Titel: Neuerungen im Metallhüttenwesen und in der chemischen Metallbearbeitung.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1891, Band 281 (S. 110–114)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj281/ar281045

Neuerungen im Metallhüttenwesen und in der chemischen Metallbearbeitung.

(Fortsetzung des Berichtes S. 81 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

Textabbildung Bd. 281, S. 110
In D. p. J., 1890 277 * 468, ist das Verfahren des Nicolas Lébédeff in St. Petersburg (Russland) zur Gewinnung von Metallen aus ihren Sauerstoffverbindungen beschrieben. Das Verfahren besteht bekanntlich darin, dass die betreffenden Metalloxydmaterialien geschmolzen und in die geschmolzene Masse durch Rohre ein reducirendes Gas unter Druck eingeleitet wird.

Lébédeff hat nun gefunden, dass sich das Einblasen von reducirendem Gas mittels Rohre dadurch vermeiden oder ersetzen lässt, dass man die Eigenschaft des Graphits, der Retortenkohle u.s.w., im Glühzustande Gase durchzulassen; ausnutzt.

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Hierauf gründet sich das unter D. R. P. Nr. 57768 vom 30. November 1890 ab patentirte Verfahren.

Textabbildung Bd. 281, S. 111
Die das Metall in Form seiner Oxyd Verbindung enthaltenden Materialien (mögen diese Oxyde bereits vorhanden gewesen oder durch Vorbehandlung – etwa Röstung – erst gebildet worden sein) werden nach vorliegender Erfindung, gewünschtenfalls unter Zusatz von Flussmittel, geschmolzen und im schmelzflüssigen Zustand in einen Tiegel oder Behälter gegossen, dessen Wandung ganz oder theilweise aus Graphit besteht, welcher (wie es für die Herstellung von Graphittiegeln üblich ist) mit einem geeigneten Bindemittel gemischt ist.

Der Tiegel wird in einem Ofen, zweckmässig mit reducirender Flamme, erhitzt, die denselben umspülenden reducirenden Gase dringen durch die Graphitwände hindurch und reduciren aus dem flüssigen Tiegelinhalt das Metall.

Da der Erfolg dieses Verfahrens vollständig von dem Flüssigkeitszustand der behandelten Masse abhängt, so muss man das anzuwendende Schmelzmittel sorgfältig auswählen.

Textabbildung Bd. 281, S. 111
Für die Behandlung der schmelzbaren Oxyde, wie Bleioxyd oder des magnetischen Eisenoxyds, ist der Zusatz eines Schmelzmittels entbehrlich.

Für die Behandlung der nicht schmelzbaren Oxyde dagegen, wie Eisenoxyd, Chromoxyd, Aluminiumoxyd oder ähnliche Oxyde ist es zweckmässig, wenn dieselben mit Flussspath geschmolzen werden.

Wenn die Metalloxyde mit anderen Mineralien, Gesteinen oder Gangarten, wie z.B. Kalk, Thon, Quarz, verunreinigt sind, fügt man die entsprechenden Flussmittel nach den bekannten metallurgischen Regeln hinzu. Dieses Verfahren kann für die Reduction aller Metalle angewendet werden, deren Sauerstoffverbindungen in den geschmolzenen Zustand übergeführt werden können. Aber zur Gewinnung dieser Metalle ist es nothwendig, dass dieselben schwerer sind als die Schmelze; anderenfalls würden sie auf der Oberfläche schwimmen und sich oxydiren. So führt man das vorliegende Verfahren, beispielsweise zur Gewinnung von Aluminium, etwa folgendermaassen aus.

Die mit Fluorcalcium zusammengeschmolzene Thonerde wird in einem Tiegel oder Behälter aus Graphit reducirt, welcher, wie oben erwähnt, die Eigenschaft hat, Gasen den Durchtritt zu gestatten. Dieser Behälter befindet sich inmitten einer reducirenden Flamme, welcher durch die Tiegelwandung hindurch auf die zu behandelnden Stoffe reducirend wirkt und das Aluminium in den metallischen Zustand überführt.

