden liegen, wenn die Drehzahl 0,5 Upm beträgt,
und ist vergleichbar mit der Anstiegszeit eines elektrischen Stroms, wie zuvor beschrieben.
-
Bei einer industriellen Anwendung der Erfindung sollte der Innendurchmesser
des Drehofens mindestens 4 m betragen. Die Querschnittsfläche der anwachsenden Anhäufung
von pulvrigem oder körnigem Rohmaterial wird daher mindestens 2,5 m2 = 25 000 cm
wenn die Rohmaterialzufuhr richtig aufrechterhalten wird. Der Vorgang der Stromkonzentration
erfolgt jedoch lediglich auf einem dünnen Strompfad von 25 bis 30 cm2 bei der erwähnten
extrem grossen Querschnittsfläche während eines Zeitabschnitts von 1200 Drehung
oder einer Dritteldrehung. Dabei kann ein Drehofen nicht wirtschaftlich arbeiten.
Daher wird vorzugsweise gleichzeitig die Zahl der hindurchrührenden elektrischen
Strompfade vervielfacht, wie es durch die Bezugszeichen 7-7 in Fig. 7 und 8-15 in
Fig. 8(A) und Fig. 8(B) angegeben ist, indem Stoffe in Gestalt von Trittsteinen
oder Stegen aus einem Material mit gegenüber dem pulvrigen oder körnigen Rohmaterial
viel niedrigerem spezifischen Widerstand, wie Siliziumkarbidsteine oder Graphitsteine,
in geeigneten Intervallen an der Innenwandfläche zwischen benachbarten Elektroden
angeordnet werden. Mit anderen
Worten, wenn diese Trittsteine in
die pulvrige oder körnige Anhäufung eingeschlossen sind, werden einige (jede beliebige
Anzahl) parallel zueinander aufeinanderfolgende Stromübergangspfade geschaffen.
Die jeweiligen Strompfade liegen unter sehr kleinen Abständen zwischen den beiden
Elektroden, die die Trittsteine und die pulvrige oder körnige Anhäufung in Serien
schalten und haben besonders niedrigen elektrischen Widerstand. Infolgedessen läßt
sich jede beliebige Zahl von Stromleitungspfaden in ein und derselben Anhäufung
zur gleichen Zeit herstellen.
-
Fig. 8(A) ist ein Längsschnitt in der Mittelachse eines zylindrischen
elektrischen Drehofens, der, grob gesehen, in zwei Zonen unterteilt ist, nämlich
eine Vorerhitzungszone (I) und eine Eisengewinnungszone (II). Der Drehofen besteht
aus einem zylindrischen Ofenkörper 8-1, der das pulvrige oder körnige Rohmaterial
8-2 enthält, einem Gehäuse 8-3 für die Rohmaterialzuführung in den Ofen und einer
Luftzuleitung 8-4. Die Luftzuleitung 8-4 führt Luft in den Ofen, und mit Hilfe der
so zugeführten Luft werden die brennbaren und auch giftigen Gase (S, P, As u. dgl.)
die von dem Rohmaterial geliefert werden, verbrannt und weggeführt, und ausserdem
wird die dadurch erzeugte Wärme zum Vorerhitzen des Rohmaterials benutzt. Aus Siliziumkarbid
bestehende Ringelektroden 8-5 dienen zum Reduzieren und- Koagulieren der.in der
Rohmaterialschicht zwischen den Elektroden befindlichen Eisenbestandteile, wodurch
das Eisen von der Gangart getrennt wird. Ein Becken 8-6 dient dazu, das abgetrennte
Eisen und die Gangart abzukühlen. Verschiedene Pfeile deuten die Strömungsrichtungen
der verschiedenen Gase an. 8-7 bezeichnet einen Trichter, 8-8 den Erdboden und 8-9
einen ölbrenner, der zur Verstärkung der Heizung zu Beginn der Arbeit im Ofen und
in anderen Fällen dient.
