Titel: Gueymar, über Speisung der Hohöfen mit heißer Luft.
Autor: Gueymar, Emil
Fundstelle: 1833, Band 49, Nr. XXXV. (S. 189–195)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj049/ar049035

XXXV. Ueber die Speisung der Hohöfen mit heißer Luft; von Hrn. Emil Gueymar, Ingenieur en chef des mines.

Aus dem Journal des connaissances usuelles. Julius 1833, S. 25.

Ich will der großen Vervollkommnung des Eisenhüttenwesens in Frankreich, welche dadurch erzielt wurde, daß man eine größere Masse Luft in die Hohöfen einführte und unvollkommene Maschinen durch zwekmäßigere Gebläse ersezte, nicht erwähnen. Eine andere eben so wichtige Verbesserung, die Speisung der Hohöfen mit heißer Luft, hat seit Kurzem ganz unerwartete Resultate geliefert. Die ersten Versuche damit würden in Frankreich auf einem Hohofen zu Vienne angestellt: ich beeile mich darüber einen amtlichen Bericht zu erstatten. Wir verdanken dieses wichtige Verfahren den Schottländern und es wurde zuerst auf den Eisenwerken zu Clyde angewandt.

Um die großen Vortheile, welche die Speisung der Hohöfen mit heißer Luft gewährt, nach ihrem ganzen Umfange würdigen zu lernen, brauchen wir nur den früheren Zustand der Hütte zu Vienne mit ihrem gegenwärtigen Standpunkte zu vergleichen.

Der Hohofen von Vienne befindet sich auf dem linken Ufer der Gere, in der Vorstadt Pont-Eveque) 30 Minuten von der Rhone entfernt.

Seine Triebkraft ist das Wasser dieses Flusses, welches ein 10 Fuß breites Wasserrad von 10 Fuß Durchmesser in Bewegung sezt. Zwei Kurbeln bewegen mittelst Hebeln die zwei Kolben der Blasemaschine. Die Cylinder sind doppeltwirkend; die Kolben haben 4 Fuß im Durchmesser und der Kolbenhub beträgt 3 Fuß 6 Zoll. Man schäzt die Kraft dieses Rades auf vierundzwanzig Pferde; zwei Pferdekräfte werden erfordert, um das Erz und die Kohlen auf die Gicht zu schaffen und zweiundzwanzig für das Gebläse.

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Im Jahre 1828 beschikte man die Gicht mit 200 Kilogr. Kohls (aus den Steinkohlen von den Gruben zu Rivedegier gewonnen), 175 Kilogr. Bohnenerz und 75 Kilogr. reinem Kalkstein (castine).

Die Kohls wurden in gewöhnliche Stüke zerschlagen ehe man sie auf die Gicht brachte und durch ein Sieb passirt, um die Lösche abzusondern.

Man machte 16 bis 18 Beschikungen per Post von 8 Kilogr. oder 50 bis 52 täglich.

Der Wind wurde durch zwei Formen zugeführt; die Düsen hatten im Anfange des Schmelzens 21 Linien Durchmesser; man vergrößerte denselben aber allmählich in dem Maße als sich der Ofen nach Unten erweiterte und bei dem Abstich oft auf 30 Linien.

Mit obigen Beschikungen erzeugte man 3,500 Kilogr. graues Roheisen, das weich und gut für Vermengungen war. Man hätte mehr gewinnen können, wenn das Product bloß zur Darstellung von Stabeisen hätte dienen sollen.

Der Aufwand an Brennmaterial betrug vom Anblasen des Ofens bis zum Abstich im Ganzen 275 Kilogr. und der Druk des Winde 3 Zoll 6 Linien am Manometer.

Ich habe die Ergebnisse vom Jahre 1828 angegeben, welche sehr genau sind und bis auf den heutigen Tag wenig Abänderungen erlitten. Bei dem lezten Ausschmelzen betrug der Brennmaterialverbrauch im Durchschnitt 275. Vom Jahre 1820 angefangen, wo der Hohofen errichtet wurde, bis 1830 verbrauchte man an Brennmaterial 309.

