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Ofen zur Herstellung von Kalkstickstoff.
Die bis jetzt gewöhnlich gebrauchten Öfen zur Herstellung von Stickstonverhindungen durch Überleiten von Stickstoff über Karbid, z. B. zur Herstellung von Kalkstickstoff aus Kalziumkarbid und Stickstoff, bestehen aus einem zylindrischen. wärmeisolierten Gefässe, das an seinem oberen Ende durch einen Deckel geschlossen ist. Solche Öfen weisen mehrere Übelstände auf ; insbesondere verbrauchen sie viel elektrische Energie und erfordern eine
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beruht, dass der Ofen auf eine sehr niedrige Temperatur'gekühlt werden muss, ehe eine neue Beschickung eingebracht werden kann.
Es sind ferner für verschiedene metallurgische und chemische Zwecke elektrische Öfen bekannt, welche eine heb-und senkbare Ofensohle oder eine in der Ofensohle vorgesehene, aus einem heb-und senkbaren Stempel o. dgl. bestehende Beschickungvorrichtung besitzen, die die Beschickung während der Reaktion in Berührung mit den Ofenwänden durch den Ofen hindurchbefördern.
Solche bekannte Ofenkonstruktionen können aber für die Herstel'ung von Kalksticktoff nicht mit Vorteil benutzt werden, indem bei dieser Herstellung einerseits das Karbid derart im Ofen beschickt werden muss, dass der Stickstoff von allen Seiten Zutritt hat, andrerseits das fertige Produkt einen massiven Block bildet, dessen Herausnahme aus dem Ofen unmöglich werden würde, wenn er während seiner Bildung mit den Ofenwänden in Berührung kommt, da er an diesen Wänden infolge der teilweisen Sinterung des Zyanamids fest anhaften würde.
Vorliegende Erfindung betrifft nun einen Ofen mit heb-und senkbarer Ofensohle, der aus einer fest aufgestellten, oben geschlossenen Retorte bestehend, besonders für die Herstellung von Kalkstickstoff bestimmt ist und bequem beschickt und entleert werden kann. Gemäss der Erfindung ist der Ofen zweckmässig als eine glockenförmige Retorte ausgebildet, unter der die heb-und senkbare, die Karbidbeschickung tragende Ofensohle derart angeordnet ist, dass die Beschickung mit den Wänden der Retorte nicht in Berührung kommt, wobei die Ofensohle während der Reaktion gegen die Unterkante der Retorte abgedichtet ist, nach Beendigung der Reaktion dagegen gesenkt wird, um den fertigen Kalkstickstoff aus dem Ofen herauszubefördern.
In der Zeichnung sind in Fig. i und 2 zwei nach dieser Erfindung ausgefÜhrte Öfen in senkrechtem Schnitt dargestellt.
In Fig. I bezeichnet 1 die fest errichtete Kammer, die zweckmässig als eine Glocke oder ein oben geschlossener Zylinder ausgeführt ist. 2 ist die Ofensohle, welche mittels eines hydraulischen Kolbens 3, einer Schraube, Zahnstange o. dgl. heb-und senkbar ist.
Die erforderliche Dichtung zwischen der Unterkante der Kammer 1 und der Sohle 2, wenn sich diese letztere in ihrer höchsten Lage befindet, wird mit Hilfe eines Sandverschlusses oder dgl. bewirkt. Die Kammer 1 ist gemäss der Zeichnung unmittelbar auf dem Fussboden der Fabrik aufgestellt, wobei unterhalb des Fussbodens ein Kanal solcher Tiefe vorgesehen ist, dass die Ofensohle nebst der darauf angebrachten Beschickung unterhalb der Kammer auf einem auf Schienen laufenden Wagen 5 fahrbar ist. Statt eine solche Aufstellung zu benutzen, kann man auch die Kammer l in solcher Höhe oberhalb des Fussbodens anbringen, dass der Wagen 5 auf in dem Fussboden vorgesehenen Schienen unterhalb der Ofenkammer fahrbar wird. Der Wagen 5 kann gegebenenfalls mit der Ofensohle 2 fest verbunden sein.