-
Bei einer derartigen Vorrichtung läuft das Rohmaterial, wenn die Verbrennung
so eingestellt ist, daß die Gastemperatur im Ofen auf maximal 850QC gehalten wird,
durch das Ofeninnere und bleibt im festen Aggregatzustand, während dessen sowohl
die Reduktion wie die Trennung des Eisens von der Gangart vollzogen wird, indem
der elektrische Strom unmittelbar so in das Rohmaterial eingeleitet wird, daß es
in bimssteinartige Schlacke umgewandelt wird, die kaum Eisenbestandteile enthält,
und in körniges Eisen grossen Formats (82 %: mehr als 5 mm Korngrösses 9 %: 5 bis
3 mm Korngrösse, 8 %: unter 3 mm KorngrösseRs und fällt in das Becken, so daß die
in ihm enthaltene Wärme als Verdampfungswärme umgesetzt wird.
-
In Fig. 8(B) ist eine Zone im Längsschnitt durch den zylindrischen
Elektrodrehofen dargestellt, in der den Elektroden elektrische Energie zugeführt
wird.
-
Ein Ringkollektor 8 - 10 aus Metall ist gegenüber dem Ofenkörper 8-1
des zylindrischen Ofens durch eine elektrisch isolierende Halterung 8-13 isoliert.
Der Ringkollektor 8-10 steht mit der Ringelektrode über eine-Verbindungsstange aus
Metall, die gegen den Ofenkörper 8-1 elektrisch isoliert ist, in Verbindung. Eine
Bürste 8-11 aus Graphit steht in gleitendem Kontakt mit der Aussenseite des Ringkollektors
8-10; Jede BUrste 8-11 ist durch einen Leiterdraht 8-12 mit einer Stromquelle verbunde,
Wenn dieser elektrische Stromfluß durch Umwälzen, wie in Fig. 7 dargestellt, unterbrochen
wird, können Funken zwischen den unterbrochenen Teilen entstehen. Jedoch werden
keine starken Funken an irgendeinem Teil erzeugt, weil die durch das Umwälzen hervorgerufene
Abreißwirkung sich zwischen einer Unzahl von Teilchen abspielt und
weil
weiter eine Anzahl Strompfade in der Anhäufung in Kontakt zwischen beiden Ringelektroden
vorhanden sind.
-
Die Ausbeute an Eisen kann gesteigert werden durch Vergrössern eines
Abstands und einer Zahl von Stufensteinpfaden zwischen beiden Elektroden, durch
Erhöhen der Zahl der Elektroden oder durch Anlegen einer höheren Spannung.
-
Nun wird der Tunnelofen beschrieben, der ein raupenkettenartiges endloses
Band enthält.
-
Bei dieser Anlage wird die Verbrennungswärme, die erzeugt wird, wenn
das notwendigerweise von dem Rohmaterial bei der Reduktion erzeugte CO-Gas und das
von dem Rohmaterial notwendigerweise bei der Vorerhitzung abgegebene Gas mit Luft
verbrannt wird, zum Vorerhitzen verwendet, und Joule' sche Wärme und elektromagnetische
Kraftwirkung werden zur Reduktion und Trennung des Eisens von der Gangart benutzt.
-
Um durch die Verbrennungswärme die pulvrige oder körnige Anhäufung,
die einen Wärmewiderstand darstellt und stillsteht, zu erhitzen, muß die Anhäufung
so dünn wie möglich vorliegen und muß diese Anhäufung von der Vorder- und der Rückseite
erhitzt werden.
-
Bei dieser Ausführungsform wird- zunächst das aus Metall bestehende
endlose Band vorerhitzt durch die Verbrennungswärme des während des Reduktionsvorgangs
erzeugten CO-Gases, dann wird das pulvrige oder körnige Rohmaterial dünn auf dem
auf diese Weise vorerhitzten endlosen Band ausgebreitet, darauf wird Luft in das
von der dünnen Anhäufung erzeugte brennbare Gas eingeleitet, und schließlich wird
die durch Verbrennen des Gases gewonnene Verbrennungswarrne zum Erhitzen der dünnen
Anhäufung von ihrer Oberfläche
her verwendet, Gleichzeitig werden
Schwefel, Phosphor u. dgl. durch die Verbrennung entfernt.