Ich will nun den Apparat beschreiben, durch welchen die in den Hohofen einzuführende Luft erhizt wird.

Röhren von 9 Zoll im Durchmesser sind in einer Höhe von anderthalb Meter über der Sohle des Ofens um seine Rauhmauer (masse) herum angebracht und haben im Ganzen eine Länge von 75 Fuß. Diese Röhren sind mit einem Mauerwerk aus Baksteinen umgeben, durch welches die Flamme und die Gasarten ziehen. In der Nahe des Regulators befindet sich ein Flammofen und zwei andere in der Nähe der Formen. Diese drei Flammöfen sind so angebracht, daß die Luft, welche diese 75 Fuß Röhren durchstreicht, gegen jede der beiden Formen (durch die sie dem Hohofen zugeführt wird) dieselbe Temperatur haben muß. Nach dieser leichten Skizze sieht man wohl ein, daß die Anordnung dieser Röhren um den Hohofen herum, an verschiedenen Orten auch nach dem für diesen Apparat disponiblen Raum abgeändert werden muß.

Die zu Viennes angewandten Röhren haben 6 Fuß Länge und 9 Linien Dike und sind mit Bändern versehen. Die Bänder sind |191| rauh und durch ein eisernes Schließblech mit Schrauben und Muttern vereinigt. Nachdem sie gelegt sind, klopft man äußerlich die Schließbleche, um alle Entweichung von Luft zu verhindern.

Man hat auch einige Compensatoren angebracht. Es sind dieß Röhren, welche in einander eingreifen, indem die eine ein männliches und die andere ein weibliches Ende hat. Sie sind abgedreht, so daß sie fest mit den Enden in einander passen. Zur Compensation hätte man aber besser Röhren mit männlichem Ende angewandt und sie durch einen fest anschließenden Muff (manchon) vereinigt.

Die Röhren des Apparates werden von gußeisernen Walzen getragen. Dieß ist ebenfalls eine Compensation, damit sie sich nicht losreißen oder von einander entfernen können.

Für die drei Flammöfen, welche die Röhren des Apparates erhizen, hat man nur einen einzigen Schornstein von 50 Fuß Höhe. Er muß so angebracht seyn, daß der Wind gegen die beiden Formen dieselbe Temperatur hat.

Die Flammöfen werden in Vienne mit kleinen Steinkohlen von Rivedegier gespeist. Sie verbrauchen in 24 Stunden davon 22 bis 24 Hectoliter, wovon einer 75 Kilogr. wiegt.

Das Mauerwerk, welches die Röhren des Apparates umhüllt, läßt dem Rauch und den Gasarten keinen hinreichenden Raum und ist auch nicht dik genug, so daß viel Wärme verloren geht. Wenn man diese Einrichtung später ein Mal verbessert, dürfte sich der tägliche Steinkohlenverbrauch auf 11 Hectoliter reduciren.

Die Röhren des Apparates werden nahe an der Formseite durch Flammöfen kirschrothglühend gemacht. Die Luft muß nämlich, wenn sie in den Hohofen tritt, die Temperatur des geschmolzenen Wies haben; man läßt daher oben in den Röhren nahe an den Düsen eine kleine Oeffnung, durch welche der Arbeiter einen Bleidraht einsenkt. Wenn er nicht schmilzt, muß man die Flammöfen stärker heizen.

Sowohl hinsichtlich des Brennmaterialverbrauches als auch der Eisenproduction binnen einer gegebenen Zeit findet ein ungeheuerer Unterschied Statt, je nachdem man den Hohofen mit kalter oder mit einer auf die Temperatur des geschmolzenen Bleies erhizten Luft speist. Wenn die Luft gegen die Düsen plözlich um 50, 100, 150 Centesimalgrade abnimmt, so erleidet der Gang des Ofens eine Veränderung und kann fehlschlagen. Die kirschrothe Farbe der Röhre und der Verbrauch von 22 bis 25 Hectoliter Steinkohlen in 24 Stunden sind die einzigen Anhaltspunkte der Arbeiter.

