Titel: Detmold's Verbesserungen in der Construction der Flammöfen, Puddelöfen etc.
Autor: Detmold, Julius Adolph
Fundstelle: 1844, Band 94, Nr. XII. (S. 38–43)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj094/ar094012

XII. Verbesserungen in der Construction und Anordnung der Flammöfen, insbesondere der Raffinir- und Puddelöfen, worauf sich Julius Adolph Detmold zu London, am 18. Okt. 1843 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem Mechanics' Magazine. Jun. 1844, S. 379.

Mit Abbildungen auf Tab. I.

Die Hauptvortheile der vorliegenden Verbesserungen bestehen 1) in einer intensiveren Temperatur als diejenige ist, welche man bei Flammöfen gewöhnlicher Construction hervorbringen konnte; |39| 2) in einer bedeutenden Brennmaterialersparniß; 3) in einer Verminderung des Verlustes an Metall durch Oxydation.

I. Hr. Detmold schlägt vor, den Feuerrost bei diesem Ofen viel tiefer als bei gewöhnlichen Oefen anzulegen, so daß man stets eine sehr dike Brennmaterialschicht auf dem Roste hat, wodurch dem Eintritt irgend einer Quantität unzersezter Luft durch den Rost in den Ofen vorgebeugt wird. Bei gewöhnlichen Oefen beträgt die Tiefe des Rostes, d.h. der Abstand zwischen den Roststäben und dem oberen Theile der Feuerbrüke im Allgemeinen 12–18 Zoll, selten 2 Fuß; bei Detmold's Oefen dagegen beträgt dieser Abstand 3–5 Fuß, je nachdem die verwendete Kohle mehr oder weniger bituminös ist. Bei Anwendung einer sehr bituminösen Kohle macht er den Rost nicht weniger als 3 Fuß tief, bei Anwendung frei brennender Kohlen 4 Fuß tief; für Stein- oder Anthracitkohlen findet er eine Tiefe von 5 Fuß am vortheilhaftesten.

II. Anstatt sich auf den Zug eines hohen Schornsteins zu verlassen, preßt der Patentträger die erforderliche Quantität Luft mit Hülfe eines gewöhnlichen Gebläses unter den Rost in den durch eine luftdichte Thür verschlossenen Aschenfall. Der Wind, sagt er, veranlaßt eine unvollkommene Verbrennung der unteren Kohlenschicht unmittelbar über dem Roste und den größeren Theil der hieraus resultirenden Gase bildet ein brennbares Gas, nämlich das Kohlenoxydgas, welches unabänderlich erzeugt wird, wenn die Kohle gegen den Sauerstoff im Ueberschuß vorhanden ist. Der sich entwikelnde Theil des kohlensauren Gases absorbirt bei seinem Aufsteigen durch die darüberliegende Masse brennender Kohlen einen Zuschuß an Kohle und wird dadurch gleichfalls in Kohlenoxydgas verwandelt; zugleich werden die in dem Brennmaterial enthaltenen kohlenstoffhaltigen Gase, z.B. Kohlenwasserstoff und Doppeltkohlenwasserstoff, durch die Hize aus der Kohle entwikelt oder destillirt. Auf diese Weise wird alles in der Feuerkammer enthaltene Brennmaterial in brennbare Gasarten verwandelt, die über die Feuerbrüke in den Ofen treten.

III. Die Verbrennung dieser Gase wird dadurch bewirkt, daß man mitten unter dieselben, während sie über die Feuerbrüke strömen, erwärmte Luft im Zustand der Compression und in zahlreichen kleinen Strahlen preßt und dadurch eine rasche und innige Verbindung des Sauerstoffs der Luft mit den brennbaren Gasarten, mithin auch ihre unmittelbare und vollkommene Verbrennung und eine sehr intensive Hize an dem Theil des Ofens, wo dieselbe von Belang ist, veranlaßt.