Ein Zufluss 6 für Stickstoff kann an beliebiger Stelle in der Ofenwand, z. B. im obersten Teil des Ofens, wie in der Zeichnung dargestellt ist, oder auch in der Ofensohle 2 angeordnet sein. Die zur Durchführung der Reaktion erforderliche Erhitzung kann mittels beliebiger elektrischer Heizvorrichtungen bewirkt werden, z. B. durch die in der Karbidmasse in bekannter Weise eingelegte Widerstandsleiter oder durch Lichtbögen in dem freien Raume der Kammer 1 oberhalb der Besckickung oder durch in der Ofensohle vorgesehene Wider-standsleiter. In der Zeichnung ist zu diesem Zwecke in dem freien Raume der Kammer 1 ein Widerstandsleiter 7 vorgesehen, die Erfindung ist aber auf die Verwendung einer solchen Einrichtung nicht beschränkt.
Das Arbeitsverfahren bei dem beschriebenen Ofen ist folgendes :
Die Ofensohle wird auf dem Wagen 5 nach einem an beliebiger Stelle vorgesehenen Beschickungsplatz befördert und dann auf ihr ein Korb oder eine Retorte zur Aufnahme des Karbides angebracht. Dieser Korb oder Retorte kann in bekannter Weise aus einem Behälter 8 aus Eisenstäben, durchlöchertem Blech oder Drahtgewebe bestehen, und wird
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innen gegebenenfalls mit einem Futter 9 aus Pappe oder Papier versehen, um das Herausfallen der Karbidmasse aus dem Behälter oder deren Festbrennen an dem Behälter während der Reaktion zu verhindern.
Nachdem der Behälter 8 mit Karbid beschickt worden ist, wird er auf dem'Wagen 5 unter die Kammer 1 vorgeschoben, worauf die Ofensohle 2 nebst der darauf befindlichen Beschickung mittels des Kolbens 3 in die in der Zeichnung
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und gleichzeitig Stickstoff in den Ofen eingelassen wird, solange die Reaktion dauert. Wenn die Reaktion beendet ist, wird die Stickstoffzufuhr unterbrochen, worauf die Ofensohle 2 nebst dem darauf befindlichen Kalziumzyanamidblocke gesenkt und auf dem Wagen 5 hinwegbefördert wird. Eine neue Ofensohle mit darauf angebrachter Beschickung, welche inzwischen fertiggestellt worden ist, wird jetzt unter die Kammer vorgeschoben und mittels des Kolbens. 3 emporgehoben : worauf der elektrische Strom wieder geschlossen und die Stickstoffzufuhr geöffnet wird, so dass die Arbeit im Ofen praktisch ununterbrochen stattfinden kann.
Der in Fig. 2 dargestellte Ofen unterscheidet sich von dem in Fig. i dargestellten hauptsächlich darin, dass er mit Einrichtungen zur kontinuierlichen Einführung des Karbides in den Ofen in dem Masse, wie die Reaktion fortläuft, versehen Ist. Zu diesem Zwecke ist im obersten Teil des Ofens ein Beschickungstrichter 10 mit einer drehbaren, mit Taschen
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in den Ofen gebracht werden kann. Der genannte Trichter kann selbstverständlich durch andere äquivalente Speisevorrichtungen ersetzt werden. In dem oberen Teile des Ofens ist ein Widerstandsleiter 12 zwecks Heizung des Ofens auf elektrischem Wege vorgesehen. Im Übrigen ist der Ofen im wesentlichen wie der in Fig. i dargestellte ausgeführt.
Die Herstellung von Kalziumzyanamid in dem in Fig. 2 dargestellen Ofen geschieht die folgender Weise : Der Ofen wird zunächt auf eine entsprechende Temperatur durch elektrische Heizung oder durch Verbrennung von Gas oder Kohle erhitzt. Der leere Behälter 8 wird dann auf der Ofensohle : 2 angebracht, der Ofen wird- geschlossen und mit Stickstoff gefüllt,
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auf einmal in den Ofen eingeführt wird, wird dasselbe fast augenblicklich auf die Reaktionstemperatur durch die Wärmestrahlen von den Wänden des Ofens und durch die im Ofen befindlichen elektrischen Heizvorrichtungen gebracht. Bei der Reaktion wird Wärme entwickelt, so dass das Karbid, das in den Ofen eingeführt wird, nachdem die Reaktion begonnen hat, auch unmittelbar durch Leitung von dem darunterliegenden fertigen Kalziumzyanamid erhitzt wird.
Bei passender Regelung der elektrischen Heizvorrichtung kann die Behandlungszeit bei einer Beschickung gegebener Grösse gegenüber einem Ofen nach Fig. i wesentlich reduziert werden, indem die Temperatur höher gehalten werden kann und das Sintern des Materials in diesem Falle keine schädliche Wirkung hat, da das in Reaktion befindliche Material. sich immer in der obersten Schicht der Beschickung befindet. Wenn der Behälter 8 gefüllt ist, wird er durch Hinabsenkung der Ofensohle aus dem Ofen herausgenommen und dann nach einem Kühlraum befördert.
Ein leerer Behälter 8 wird dann auf die Ofensohle gebracht und der Ofen geschlossen, worauf der Prozess wieder beginnen kann, wie oben beschrieben ist : Selbstverständlich kann man, um Zeit zu gewinnen die Ofensohle samt dem darauf befindlichen Behälter nach dem Kühlraum befördern und für die nächste Beschickung eine andere Ofensohle benutzen, welche dann in Bereitschaft gehalten wird, so dass sie sofort nach der Entfernung der fe tigen Beschickung in Arbeits- lage gebracht werden kann.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ofen kann man auch mit Vorteil eine elektrische Heizvorrichtung in der Ofensohle, z. B. in der Form einer in der Oberfläche der Ofensohle eingebetteten schwer schmelzbaren Widerstandsmasse anbringen, so dass das Karbid auch bei der Einleitung des Prozesses durch direkte Wärmeleitung von der Ofensohle erhitzt und die Reaktion dadurch leichter herbeigeführt werden kann.
Die Vorteile, welche durch die vorliegende Erfindung gewonnen werden, - bestehen einerseits in dem Zeitgewinn, welcher dadurch erreicht wird, dass man nicht die Abkühlung des Ofens abzuwarten braucht, ehe eine neue Beschickung eingeführt wird, welche Kühlperiode bei den bis jetzt allgemein verwendeten Zynamidöfen etwa sechs Stunden beträgt, andrerseits darin, dass die Reaktion selbst schneller und mit geringerem Verbrauch von elektrischer Energie durchgeführt werden kann, indem die Wände der Kammer 1 auf der Innenseite bei der Beendigung der Reaktion eine Temperatur von wenigstens I0000 C haben und daher zu der Erhitzung der neuen Beschickung kräftig beitragen können.
Ferner wird die Explosionsgefahr wesentlich verringert, weil der Ofen auch während des Umtausches der Beschickung mit Stickstoff gefüllt gehalten und dadurch das Eindringen von Luft verhindert werden kann. Ferner kann eine zufriedenstellende Wärmeisolierung ohne
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besondere Schwierigkeit vorgesehen werden, indem der Hauptteil des Ofens auch während des Umtausches der Beschickung stillstehend bleibt und somit vollständig in wärme- isolierendem Material eingebaut werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die
Handarbeit gegenüber den bis jetzt in Gebrauch befindlichen Öfen zur Herstellung von
Kalziumzyanamid vermindert und vereinfacht wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
Ofen zur Herstellung von Kalkstickstoff aus Kalziumkarbid und gasförmigem
Stickstoff bei dem eine'fest aufgestellte, oben geschlossene Retorte eine heb-und senkbare 'Sohle besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der zweckmässig glockenförmigen
Retorte die die Karbidbeschickung tragende Ofensohle derart angeordnet ist, dass die
Beschickung mit den Wänden der Retorte nicht in Berührung kommt, wobei die Sohle
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ist, dagegen nach beendeter Reaktion gesenkt wird, um den fertigen Kalkstickstoff aus dem Ofen herauszubefördern.