Ich schlage vor in der Nähe jeder Düse ein Pyrometer anzubringen, so daß der Arbeiter auf dem Instrument wie bei dem Manometer |192| ablesen kann. Dieses Pyrometer würde aus einer in die Röhre eindringenden Eisenstange bestehen, die auf das Ende einer Nadel wirken müßte, welche leztere nach der Ausdehnung und Zusammenziehung der Stange einen Kreisbogen beschreiben würde. Auf diesem Bogen könnte man vom Nullpunkt bis zur Temperatur des geschmolzenen Bleies Grade bemerken, wovon jeder 50 Centesimalgrade umfassen dürfte.

Damit die Röhren des Apparates in der Nähe der Flammöfen nicht schmelzen oder Risse bekommen, hat man sie mit einer Schichte feuerfesten Thons umhüllt. Der Thon könnte sich allerdings ablösen und wenn durch die Ungeschiklichkeit eines Arbeiters die Röhre beschädigt würde, so wäre es möglich, daß der Ofen sich verstopfte, ehe man der Sache abgeholfen hätte. Bei den Apparaten, die ich für alle Hohöfen in der Umgegend von Grenoble errichten lasse, bringe ich an demjenigen Theil der Röhre, welcher der größten Hize ausgesezt ist, einen Halbmuff an, mit einem Thonbett zwischen der Röhre und dem Muff. Dadurch glaube ich dann aller Besorgnisse überhoben zu seyn.

Der oben beschriebene Apparat war vom 25. Septbr. bis zum 6. Octbr. in Gebrauch, dann wurde eine der Röhren beschädigt und dieß zwang den Eigenthümer des Hohofens ihn wieder mit kalter Luft zu speisen. Damals erforderten 100 Roheisen 170 Kohks. Nach beendigter Reparatur fing man den 23. Octbr. wieder mit heißer Luft an; die Luft wurde wie früher auf die Temperatur des geschmolzenen Bleies gebracht und unter einen Druk von 3 Zoll 6 Linien. Den Düsen gab man aber 24 Linien Durchmesser anstatt 21. Sobald die Luft eingeführt war, verstopfte man mit feuerfester Erde alle Oeffnungen gegen die Düsen und betrieb den Ofen ohne nachzusehen, was gegen die Röhren zu vorgeht.

Ich glaube daß man nicht ohne alle Gefahr die kalte Luft plözlich durch solche von der Temperatur des geschmolzenen Bleies ersezen kann. Der Hohofen wurde bei den Formen und dem Arbeitsgewölbe beschädigt. Der Herd des Hohofens litt aber keinen Schaden und eben so wenig der obere Theil des Gestelles und die Rast.

In die Hohöfen in der Umgegend von Grenoble werde ich zuerst Luft von 101 Centesimalgraden einführen und erst, nachdem ihr Gang regelmäßig geworden ist, auf 200 und 300 Grad und bis zur Temperatur des geschmolzenen Bleies steigen. Ich erfahre dann den Rohlenverbrauch, der jeder Temperatur entspricht.

Wir haben oben gesehen, daß man beim Betriebe des Hohofens mit heißer Luft bloß den Durchmesser der Düsen änderte. Wir wollen nun zur Beschikung der Gicht und zu den Producten übergehen.