Die Masse des Brennmaterials in der Feuerkammer, mit Ausnahme |40| der unmittelbar über dem Roste ruhenden Schichte befindet sich nicht auf einer so hohen Temperatur, wie dieß bei gewöhnlichen Oefen der Fall ist, wird aber in einer gelinden Rothglühhize erhalten, welche zur Verwandlung sämmtlichen Brennmaterials in brennbares Gas als hinreichend zu erachten ist. Die Zuführung der kalten Luft unter den Rost, wodurch die brennbaren Gase aus dem Brennstoff entwikelt werden, und die Zuführung heißer Luft zum Behuf ihrer nachherigen Verbrennung, wird mit Hülfe von Hähnen und Ventilen regulirt, die so gestellt sind, daß sie die vollständige Verbrennung der Gase bewerkstelligen, ohne daß ein Uebermaaß von Luft in den Ofen tritt. Auf diese Weise läßt sich die Wirkung der Flamme in dem Ofen nach Belieben modificiren entweder zum Reduciren, Neutralisiren oder Oxydiren, je nach der Quantität der entwikelten brennbaren Gase oder dem Volumen der zu ihrer Verbrennung zugelassenen heißen Luft. Die so erzeugte Hize wird zu dem beabsichtigten Zwek directer als bei gewöhnlichen Oefen angewendet, bei denen die Hize durch die unvollkommene Verbrennung des Brennmaterials erzeugt wird, und bei denen das in Behandlung befindliche Material seine Temperatur lediglich von der Flamme bei ihrem Durchgang durch die Hauptkammer des Ofens herleitet. Bei dem verbesserten Ofen dagegen ist die Temperatur in der Feuerkammer, wo die brennbaren Gase erzeugt werden, sehr niedrig, aber die wirkliche Verbrennung der leztern und die daraus resultirende intensive Hize wird dahin concentrirt, wo die zu bearbeitenden Metalle liegen und wo die größte Hize erforderlich ist. Der Verlust an Brennmaterial in Folge der Entweichung unconsumirter brennbarer Gase aus dem Schornstein wird auf diese Weise vermieden; und da die Verbrennung der Gase in dem Ofen unter einem größeren Druk als der äußere atmosphärische Druk ist, vor sich geht, so ist der Metallverlust durch Oxydation in Folge des Eindringens der Luft durch die Arbeitsthür oder durch irgend eine Oeffnung in den Ofen gänzlich beseitigt. Jede Kohlengattung, bemerkt der Patentträger, kann bei dem in Rede stehenden Ofen mit Vortheil angewendet werden, jedoch eignet er sich vorzugsweise für den Gebrauch der Stein- oder Anthracitkohle. Er kann mit großem Vortheil zur Bearbeitung aller Arten Metalle angewendet werden; der Patentträger selbst bediente sich desselben zur Verwandlung des Roheisens in Feineisen und zum Puddeln, so wie zum Erwärmen schwerer Eisenstüke, z.B. Krummzapfenwellen für Dampfboote.

Fig. 31 liefert einen Horizontaldurchschnitt, Fig. 32 einen verticalen Längendurchschnitt und Fig. 33 einen verticalen Querschnitt des in Rede stehenden Flammofens.

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A ist die Feuerkammer, worin das Brennmaterial in brennbare Gase verwandelt wird;

B der Rost;

C der Aschenfall, welcher vorn durch eine eiserne Thür verschlossen ist;

D eine an der einen Seite des Aschenfalls befindliche Oeffnung, durch welche atmosphärische Luft eingeblasen wird;

E das Heizloch, durch das die Feuerkammer mit Brennmaterial versehen wird;

F die über dem Feuer angebrachte Lufterwärmungskammer, von der eine Reihe von Blaseröhren G ausgeht, welche die heiße Luft mitten unter die brennbaren Gasarten blasen, während diese über die Feuerbrüke strömen. Die Luftheizungskammer ist aus Gußeisen, die Blaseröhren sind aus Schmiedeisen construirt. Leztere sind ungefähr 15 Zoll lang, halten an dem weiteren Ende 2 und an der Mündung 1 1/4 Zoll im Durchmesser. Die Mündung sollte leicht abgeplattet seyn. Im vorliegenden Fall sind neun Blaseröhren in Gebrauch; man kann sich indessen einer größeren oder geringeren Anzahl derselben bedienen.

H ist die Feuerbrüke, über welcher die brennbaren Gasarten und die heißen Luftströme sich mit einander vermengen. Sie ist weit länger, als bei gewöhnlichen Oefen, nämlich 2' 6'' lang, von dem Ende der Blaseröhren an, damit das Gas und die Luft vor ihrem Eintritt in die Hauptkammer des Ofens Zeit haben, sich innig mit einander zu verbinden.

I, I sind gußeiserne, den ganzen Herd des Ofens umgebende Blöke, durch die ein Strom kaltes Wasser circulirt, um die Seiten gegen die intensive Hize und die zerstörenden Wirkungen des geschmolzenen Eisens und der Schlake zu schüzen.

K, K ist der Herd, der aus ganz dicht neben einander auf den Rand gestellten Brennziegeln oder aus gutem Feuersand construirt seyn kann. Er ist gegen die Abstichöffnung L geneigt, damit das raffinirte Eisen leichter herausfließen kann;

M der Fuchs;

N der Schornstein;

O eine Kammer, worin ein System von Luftheizungsröhren angeordnet ist. Diese Kammer ist von dem Schornstein durch eine gemauerte Scheidewand getrennt. Leztere besizt indessen zahlreiche Oeffnungen, welche den Röhren P, P, P, P hinreichende Hize mittheilen, um die durch dieselben getriebene Luft bis zur gehörigen Temperatur zu erhizen. Die Wärme läßt sich mit großer Genauigkeit reguliren, indem man mehr oder weniger brennendes Gas in die Kammer O |42| übergehen läßt, was durch Verengung des Schornsteins N oder des oberen Theils der Kammer O geschehen mag.

Q, Q sind Düsen, durch welche die erhizte Luft zum Behuf des Raffinirens und Entkohlens auf das geschmolzene Eisen geblasen wird. Sie sind so angeordnet, daß ihre Achsen gegen die Mitte des Herdes unter einer Neigung von 25° bis 30° convergiren, wodurch sie dem flüssigen Eisen eine Bewegung in zwei entgegengesezten Strömungen ertheilen und somit jeden Theil der Metalloberfläche der entkohlenden Thätigkeit der heißen Gebläseluft aussezen.

Von der aus dem Gebläse kommenden Windleitungsröhre tritt ein Arm unter den Rost in den Aschenfall, während ein anderer Arm in die Höhe geht und mit den in der Kammer O befindlichen Röhren P communicirt. Von hier leitet die Röhre P' die erhizte Luft in die Kammer F, wo ihre Zuströmung durch das Ventil T regulirt wird.

U, U sind zwei von der Röhre P' abwärts sich erstrekende engere Röhrenarme, welche die heiße Gebläseluft den Düsen Q, Q zuführen. Zur Regulirung dieser Luft dienen die Ventile V, V.

W, W sind die zu beiden Seiten des Ofens befindlichen Arbeitsthüren.

Das Verfahren, Eisen in einem Ofen dieser Art zu frischen, ist nun folgendes. Man füllt die Feuerkammer A mit Brennmaterial, und läßt, nachdem dieses angezündet worden ist, kalte Gebläseluft unter den Rost treten, wodurch die brennbaren Gase erzeugt werden. Das Ventil T wird alsdann allmählich geöffnet, um zur Verbrennung der Gase die heiße Luft zuzulassen. Nachdem der Ofen die Weißglühhize erlangt hat, sezt man 25 bis 30 Cent. Roheisen ein und breitet und schichtet dasselbe über den ganzen Herd, so daß die Flamme gut durch dasselbe circuliren kann. Wenn die Füllung ganz dünn geschmolzen ist, was in der Regel innerhalb 1 3/4 Stunden der Fall ist, so läßt man durch die Düsen Q, Q die heiße Gebläseluft zu. In 1 bis 1 1/4 Stunde erscheint das Metall hinreichend raffinirt, worauf man dasselbe durch die Abstichöffnung in die Form laufen läßt.

Diese Methode, das Roheisen in Feineisen zu verwandeln, gewährt den offenen Raffinirfeuern gegenüber eine sehr bedeutende Eisenersparniß. Bei offenen Raffinirfeuern ist das Eisen während der ganzen Dauer des Niederschmelzens der oxydirenden Einwirkung des Gebläsewindes ausgesezt, so daß ein sehr großer Theil des Eisens, bevor dasselbe geschmolzen ist, sich in Cinder verwandelt hat. Der |43| Abgang an Eisen wechselt bei offenen Raffinirfeuern zwischen 12 und 15 Proc. Bei der von dem Patentträger befolgten Methode jedoch wird alles Eisen ohne den geringsten Verlust durch Oxydation geschmolzen, indem nicht mehr Luft in den Ofen eintreten kann, als eben zur Verbrennung der Gase erforderlich ist, und der Proceß der Entkohlung nicht eher anfängt, als bis alles Eisen geschmolzen ist. Der Verlust an Eisen ist daher bei dem Ofen des Patentträgers bedeutend geringer; selten übersteigt er 7 Proc., gewöhnlich wechselt er zwischen 5 und 7 Procent.

Man kann auch, wie der Patentträger bemerkt, diese Art Oefen mit großem Vortheil zum Puddeln des Eisens anwenden, indem man beide Proceduren, die der Feineisenbereitung oder Weißmachens und die des Puddelns in demselben Ofen vereinigt. In diesem Fall sollte der Herd ungefähr um 18 Zoll breiter, als der zu dem beschriebenen Ofen gehörige gemacht werden, dem er übrigens in jeder Hinsicht gleicht, mit Ausnahme des Bodens, welcher eben so wie bei gewöhnlichen Puddelöfen beschaffen ist. Die Füllung ist doppelt, nämlich ungefähr 9 Cent., und da der Ofen mit zwei einander gegenüber liegenden Arbeitsthüren versehen ist, so können zwei Puddler gleichzeitig arbeiten. Nachdem das eingesezte Metall niedergeschmolzen ist, wird es eben so, wie bei dem Raffinirproceß, der aus den Düsen strömenden heißen Gebläseluft ausgesezt; aber anstatt das Metall, wenn es in Feineisen verwandelt ist, abzulassen, sperrt man den Wind ab und vermindert die Gaserzeugung ein wenig, wodurch die Temperatur des Ofens auf den zum Puddeln geeigneten Wärmegrad reducirt wird. Nun fangen die Puddler an das Eisen auf die gewöhnliche Weise zu bearbeiten, wobei sie dadurch, daß sie mehr oder weniger Gas erzeugen, die Temperatur des Ofens nach Willkür reguliren. Die Oefen zum Erwärmen schwerer Stüke haben dieselbe Einrichtung, wie der beschriebene Ofen, und differiren von demselben nur in der Gestalt und den Dimensionen des Herdes, die sich nach der Art der zu behandelnden Arbeitsstüke richten.

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