-
Um einen elektrischen Strom in jeden Teil der gesamten Anhäufung durch
unmittelbare Zuleitung von Strom zu der stillstehenden pulvrigen oder körnigen Anhäufung
führen zu können, sollte eine Querschnittsfläche senkrecht zu einer Richtung des
durch die Anhäufung fliessenden Stroms 25 bis 35 cm2 ausmachen, unter Berücksichtigung
des oben aufgestellten Prinzips, daß "eine Wirkung der Konzentrierung des elektrischen
Stroms nicht übermässig verstärkt wird'1. Der Grund hierfür liegt darin, daß die
Querschnittsfläche des konzentrierenden Stromflußpfads, die im industriellen Bereich
in der Anhäufung von pulvrigem oder körnigem Rohmaterial erreicht werden kann, indem
man elektrischen Strom mit üblicher Frequenz uno Spannung unmittelbar in das Rohmaterial
leitet, 25 bis 35 cm2 beträgt.
-
Gemäß Fig. 9 wird ein aus Metall bestehendes endloses Band 9-2 von
einer Riemenscheibe 9-1 angetrieben,die mit einem (nicht gezeichneten) Antrieb verbunden
ist, und das pulvrige oder~körnige Rohmaterial ist in dünner Schicht auf dem Band
ausgebreitet. Zum Vorerhitzen des Rohmaterials mit Verbrennungswärme kann die solcherart
gebildete dünne Anhäufung, die sich in Richtung des Pfeils 9-4 bewegt, von oben
oder von unten erwärmt werden. Wird aber der elektrische Strom unmittelbar in die
dünne Anhäufung geleitet, ist es nicht bekannt, wo die elektrischen Strompfade gebildet
werden. Daher ist es erforderlich, die dünne Anhäufung in kleine Abschnitt te zu
unterteilen und die Konzentration des elektrischen Stroms in jedem der kleinen Abschnitte
zu erzwingen.
-
Ein rechtwinkliger Hexaeder mit dem Querschnitt abcd (Fig. 9(A) bis
9(F)) stellt einen solchen Abschnitt oder ein solches Stück dar.
-
Eine Stromflußbereichseinheit für den Fall der Stromzuführung in einer
Richtung (1) läßt sich erreichen, wenn die Querschnittsfläche abcd 25 bis 35 cm2
groß gehalten wird. Es wird ein Keramiktiegel verwendet, der das oben erwähnte Stromflußbereichselement
als Innenvolumen hat und der die Form eines rechtwinkligen Hexaeders mit einer offenen
Fläche besitzt. Ausserdem sind an beiden Enden des Tiegels Elektroden vorgesehen,
wodurch eine Tiegeleinheit gebildet wird. In Fig. 9(B) ist die Tiegeleinheit dargestellt.
Der Ofenkörper aus keramischen Material ist an seinen Enden mit den Elektroden 9
- 7 aus Graphit in Längsrichtung versehen und das pulvrige oder körnige -Rohmaterial
9-6 ist in die Tiegeleinheit eingefüllt. Durch Verbinden einer Anzahl Tiegeleinheiten
mit Hilfe von lenken 9-8 zu einem endlosen Band nach Fig. 9(G) kann eine Vorrichtung
zur Eisengewinnung hergestellt werden, die sich nach Art einer Raupenkette fort-
und in kleinen Schritten vorwärtsbewegt.