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Im Jahre 1828 beschikte man:

200 Kil. Kohks
174 Erz
75 reinen Kalkstein.

Im Jahre 1832 war die Beschikung bei Anwendung von kalter Luft:

232 Kil. Kohks
200 Erz
50 reinen Kalkstein.

Für graues Roheisen nahm man im Jahre 1832 bei Speisung mit heißer Luft:

500 Kil. Erz
232 Kohks
50 reinen Kalkstein.

Für weißes Roheisen:

287 Kil. Erz
232 Kohks
50 reinen Kalkstein.

Vom 13. bis zum 17. November, im Verlauf von 4 1/2, Tagen erhielt man 21,411 Kil. Roheisen mit 142 Beschikungen, daher 154 Kil. Kohks auf 100 Roheisen verbraucht wurden.

Zur Heizung des Apparates brauchte man 7,725 Kil. kleine Steinkohlen, welche 3,862 Kil. Kohks entsprechen (36 Steinkohlen auf 100 Roheisen).

Man erhielt also in vierundzwanzig Stunden 4,758 Kil. Roheisen.

Die Schmelzung vom 17. bis 18. November lieferte 5,984 Kil. Roheisen, mit einem Aufwand von 7,888 Kil. Kohks. Man machte 34 Beschikungen (Erzzuschlag 325 Kil.)

Am 21. Octbr. erhielt man bei Speisung mit kalter Luft 3,550 Kil. Roheisen, mit 9,048 Kil. Kohks.

Hieraus geht hervor:

1) Daß 100 Kil. Roheisen, mit kalter Luft behandelt, 254,87 Kohks verbrauchten.

2) Daß 100 Kil. Roheisen, mit Luft von der Temperatur des geschmolzenen Bleies behandelt, 131,82 Kil. Kohks erforderten.

Ferner verzehrte der Apparat zum Erhizen der Luft 23 Hectoliter oder 1,725 Kil. Steinkohlen, die 862 Kohks entsprechen.

100 Roheisen erforderten also 14,42 Kohks oder ihr Aequivalent an Steinkohlen, um die kalte Luft zu erhizen. Der Verbrauch an Kohks im Ganzen beträgt folglich für 100 Roheisen bei Anwendung heißer Luft 146,24 Kil. und man erspart auf 100 Roheisen 108,63 Kil.

Diese Resultate, welche aus den Registern des Hohofens und den Notizen, die ich während meines Aufenthaltes zu Vienne niederschrieb, |194| ausgezogen sind, lassen nichts zu wünschen übrig. Man wird vielleicht sagen, daß innerhalb weniger Tage keine große Regelmäßigkeit Statt findet; dagegen muß ich aber bemerken, daß der Ofen erst seit einigen Tagen im Gang ist; daß die Beschikung für weißes oder graues Roheisen ohne allmählichen Uebergang eingebracht wurde und daß man die Formen und das Arbeitsgewölbe ausbessern mußte. Diese kleinen Abweichungen andern in den Ansichten der Metallurgen über die Wichtigkeit dieser Entdekung in der Hauptsache nichts.

Seit einigen Tagen hatte man den Druk des Windes vermindert, ohne den Durchmesser der Düsen zu ändern. Dieser Druk betrug nur noch 2 Zoll 3 Linien anstatt 3 Zoll 6 Linien. Mit diesem Druk erhielt man die angegebenen Resultate seit dem 13. November. Ich habe den Hohofen bei dem Druk von 3 Zoll 6 Linien nicht selbst gesehen.

Ein wichtiger Umstand ist auch noch die Ersparung an Kalkstein, denn für 287 bis 300 Erz verbraucht man davon nicht mehr als für 200. Man erspart also 25 Kil. Kalkstein bei jeder Beschikung oder die Hälfte der vorher angewandten Menge. Bei Speisung des Hohofens mit heißer Luft erhielt man sogleich ganz andere Schlaken. Sie gleichen vollkommen denjenigen der Hohöfen, welche mit Holz betrieben werden und kommen ihnen auch in ihrer Zusammensezung nahe. Es ist dieß eine unvermeidliche Folge des Kieselerdeverhältnisses.

Nach den angeführten Versuchen ist es keinem Zweifel mehr unterworfen, daß man alle Hohöfen, die mit Kohks betrieben werden, mit dem besten Erfolge mit heißer Luft speisen kann.

