Titel: Ebelmen, über die Zusammensezung der bei den metallurgischen Operationen sich erzeugenden Gase.
Autor: Ebelmen,
Fundstelle: 1844, Band 92, Nr. LXXVII. (S. 297–299)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj092/ar092077

LXXVII. Ueber die Zusammensezung der bei den metallurgischen Operationen sich erzeugenden Gase; von Hrn. Ebelmen.

Aus den Comptes rendus. März 1844, Nr. 10.

Ich habe im Verfolg meiner früheren Untersuchungen über diesen Gegenstand die englische Behandlungsweise des Eisens, nämlich die Gewinnung des Roheisens mittelst Kohks und das Frischen (Puddeln) desselben mit Steinkohlen in Flammöfen studirt.

Die Versuche über Roheisenerzeugung mittelst Kohks stellte ich an den zwei mit Kohks betriebenen Hohöfen zu Vienne und Pont-l'Evêque (Isère) in derselben Art an, wie bei meiner früheren Arbeit, die mit Holzkohlen betriebenen Hohöfen zu Clervol und Audincourt betreffend52); ich untersuchte nämlich die Veränderungen, welche die aufsteigende Gassäule in verschiedener Höhe des Hohofens in ihrer Zusammensezung erfährt. Eine Vergleichung der erhaltenen Resultate unter einander und mit jenen der früheren Versuche führte mich auf folgende Schlüsse:

In der Ofenregion zwischen der Form und dem großen Kohlensak haben die mit Holzkohle und mit Kohks erzeugten Gase ganz dieselbe Zusammensezung. In beiden Fällen verwandelt sich die Kohlensäure, das erste Verbrennungsproduct, in geringer Entfernung von der Form rasch in Kohlenoxyd und das entstandene Gemisch von Kohlenoxyd und Stikstoff langt im großen Kohlensak an, ohne bedeutende Veränderungen in seiner Zusammensezung zu erleiden.

Die Analysen beweisen, daß die Reduction des im Erze enthaltenen Eisenoxyds, in den metallischen Zustand, beinahe vollständig im Schachte erfolgt und zwar ohne Kohlenverbrauch, bloß durch theilweise Umwandlung des Kohlenoxyds in Kohlensäure. Dieses Resultat bestätigt vollkommen die theoretischen Schlüsse meiner ersten Arbeit. Bei den mit Holzkohlen betriebenen Hohöfen befindet sich die Reductionszone in der unteren Hälfte des Schachtes; bei den mit Kohks betriebenen Hohöfen hingegen erfolgt die Reduction hauptsächlich im oberen Theil des Schachtes. Die Wasserstoffmenge, welche in den mit Holzkohlen betriebenen Oefen von der Basis des Schachtes bis zur Gicht von 2–6 Proc. stieg, bleibt in den mit Kohks betriebenen in ihrer ganzen Höhe constant, was sich durch die verschiedene Zusammensezung beider Brennmaterialien leicht erklärt. Das Vorkommen von Schwefeleisen in den Kohks veranlaßte mich |298| zu untersuchen, ob Schwefel isolirt oder gebunden in den Hohofengasen vorkommt; ich fand aber keine merklichen Spuren davon Aller Schwefel findet sich vielmehr im Roheisen oder in den Schlaken im Zustand von Schwefelcalcium wieder, wie schon Berthier gezeigt hat.

Um die verschiedene Lage der Reductionszone, je nachdem man Holzkohlen oder Kohks anwendet, zu erklären, bestimmte ich die Temperatur an ziemlich gleichen Punkten der Hohöfen von Audincourt und Pont-l'Evêque. Ich brachte nämlich in verschiedene Ofenhöhen Metalle von ungleicher Schmelzbarkeit, wodurch ich zwei Gränzen bestimmte, zwischen welchen diese Temperatur begriffen ist; so fand ich, daß die Temperatur der mit Kohks betriebenen Hohöfen immer beträchtlich höher als an den entsprechenden Stellen der mit Holzkohlen betriebenen Oefen ist. Daß die Reduction des Eisenoxyds in den mit Kohks betriebenen Oefen schon ganz nahe an der Gicht beginnt, rührt daher, daß die eigenthümliche Temperatur der Gase bei ihrem Austritt noch sehr hoch ist, während sie in den mit Holzkohlen betriebenen Oefen oft unter 100° C. herabsinkt. Die Temperatur-Differenzen beider Classen von Hohöfen erklären sich durch die Thatsache, daß in demselben Ofen bei Anwendung von Kohks im Durchschnitt zweimal mehr Kohlenstoff consumirt wird, als bei Anwendung von Holzkohlen, um das gleiche Gewicht Roheisen von derselben Beschaffenheit zu erhalten. Im Kupolofen, worin man das Roheisen für den Guß umschmilzt, findet das Umgekehrte statt: man braucht nämlich zum Umschmelzen der gleichen Eisenmenge zweimal so viel Holzkohlen als Kohks.

Ich bestimmte mittelst der Resultate meiner Analysen die Wärme-Mengen, welche durch die Gase erzeugt werden könnten, das Gesammtvolum der lezteren und die Verbrennungstemperatur; dabei fand ich den Coefficient, welcher die verlorene Wärme repräsentirt, bei den zwei mit Kohks betriebenen Hohöfen = 0,815 und 0,835, die durch Verbrennung der Kohle erzeugte Gesammtwärme = 1 gesezt; in dem mit Holzkohle betriebenen Hohöfen von Audincourt war dieser Coefficient 0,670.

Die Zusammensezung der Gase in den mit Kohks betriebenen Hohöfen, die Abwesenheit des Schwefels in diesen Gasen und die ungeheure Wärmemenge, welche durch ihre Verbrennung in den Hohöfen mit Kohks (die täglich 10,000–12,000 Kilogr. Roheisen liefern) entwikelt wird, gestatten keinen Zweifel mehr, daß ihre Anwendung vortheilhaft seyn muß. Mit diesen Hohofengasen wird auch zu Ponte-l'Evêque bereits seit einem Jahre ein Flammofen (nach Faber-Dufour's Methode) ganz regelmäßig betrieben.

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Ich habe ferner die Zusammensezung der Luft in den Essen der Puddel- und Schweißöfen untersucht. Die Art, wie die Verbrennung auf dem Roste der Flammöfen erfolgt, war bisher noch nicht genau bekannt und die Metallurgen nahmen an, daß von der durch den Rost ziehenden Luft gewöhnlich die Hälfte unverändert bleibt. Meine Untersuchungen zeigen, daß diese Annahme ungegründet ist und daß die Luft, welche unverbrannt das Brennmaterial durchzieht, kaum 6 oder 8 Proc. von der ganzen durch den Rost gehenden Luftmenge beträgt. Wenn der Luftüberschuß unter diese Gränze sinkt, findet man in der Esse einen beträchtlichen Antheil brennbarer Gase: das Maximum der Temperatur des Ofens entspricht einem Luftüberschusse von 5–10 Proc. in den Esse-Gasen. Dieses Resultat nähert sich sehr den theoretischen Daten, wonach dieses Maximum der vollständigen Umwandlung der Luft und des Brennmaterials in Wasser, Kohlensäure und Stikstoff entsprechen würde.

Endlich habe ich auch neue Versuche über die Verwandlung der festen Brennmaterialien in Gas angestellt. Kohks in einem Schachtofen durch einen Strom gepreßter Luft verbrannt, erzeugen ein Gas, welches aus Kohlenoxyd und Stikstoff besteht und durch dessen Verbrennung man mehrere Tage einen Flammofen auf der zum Schmelzen von Roheisen nöthigen Temperatur erhalten konnte. Die Analyse der erzeugten Gase lieferte eine interessante Thatsache; dieselben enthalten nämlich eine beträchtliche Menge Schwefelwasserstoffgas, welches nur durch die Einwirkung des in der eingeblasenen Luft enthaltenen Wasserdampfs auf das Schwefeleisen der Kohks erzeugt werden konnte.

In den Hütten, welche der Compagnie von Audincourt gehören, wird die Gaserzeugung mittelst fester Brennmaterialien bereits vortheilhaft benuzt. Drei Gaserzeuger welche bloß Kohlenklein von fast gar keinem Werth consumiren, werden in regelmäßigem und ununterbrochenem Gange erhalten; einer davon speist seit fünf Monaten einen Blechofen, worin monatlich 30,000 Kilogr. feines Blech erzeugt werden. Mittelst der zwei anderen bringt man die zur Fabrication diker Bleche bestimmten Pakete zur Schweißhize, bei einer täglichen Production von 3500–4000 Kilogr. per Ofen.

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Polytechnisches Journal Bd. LXXXV S. 33.

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