Textabbildung Bd. 281, S. 111
Damit dieses Metall in Folge seiner Leichtigkeit nicht auf der Oberfläche der Schmelze schwimmen kann, wo es sich oxydiren würde, vermindert man das specifische Gewicht der Schmelze durch Zusatz von Aluminiumkaliumdoppelfluorid bezieh. erniedrigt man den Schmelzpunkt der Masse in ähnlicher Weise, wie für die elektrolytische Aluminiumgewinnung, durch Zusatz von Kryolith oder andere Fluorverbindungen.

Auf solche Weise erhält man metallisches Aluminium ohne Anwendung von Elektricität. Zur Ausführung dieses Verfahrens bedient man sich zweckmässig eines Flammofens (Fig. 1).

In dem von massivem Mauerwerk a umschlossenen Ofen ruht auf Steinlagern c die aus Graphitplatten b zusammengesetzte Herdsohle. Das durch Kanäle d in den Flammenraum eintretende Heizgas gelangt theilweise auch durch die Durchlässe e in die unterhalb der Herdsohle befindliche Kammer f, während Verbrennungsluft durch die Kanäle g in den über der Sohle befindlichen Ofenraum streicht.

John Waters in Glasgow will Schmelzöfen dadurch dauerhafter und leistungsfähiger machen, dass die Decke anstatt aus einer grossen Anzahl kleiner, mit einander verbundener oder vermauerter Steine aus einer kleinen Anzahl grossgeformter Steine a (Fig. 2) hergestellt wird. Diese haben Nuthen b, in welche Zapfen c eingreifen. Die Ziegel werden mittels Stangen d an ihrem Platz erhalten. Letztere hängen wiederum mit ihrem oberen Ende an einem oberhalb des Ofens angeordneten Rahmen. Mittels |112| dieser Einrichtung lassen sich die Ziegel leicht verstellen und auch auswechseln (D. R. P. Nr. 57026 vom 4. September 1890).

Textabbildung Bd. 281, S. 112
In Fig. 3 ist eine Vorrichtung zum Beschicken von Schmelzöfen mit pulverförmigem Erz u.s.w. dargestellt. Dieselbe besteht aus verschliessbaren, zur Aufnahme des Erzpulvers dienenden Trichtern a, welche einerseits durch ein Röhrensystem b c mit dem Gebläse, andererseits durch Röhrenleitung d e mit den Formen f g derart in Verbindung stehen, dass das von den genannten Trichtern in die Füllrohre herabfallende Erzpulver von dem Gebläsewind in den Ofen eingeblasen wird (vgl. D. R. P. Nr. 57307 vom 9. Januar 1890, R. F. Nenninger in Newark, Grafschaft Essex, Staat New Jersey, Nordamerika).

R. F. Nenninger hat auch eine Vorrichtung zum Staubsammeln und Condensiren der Rauchgase für metallurgische Oefen vorgeschlagen (D. R. P. Nr. 56742 vom 9. Januar 1890), welche in Fig. 4 und 5 veranschaulicht ist.

Das Ziegelmauerwerk B bildet einen Schacht A und hat eine grosse Anzahl Oeffnungen C. Auf den oberen Theil des Schachtes A ist ein schmiedeeiserner Schornstein aufgesetzt, der auf der Deckplatte E ruht. Das Mauerwerk B wird von einem weiteren Mauerwerk F umgeben, so dass zwischen den Mauern F und B ein ringförmiger Raum G gebildet wird. Die Platte E bedeckt die ringförmige Kammer G. Das obere Ende des Schachtes A ist unterhalb der Deckplatte etwas seitlich erweitert. Der Boden der Ringkammer G bildet einen Ablauf, der nach H hin geneigt ist, an welchem Punkte sich eine Cisterne I ansetzt. Letztere enthält ein Filter J und über demselben und mit demselben communicirend eine Gosse K. Das Gewölbe L geht durch die Mauern F und B, sowie die Kammer G hindurch und stellt so eine Verbindung mit dem Inneren des Schachtes A her. Der so gebildete Durchgang zu dem Schacht A ist durch die Thür M verschlossen. In den oberen Theil des Schornsteines D tritt das Dampfrohr N ein, das mit einem Exhaustor O in dem Schornstein verbunden ist, welcher durch Stützen P getragen wird.