Wird man aber in Bezug auf die Ersparung an Brennmaterial bei Anwendung heißer Luft anstatt kalter, ein constantes Verhältniß finden? Nach allen in Schottland und England angestellten Versuchen erspart man 3/8 an Brennmaterial und hier fanden wir über 3/8. Ich glaube daß dieses Verhältniß kein constantes seyn kann und daß die höchste Ersparung sich bei denjenigen Hohöfen zeigen wird, welche bei Anwendung kalter Luft, unter übrigens gleichen Umständen, das meiste Brennmaterial verbrauchen. Auf Hütten, wo die Einrichtung des Hohofens höchst zwekmäßig ist und eine sehr große Sorgfalt bei seiner Leitung angewandt wird, kann sich natürlich keine so große Ersparniß ergeben. Wenn man aber auch nur 1/4 an Brennmaterial ersparen würde, so wäre diese Entdekung schon sehr schäzbar.

Die Herren Taylor de Lunont und Beugon, welche auf das englische Verfahren in Frankreich ein Brevet d'importation erhielten, hatten die Gefälligkeit mir alle Erfahrungen mitzutheilen, die man in Großbritannien hinsichtlich der Anwendung heißer Luft gemacht hat Dieses Verfahren läßt sich noch mit größerem Vortheil |195| bei den Wilkinson'schen Oefen anwenden als bei den Hohöfen, indem man bei denselben 4/8 an Brennmaterial erspart. Man bringt über der Flamme des Wilkinson'schen Ofens zwei durchlöcherte Linsen an, die mit senkrechten Röhren in Verbindung stehen; die verlorene Flamme erhizt diesen Apparat; die kalte Luft gelangt in die erste Linse, streicht durch die senkrechten Röhren, durchlauft die zweite Linse und gelangt von da durch andere längs des Ofens angebrachte Röhren zu der Form.

Ich bin nach den bisherigen Erfahrungen überzeugt, daß man die heiße Luft mit eben so großem Vortheile auch bei den Hohöfen die mit Holzkohlen betrieben werden, so wie beim Frischen des Roheisens auf Stabeisen und Stahl mittelst Holzkohlen, ferner bei anderen Hüttenprocessen und bei der Behandlung der gold- und silberhaltigen Handelsgegenstände in den Krummöfen wird anwenden können.

Nach den aus Schottland und England mir zugekommenen Mittheilungen leiden die Hohöfen bei Anwendung heißer Luft auch nicht mehr Schaden als bei dem gewöhnlichen Verfahren. Daß der Hohofen zu Vienne mehr beschädigt wurde, kommt wahrscheinlich nur daher, daß man die Luft sogleich ganz heiß einführte, den Druk derselben und das Verhältniß der Beschikung ohne allmählichen Uebergang bedeutend abänderte u.s.w.

Dieses Verfahren gewährt aber nicht nur in Bezug auf das Brennmaterial Vortheile. Das Roheisen wird auch merklich besser, sobald heiße Luft in den Hohofen eingeführt wird. Man hat diese Bemerkung in Großbritannien gemacht und die Producte zu Vienne bestätigen sie.

Durch diese Entdekung wird man ferner höchst wahrscheinlich im Stande seyn den Anthracit, die trokenen oder sehr wenig bituminösen Steinkohlen und trokenes Holz zum Ausschmelzen der Eisenerze zu benuzen.

Für den Heizapparat der Röhren eignet sich jede Art von Brennmaterial, kleine, sogar schwefelkieshaltige Steinkohlen, Anthracit, alle Arten von Lignit, schlechtes Holz, Reisig u.s.w.

Für unsere Waldungen wird diese Entdekung endlich von den wichtigsten Folgen seyn; da das Holz in ganz Frankreich sehr sparsam vorkommt, so kann man sich nicht genug beeilen das neue Verfahren auf allen Hohöfen einzuführen.

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