-
Fig. 10 zeigt eine Vorrichtung zur Eisengewinnung mit einer Hintereinanderschaltung
eines Tunnelofens in dem ein endloses Band für die Vorerhitzung umläuft, und eines
Tunnelofens, in dem ein raupenkettenähnliches endloses Band für die Eisengewinnung
arbeitet. In Fig. lO stellt eine Zone mit dem endlosen Band mit einer Mittellinie
A-B eine Vorerhitzungsvorrichtung dar, während eine Zone mit dem raupenkettenartigen
endlosen Band mit einer Mittellinie C-D eine Vorrichtung zur Eisengewinnung ist.
Zunächst soll die Arbeitsweise der Vorerhitzungsvorrichtung beschrieben
werden.
Das pulvrige oder körnige Rohmaterial 10-3 wird aus einem Behälter 10-4 an das aus
Metall bestehende endlose Band 10-1 abgegeben, das von einer Riemenscheibe 10-2
angetrieben wird; das Rohmaterial wird auf diese Weise in dünner Schicht auf dem
endlosen Band 10-1 ausgebreitet. Der Tunnelofen in der Vorerhitzungszone weist eine
obere Wand 10-51, eine untere Wand 10-52, einen Gasabzug 10-6, Düsen 10-7 für die
Zufuhr von Luft, eine Beschickungsöffnung 10-8, durch die das Rohmaterial in die
Eisengewinnungszone überführt wird, und eine Gasabzugsöffnung 10-9 auf, durch die
überschüssiges CO-Gas aus der Eisengewinnungszone abzieht.
-
Das pulvrige oder körnige Rohmaterial auf dem endlosen Band wird von
der Unterseite des endlosen Bandes her vorgeheizts einerseits durch das von dem
Rohmaterial mit Hilfe der durch die Düse 10-7 zugeführten Luft abgegebene Gas und
durch das Gas, das bei der Verbrennung von überschüssigem CO-Gas aus der Eisengewinnungszone
erzeugt wird. Es versteht sich von selbst, daß die dünne Anhäufung des pulvrigen
oder körnigen Rohmaterials 10-3 auch von der Oberseite her vorerhitzt wird.
-
Die Eisengewinnungszone arbeitet folgendermaßen: Der Tunnelofen der
Eisengewinnungszone weist eine obere Wand 10-151 und eine untere Wand 10-152 auf.
In dem Tunnelofen befindet sich ein raupenkettenartiges endloses Band, das aus einer
Anzahl Tiegeleinheiten besteht, die zu einem endlosen Band zusammengesetzt sind,
das mit einem Kettenrad 10-12 zusammenarbeitet. Jede Tiegeleinheit weist an ihrer
Innenseite zwei Elektroden einander gegenüberstehend in Richtung senkrecht zur Laufrichtung
der Tiegeleinheiten auf. Ausserdem befinden sich an der oberen 57and eine Reihe
feststehender Elektroden 10-14 aus Graphit
und versehen mit Zuleitungsdrahten
10-17, die an eine Stromquelle führen; die Elektroden sind so angebracht, daß sie
an beweglichen Elektroden 10-16 entlanggleiten, die an beiden Enden jeder in Bewegung
befindlichen Tiegeleinheit 10-11 angebracht sind. Bei dieser Anlage wird das vorerhitzte
pulvrige oder körnige Rohmaterial 10-3 nacheinander durch die Einfüllöffnung 10-8
in jede Tiegeleinheit gefüllt, und ein elektrischer Strom wird dem Rohmaterial in
dem Tiegel über die feststehenden Elektroden 10-14 und die beweglichen'Elektroden
10-16 zugeführt. Das pulvrige oder körnige Rohmatrial, das der Reduktionswirkung
und der Wirkung der Trennung des Eisens von der Gangart durch diese unmittelbare
Zuführung von elektrischem Stromaisgesetzt ist, wird in Eisen in Form von blanken
Stäben und bimssteinartige Schlacke aufgeteilt, und dann werden die blanken Eisenstäbe
und die bimssteinartige Schlacke durch die Austrittsöffnung 10-18 in das Becken
10-19 geleitet. Das Bezugszeichen 10-20 in Fig. 10 bezeichnet den Untergrund.
-
Patentansprüche: