Titel: Apparat zur Speisung der Hochöfen mit heißer Luft.
Autor: Voltz,
Fundstelle: 1834, Band 52, Nr. XXIV. (S. 100–106)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj052/ar052024

XXIV. Auszug aus dem Berichte, welchen Hr. Voltz, königl. französ. Oberbergingenieur, über den Apparat erstattete, dessen man sich an der königl. würtembergischen Gießerei in Wasser-Alfingen zur Speisung der Hochöfen mit heißer Luft bedient.14)

Aus den Annales des mines T. IV., im Bulletin de la Société d'encouragement. November 1833, S. 393.

Mit Abbildungen auf Tab. II.

Das königl. würtembergische Hüttenwerk Wasser-Alfingen, welches aus zwei in der Mitte einer großen Gießerei und mehrerer anderer Gewerke befindlichen Hochöfen besteht, liegt an der Kocher, eine halbe Meile von dem kleinen Städtchen Aalen und 16 Meilen von Stuttgart entfernt.

Von den beiden Hochöfen, von denen der eine den Namen Wilhelm, der andere hingegen den Namen Friedrich führt, wurde ersterer bis zum 15. Mai 1833 mit kalter, lezterer hingegen schon seit dem December 1832 mit heißer Luft betrieben. Auf beiden werden hauptsächlich Gegenstände aus Gußeisen erzeugt, welche im Handel sehr geschäzt sind.

Die Höhe dieser Oefen beträgt 9,18 Meter (32 würtembergische Fuß); beide haben zwei Gebläsröhren oder Formen, und beide werden mit Holzkohlen betrieben. Die Gicht hat 1,435 Meter (5 F.) im Durchmesser. Der Schacht ist bis zu den Rosten oder Kappen rund; der größte Durchmesser des Bauches oder Kohlensakes beträgt 2,44 Meter (8 würtemb. Fuß). An dem Hochofen Wilhelm hat das Gestell oben einen Durchmesser von 0,646 Meter 2 1/4 F.) in der Höhe der Röhren oder Formen hingegen einen Durchmesser von 0,267 Met. (1 2/3 F.); die Höhe desselben beträgt 1,435 Met. (5 F.)

Das Erzgemenge oder die Gattirung, die man in diesen Oefen verschmilzt, besteht aus einem Theile Bohnerz und 4 Theilen eines |101| sehr feinkörnigen, eisenschüssigen Oolithes, einer Art von Wiesenerz, welche im Durchschnitte 31,50 Proc. Eisen gibt, und dem Eisenerze von Hayange, Dept. de la Moselle, sehr ähnlich ist. Der Friedrich's Ofen verbrauchte bis in die lezte Zeit zur Ausbringung von 100 Pfund Eisen im Durchschnitte 185 Pfd. Kohlen: nämlich 9,87 Kubikfuß Buchenkohlen, wovon einer im Durchschnitte 10,125 Pfd. wog, und 13,13 Kubikfuß schlechte Tannenkohlen, von denen einer 6 1/2 Pfund wog; dieß ist wenigstens der Durchschnitt der lezten Schmelzperiode oder Campagne, welche 207 Wochen dauerte. Der Wilhelm's Ofen verbrauchte gewöhnlich etwas weniger Kohlen; denn er verbrauchte in der lezten Schmelzperiode von 242 Wochen im Durchschnitte zur Ausbringung von 100 Pfd. Gußeisen 176 1/2 Pfd. Kohlen.

Fig. 1 ist ein senkrechter Lingendurchschnitt des Apparates nach der Linie AB des Grundrisses.

Fig. 2 ist ein Grundriß desselben.

Fig. 3 ein Querdurchschnitt nach der Linie CD des Grundrisses, aus welchem man die Einrichtung der Röhren und ihrer Kniee ersieht.

Fig. 4 endlich ist ein horizontaler Durchschnitt in der Höhe der Linie EF in Fig. 3.

An allen diesen Figuren beziehen sich gleiche Buchstaben auf gleiche Gegenstände.

A ist der obere Theil des Ofens.

B die Gicht.

C eine gußeiserne Fütterung, welche die Auskleidung des Ausschnittes bildet, durch welchen der zur Erhizung der Gebläsluft oder des sogenannten Windes dienende Theil der Gichtflamme tritt.

D ein Flügel des Theiles C, welcher zum Befestigen oder Fixiren dieses Theiles in dem Mauerwerks der Gicht dient.

E der Boden des Ofens, in welchem die Gebläsluft erhizt wird.

F die vordere Mauer des Ofens.

G zwei Mauern, die die inneren und seitlichen Wände des Ofens bilden, und welche die Röhren K, in denen die Gebläsluft erhizt wird, tragen.

H das Innere des Ofens, in welchem sich die Röhren K befinden, und in den durch den Ausschnitt C ein Theil der Gichtflamme, die dann durch den Rauchfang Q entweicht, eintritt.

I sind gußeiserne Platten, auf denen die Röhren K ruhen.

K gußeiserne Röhren, in welchen die Gebläsluft erhizt wird, und welche im Lichten 0,178 Meter (6 3/5 Zoll) im Durchmesser, und |102| eine Dike von 2/5 Zoll haben. Solcher Röhren sind 16 angebracht; die Luft durchströmt dieselben nach der Ordnung ihrer Nummern; sie geht durch die doppelten Kniee M, um von einer Röhre in die andere zu gelangen, und tritt an der Seite der Mauer G ein und aus. Die kalte Luft tritt bei der Röhre No. 1 ein; die heiße Luft hingegen tritt bei der Röhre No. 16 aus.

L sind die Halsringe oder Erweiterungen der Enden der Röhren K, welche zur Aufnahme der Kniee M dienen. Der leere zwischen L und M befindliche Raum beträgt beiläufig 15 Millimeter, und ist mit einem eigenen Kitte ausgefüllt.

M Kniee oder gebogene, gußeiserne Röhren, welche in die Halsringe L der Röhren K einpassen, und mittelst der Drukschrauben a, Fig. 1, festgemacht sind.

N ist eine Mauer, die den Raum der Kniee M vollkommen schließt.

O der Raum zwischen den Mauern C und N, der mit Ziegeltrümmern und anderen schlechten Wärmeleitern ausgefüllt wird. Man sieht hieraus, daß die Verbindungsstellen der Kniee mit den Röhren K keiner so starken Hize ausgesezt sind, wie diese lezteren.

P eine gußeiserne Platte, welche oben mit einem Mauerwerke b von geringer Dike bedekt ist, und den Ofen von Oben schließt.

Q der Rauchfang, durch welchen die durch C eingetretene Flamme wieder austritt.

R eine gußeiserne Platte, an welcher sich rings um die Oeffnung des Rauchfanges eine Erweiterung befindet, auf die man den Dekel S sezen kann.

S der Dekel des Rauchfanges, welcher an dem Hebel c aufgehängt ist, und den man mit Hülfe der Stange d mehr oder weniger schließen oder öffnen kann.

T sind Thüren oder Schieber, womit der Eingang in den Ofen bei C mehr oder weniger geschlossen oder geöffnet werden kann.

V seitliche Oeffnungen, durch welche die Schieber T in den Ofen gelangen. Diese Oeffnungen sind breiter, als die Thüren, so daß ein beiläufig 5 Centimeter breiter Raum bleibt, durch welchen die Luft in den Ofen eindringt, und daselbst die Verbrennung des Kohlengases bewirkt, wodurch die Hize bedeutend erhöht wird.

W die obere Oeffnung des Ofens.

X die hinteren Ofenthüren. Der Gichtstrom sezt auf den Röhren K viel Sand ab, so daß man dieselben, wenn ihre Erhizung nicht leiden soll, wöchentlich 2 bis 3 Mal reinigen muß. Diese Reinigung geschieht durch die Oeffnungen bei W und X.

|103|

Y endlich ist die Oeffnung, bei welcher man den Sand herausschafft.

Bemerkungen.

Am Austritte der Röhre No. 16, welche beiläufig noch um 2 Fuß weiter reicht, wird die Gebläsluft oder der Wind durch ein Knie bis zum Boden der Platform des Ofens geführt; hier theilt sich die Röhre gabelförmig: der eine Arm wendet sich nach Rechts, um sich unter mehreren Krümmungen an die rechte Gebläsröhre oder Form zu wenden; der linke Arm hingegen begibt sich an die linke Form.

Der auf der Platform befindliche Theil der Röhren ist mit einem Mauerwerke von beiläufig 1 1/2 Fuß im Durchmesser umgeben. Jene Theile, welche an die Formen herabsteigen, befinden sich außerhalb diesem Mauerwerke, und sind mit vierekigen Bretterverschlägen von 1 1/2 Fuß im Gevierte, welche mit schlechten Wärmeleitern ausgefüllt sind, umgeben.

Die Röhren werden mittelst eines eigenen Kittes und mittelst kupferner Ringe mit einander verbunden. Dieser Kitt besteht aus Eisenfeile, die man mit so viel fettem und feuerfestem Thone abknetet, als nöthig ist, um dem Gemenge die gehörige Bindekraft zu geben. Man sezt hiebei so viel Essig zu, daß der Teig ziemlich dik wird. Dieser Kitt ist vortrefflich; er erhärtet schnell, bekommt keine Sprünge, und erleidet selbst in großer Hize keine Veränderung.

Die Enden der einzelnen Windleitungsröhren sind mit Rändern versehen, die mittelst Schrauben mit einander verbunden werden, wobei man zwischen diese Ränder einen Ring aus weichem Kupfer von beiläufig 12 Millimeter Dike legt. Sind nämlich die Schraubenmuttern stark angezogen worden, so plattet sich das Kupfer zwischen den beiden Rändern ab, und bildet auf diese Weise ein luftdichtes Gefüge, welches nur mehr mit dem beschriebenen Kitte verstrichen zu werden braucht.

Dieser Ofen ist in seiner Einrichtung dem Friedrich's Ofen, in welchem der Wind oder die Gebläsluft eine Temperatur von 165 bis 210° R. erlangt, ohne daß die Röhren mehr als schwach kirschroth glühend würden, sehr ähnlich. Die ganze Länge der dem Feuer des Ofens ausgesezten Röhren beträgt 18,73 Met. oder 65,60 Fuß; die Länge jeder einzelnen Röhre zwischen den Mauern GG hingegen beträgt 1,18 Met. oder 4,10 Fuß.

Die ganze Einrichtung dieses Apparates ist so gut getroffen, daß er durch die Einwirkung des Feuers kaum irgend einen Schaden leidet; jener an dem Friedrich's Ofen, der nun 23 Wochen arbeitet, hat noch nicht die geringste Veränderung erlitten, und gab bis zum 16. März 1833 auch nicht den geringsten Verlust an Wind |104| oder Gebläsluft. Die Ausdehnung der Röhren durch die Hize erzeugte gar kein Hinderniß; wahrscheinlich, weil einerseits die Temperatur desselben nicht übermäßig erhöht wird, und weil ihnen andererseits sowohl in dem Mauerwerke, als in dem Bretterverschlage, womit sie umgeben sind, hinlänglicher Spielraum gestattet ist.

Der Ofen war bereits 7 Wochen in Gang, als man den Wind zu erhizen anfing, und er verbrauchte um diese Zeit, wie bei früheren Campagnen 174 Pfd. Holzkohlen auf 100 Pfd. Gußeisen: ein Verhältniß welches nur sehr wenig unter dem mittleren Durchschnitte stand. Die Temperatur der Gebläsluft wurde anfänglich nur auf 120° R. erhöht, und doch verbrauchte man schon in der zweiten Woche der Anwendung des warmen Windes nur mehr 137 Pfd. Kohlen auf 100 Pfd. Gußeisen; später sank der Kohlenverbrauch selbst bis auf 120 Pfd. herab. Der Verbrauch an Kohlen nahm in dem Maße ab, als die Temperatur des Windes erhöht wurde; gegenwärtig ist die Temperatur auf 165 bis 210° R. erhöht, und der Kohlenverbrauch verminderte sich im Durchschnitte auf 113 Pfd. Kohlen per 100 Pfd. Gußeisen, d.h. er beträgt nur mehr 0,643 von dem Verbrauche vor der Einführung der heißen Luft.

Außer der Erwärmung der Gebläsluft wurden jedoch bei dieser neuen Campagne auch noch zwei andere Veränderungen an dem Friedrich's Ofen angebracht. Die sogenannte Rast hatte früher eine Neigung von 40°; man vermehrte sie auf 60°; das Gestell wurde um 2 bis 3 Zoll weiter und um 6 Zoll niedriger gemacht. Ueberdieß wurden die Schichten oder Gichten bedeutend vergrößert; denn die Kohlengichten wurden von 22,87 Kubikfuß auf 31,22 Kubikfuß Kohlen vermehrt, während die Erzgichten anfangs um eben so viel, später aber von 70,9 Pfd. auf 102 Pfd. im Durchschnitte erhöht wurden. Die Vergrößerung der Gichten wurde deßhalb vorgenommen, damit dieselben nicht so oft wiederholt werden müssen, und damit die Oeffnung C, welche im Augenblike des Aufgebens immer etwas verlegt wird, längere Zeit über frei bleibt, so daß die Erwärmung der Gebläsluft weniger beeinträchtigt wird.

Daß der bedeutende Unterschied in dem Verbrauche an Kohlen nicht diesen Veränderungen in der Zustellung und in der Quantität der Gichten zuzuschreiben ist, ist offenbar; denn der Ofen ging vorher 6 Wochen lang mit kalter Luft, ohne daß der Verbrauch an Kohlen in der vierten und fünften Woche geringer gewesen wäre, als bei den früheren Campagnen. Die Resultate besserten sich im Gegentheile plözlich, sobald man den Ofen mit warmer Luft betrieb.

Bei dem Betriebe des Ofens mit warmer Luft mußte man auch das Gebläse schneller wechseln machen. Das Manometer deutete früher |105| eine Wassersäule von beiläufig 0,316 Meter oder 11 Zoll als den Druk der kalten Luft an; der Druk der erhizten Luft hingegen ist gegenwärtig einer Wassersäule von 0,40 Meter oder von 14 Zollen gleich. Der wöchentliche Verbrauch an Kohle erlitt übrigens bei dem Betriebe des Hochofens mit erhizter Luft keine merkliche Veränderung; dafür stieg aber das erzeugte Gußeisen, dessen Quantität in der sechsten Woche 527 Centner betrug, in der achten Woche auf 676, in der neunten auf 725, und seit die Temperatur der Gebläsluft beständig über 165° beträgt, auf 734 Centner.

Der Gang des Ofens wurde durch diese Einrichtungen bedeutend verbessert, und eben so gewann auch die Güte des Gußeisens, welches sich nun besser beschikt, und reinere Abdrüke gibt, indem sich, obschon dasselbe sehr kohlenstoffhaltig ist, doch kein Graphit mehr absezt. Der Gang des Ofens ist regelmäßiger; die Schlaken sind im Allgemeinen besser verglast und flüssiger.

Diese schönen Resultate bewogen die königl. Hüttenadministration an dem Wilhelm's Ofen dasselbe Verfahren in Gang zu bringen. Dieser arbeitet bereits auch wirklich schon 82 Wochen auf diese Weise, wobei besonders zu bemerken, daß zur Erbauung des Ofens sowohl, als zur Herstellung des übrigen Apparates nur ein Monat Zeit erforderlich war.

Am 15. Mai 1835 Abends 4 Uhr gelangte keine kalte Luft mehr in den Ofen, sondern man ließ dieselbe durch den zu ihrer Erhizung bestimmten Apparat strömen. Die Kohlengicht bestand aus 23 Kubikfuß Kohlen; die Erzgicht aus 77,50 Kubikfuß, ein Verhältniß, welches genau noch den kleinen Gichten entsprach, die man den Tag zuvor bei dem Betriebe des Ofens mit kalter Luft befolgte. Die Räder des Gebläses machten damals 7 Umgänge in der Minute, und das Manometer des Wilhelm deutete einen Druk von 1,05 Fuß an. Die Schlaken waren nicht gehörig verglast, und hatten eine dunkelgrüne Farbe; das Gußeisen hatte einen Stich ins Weißliche; kurz Alles deutete darauf hin, daß die Erzgicht vermindert werden müsse. Um 5 Uhr deutete das Manometer schon einen Druk von 1,40 Fuß an; die Räder machten nur mehr 6 Umgänge in der Minute, und das Thermometer der Gebläsluft gab 78°; dabei waren die beiden Formen leuchtender geworden, und die Schlafen besser in Fluß gerathen.

Am folgenden Morgen war das Gußeisen grau, und übermäßig mit Graphic überladen, was bei dem Schmelzprocesse mit heißer Luft auf eine zu schwache Beschikung mit Erz hinzudeuten schien, und wahrscheinlich nicht mehr Statt finden wird, wenn man die Beschikung mit Erz erhöht haben wird, indem man am Friedrich's |106| Ofen diese Erscheinung nie beobachtete. Die Schlafen waren vollkommen verglast, und hatten eine graulich violette Farbe, die gewöhnlich auf einen sehr guten Gang des Ofens hindeutet. Man erhöhte daher die Erzgicht auf 80 Pfd.; die Temperatur der Gebläsluft betrug 165°, und Tags darauf, bei der Abreise des Hrn. Voltz, wo das Gußeisen sowohl, als die Schlafen noch von gleicher Beschaffenheit waren, war die Erzgicht auf 85 Pfd. erhöht worden.

Die Form des Wilhelm Ofens bestehen aus einem sehr reinen, feinkörnigen Sandsteine; jene des Friedrich Ofens sind aus Kupfer und doppelt oder hohl gebaut, so daß sie durch einen Wasserstrom, der durch ihre innere Höhlung läuft, abgekühlt werden können. Erstere werden zwar häufige Reparaturen erfordern, die jedoch mit gutem feuerfestem Thone ohne weitere Schwierigkeiten möglich seyn dürften; man bedient sich ihrer z.B. mit großem Vortheile an den Hochöfen zu Hausen und zu Albruk im Badenschen, die bereits seit 14 Monaten mit heißer Luft betrieben werden.

Wir theilen diesen Bericht über eines unserer ausgezeichnetsten deutschen Werke, welches von der königl. würtemb. Regierung eben so herrlich ausgestattet, als von seinem würdigen Vorstande mit größter Sachkenntniß und Benuzung der neuesten Erfindungen geleitet ist, aus einem französischen Journale mit, theils weil in Deutschland selbst noch nichts hierüber erschien, theils weil das günstige Urtheil eines Franzosen gewiß für weniger parteiisch gelten wird, als jenes eines Deutschen. A. d. R.

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