Der Exhaustor O ist von bekannter Einrichtung und besteht aus einer Anzahl Cylinder von zunehmendem Durchmesser, die mit einander verbunden sind; er hat den Zweck, einen nach aufwärts gerichteten Zug in dem Schornstein D hervorzurufen. In der Wandung F befindet sich eine Oeffnung X, welche einestheils mit der Ringkammer G, anderentheils mit dem Ofen communicirt, dessen Gase und Staub gesammelt und condensirt werden sollen.

Der Schornstein D ragt über den Ladeboden Q heraus; an seiner Seite und in einer Ebene mit dem oberen Ende des Ladebodens Q liegt der Fülltrichter R des Schachtes A. Das Rohr S ist mit einer geeigneten Wasserleitung verbunden und besitzt eine Anzahl Zweigrohre T und U, deren untere Enden in Brausen auslaufen. Die Rohre U treten in den erweiterten oberen Raum des Schachtes A, die Rohre T in die Ringkammer G.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Der Schacht A wird mit Koks bis zur Ebene des Beladebodens Q angefüllt.

Die durch die Oeffnung X eintretenden Rauchgase gehen zunächst in die Kammer G und werden hier einem Wassersprühregen aus den Rohren T ausgesetzt. Letzterer reisst den Staub aus den Rauchgasen fort, führt denselben in die Rinne am unteren Ende der Kammer G, so dass Staub und Wasser in Cisterne I abfliessen. Das Wasser tritt dann durch das Filter J in die Höhe und fliesst in der Rinne K ab, während das Filter das Durchtreten des Staubes verhindert. Der gesammelte Staub wird durch eine passende Oeffnung aus der Cisterne entfernt.

Die so vom Staub befreiten Rauchgase treten durch die Oeffnungen C in den Schacht A und werden durch den darin enthaltenen Koks, welcher durch das aus den Oeffnungen U austretende Wasser nassgehalten ist, condensirt. Durch die Thür M wird der gebrauchte Koks entfernt. Der Exhaustor O veranlasst einen entsprechenden Zug durch die Vorrichtung.

Der bekannte Schmelzofen mit Dampfstrahl von Friedrich August Herbertz in Köln a. Rh. ist in neuerer Zeit |113| wiederum abgeändert worden (D. R. P. Nr. 56205 vom 12. August 1890) wie nachstehend beschrieben ist.

Der Schacht S (Fig. 6) des Ofens wird durch die Consolen C, die sich auf Träger T stützen, frei getragen.

Unter dem Schacht sind zwei Wasserkühlringe K und K1, jeder aus mehreren Kühlkästen bestehend, angebracht, und unter diesen Kühlringen befindet sich der fahrbare und verstellbare Herd H des Ofens. Die Kühlringe K und K1 sind durch Hängebolzen B und B1, die an den Consolen C des Schachtes befestigt sind, und die Schellen E und E1, die die Kühlringe umschliessen, unter dem Schacht verstellbar aufgehängt. Mit dem fahrbaren Herde H entstehen dadurch zwei verstellbare und freie ringförmige Lufteinströmungsöffnungen O und O1.

Textabbildung Bd. 281, S. 113
Die Absaugung der Gase bei geschlossener Gicht und das dadurch bedingte Eintreten der atmosphärischen Luft durch die beiden ringförmigen Oeffnungen O und O1 in den Schacht des Ofens erfolgt durch die Absaugerohre R und den Dampfinjector J.

Beim Verhütten von pulverisirtem Material wird der Flugstaub, sobald er mit den Dämpfen des Injectors in Berührung kommt, Ansätze an der Rohrwandung bilden. Um diese Ansätze entfernen zu können ohne Betriebsstörung, sind auf einem Wagen W, der auf Schienen läuft, zwei Rohre R1 montirt. Man ist dadurch in der Lage, sobald sich in einem Rohr Ansätze gebildet haben, dasselbe durch ein reines Rohr rasch auswechseln zu können und erster es zu reinigen.

Um die Flugstaubbildung nach Möglichkeit zu vermeiden, befindet sich in dem oberen Schacht ein Rohr D, welches sich durch vier Rippen P auf den Trichter V stützt und das bis unter die Glocke G reicht. Das pulverisirte Material wird durch die Klappe L in diesem Rohr D aufgegeben und dadurch unter die Absaugeöffnung des Ofens geleitet, während gröbere Materialien und Koks durch Vertheilen zwischen Trichter V und Glocke G und durch Heben der Glocke ausserhalb des Rohres D in den Ofenschacht gelangen. Um eine intensivere Dampfinjection zu erzielen, können mehrere Rohre R1 mit je einer Dampfdüse J, die aber alle von einem gemeinschaftlichen Absaugerohr R ausgehen und wieder in ein gemeinschaftliches Absaugerohr münden, angewendet werden.

Eine Vorrichtung an Zinkdestillirofen, die ein vermehrtes Ausbringen bewirken, sowie das Entweichen der zinkischen Gase an der Vorderseite des Ofens verhindern und das Abführen der schädlichen, Zinkdämpfe bezwecken soll, ist von A. Hawel in Godullahütte bei Morgenroth (Oberschlesien) vorgeschlagen worden (vgl. D. R. P. Nr. 57385 vom 23. December 1890).

Der gleiche Zweck ist bereits früher durch die Patente Nr. 7411, 28596 und 12768 angestrebt worden.

Nach Hawel's Einrichtung sollen je zwei vorn geschlossene Muffeln hinter der Ofenstirnwand ihre Destillirproducte zunächst in eine Kammer ableiten, die nur so gross ist, dass sie zwei Muffeln umfasst; von hier treten dann die Gase erst durch den Ballon in einen gemeinschaftlichen Sammelkanal und aus diesem in einen Schornstein.

Die Vorrichtung ist in Fig. 7 und 7a in der Stirnansicht mit bezieh. ohne Ballon, und in Fig. 8 im Querschnitt nach a-b-c-d dargestellt.

A ist die Muffel, B die Vorlage, aus welcher die Destillationsproducte in die Kammer C treten, und in dieser kleinen Kammer, in welcher unter der Kappe etwas höhere Temperatur wie in der Vorlage herrscht, werden die entweichenden Producte noch weiter abdestillirt und fliessen als metallisches Zink in die Vorlage B zurück, so dass auf die Weise ein erhöhtes Ausbringen erzielt wird. Die Kammer C ist vorn durch einen Façonstein D abgeschlossen. Dieser Façonstein ⌓ hat eine quadratische Oeffnung, in welcher ein ebensolcher Flansch einer conischen Düse eingepasst ist, auf welcher der untere Hals E des senkrecht stehenden Ballons F geschoben wird.

Die Gase passiren den Ballon F und treten aus der oberen Düse G, welche einen cylindrischen oder, wie aus |114| Fig. 7a zu ersehen ist, auch einen elliptischen Querschnitt haben können, und welche in einen Façonstein H gesteckt werden, welcher die Breite von etwa zwei Muffeln hat, in den gemeinschaftlichen Ableitungskanal J und von hier in den Schornstein K.

Die beim Abstechen des Zinks entstehenden Gase werden durch einen Schirm L abgefangen und durch die in dem Façonstein H befindlichen Löcher ebenfalls in den Kanal J abgeführt, so dass die schädlichen Gase nicht in die Hütte dringen können.

Der Ballon F kann durch einfaches Abziehen entfernt und sein Inhalt beim Umdrehen durch das obere Loch und durch die Düsen entleert werden.

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