Titel: Thoma, über die Anwendung brennbarer Gase bei der Stabeisenerzeugung.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1851, Band 120, Nr. LIX. (S. 272–287)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj120/ar120059

LIX. Ueber die Anwendung brennbarer Gase bei der Stabeisenerzeugung; vom Director Thoma zu Liswenskoi Sawod am Ural.

Aus der berg- und hüttenmännischen Zeitung, 1851, Nr. 1–7.

Mit Abbildungen auf Tab. V.

Diese Abhandlung ist einem Berichte entnommen, den Hr. Thoma hohen Orts einzureichen den Befehl hatte. In dem Eingänge führt Hr. Thoma aus, was nach seiner Ansicht dem deutschen Eisenhüttenwesen noth thut, damit es denjenigen Standpunkt einnimmt, den es in Bezug auf seine ihm zu Gebot stehenden Rohstoffe einzunehmen im Stande ist.

Nicht absoluter Mangel an Brennmaterial — an Erzen ist Deutschland reich — ist es, was dem Aufblühen des deutschen Eisenhüttenwesens entgegengestanden hat, sondern die bisherige Unmöglichkeit, die geringen und in Menge vorhandenen Arten desselben für den Betrieb zu verwenden, und die große Quantität des theuer gewordenen Holzes, die man für die Erzeugung eines gewissen Gewichtes Eisen benöthigte. Andererseits scheute man sich der ungeschützten Eisenindustrie Capitale zuzuwenden, wodurch die Einführung neuer entsprechender Betriebseinrichtungen, Maschinen und Transportmittel unterblieb. Allerdings ist dem deutschen Eisenhüttenwesen ein den fremden Bewerber mehr vom Markte weisender Schutzzoll nöthig, damit Capitale sich diesem wichtigen Industriezweige mehr zuwenden können, und der Unternehmer weniger wie bisher gefährdet ist, dann aber hauptsächlich ein den deutschen Verhältnissen entsprechendes Betriebsverfahren, wodurch einmal mit dem vorhandenen Brennmaterial die für den Eigenbedarf nöthige Quantität Eisen erzeugt werden kann, und andererseits niedrige Verkaufspreise ermöglicht werden, damit sich der Consument ein so allgemein nöthiges Metall zu einem möglichst geringen Preise zu beschaffen vermag.

Die englische Methode der Stabeisenerzeugung ist für einige Gegenden von nicht geringer Wichtigkeit, nie aber wird sie den Flor des deutschen Eisenhüttenwesens begründen können, weil zu wenige Gegenden das Haupterforderniß desselben — gute Steinkohlen zu billigem Preise — besitzen, die Steinkohlen auch selten in großer Nähe der |273| Erze vorkommen, oder, was die große Entfernung wenig fühlbar machen würde, Canäle und Eisenbahnen mit geringen Frachtsätzen für den Transport der Rohstoffe fehlen. Die Natur hat England in Bezug auf das Brennmaterial und die Erze beispiellos begünstigt, die Transportmittel sind dort ausgezeichnet, so daß das gewöhnliche Puddeleisen zu einem Preise dargestellt werden kann, mit welchem der deutsche Eisenproducent nicht in die Schranken zu treten vermag.

Man wird daher bemüht seyn müssen ein Eisen zu erzeugen, welches alle Eigenschaften eines guten Frischfeuereisens hat. Dieß ist ein ganz anderes Product, und in unzähligen Fällen für die Technik und den Landbau gesucht, und nicht immer durch gewöhnliches Puddeleisen zu ersetzen. England selbst führt ja schwedisches und russisches Frischeisen ein; es wird dieses deßhalb auch für immer neben gewöhnlichem Puddeleisen sich behaupten können.

Ein solches Eisen aber nach der alten Methode im Frischherde mit Holzkohlen darzustellen, ist nicht mehr entsprechend, hohe Holzpreise müssen auf das Product selbst rückwirken, und die wöchentliche Production ist nur gering, während der Lohn der Arbeiter sich für die Folge immer mehr steigern dürfte. Man ist aber nur dann eines sichern Absatzes gewiß, wenn man ein Eisen liefern kann, welches alle guten Eigenschaften im Herde dargestellten besitzt, dessen Preis in Bezug auf das englische und belgische Eisen kein erheblich höherer ist.

Nicht minder ist zu berücksichtigen, daß Deutschland jene englischen Eisenhüttenanlagen von riesenmäßiger Ausdehnung nicht hat; denn unsere großen Etablissements, denen noch mitunter ein genügendes Betriebscapital abgeht, sind nur ziemlich seltene Ausnahmen von der Regel. Dagegen finden sich in Deutschland eine große Anzahl kleinerer durch örtliche Verhältnisse bedingte Werke vor, welche, nach einer vortheilhaften Methode betrieben, tausenden regsamer Hände lohnende Beschäftigung bieten werden.

Dieß ist aber nur möglich, wenn die vielen und theilweis sehr großen Torf- und Braunkohlenlager, mit denen Deutschland gesegnet ist, die ausgedehnteste Benutzung finden. Was für England die Steinkohle ist, das können für viele deutsche Gegenden diese Brennstoffe werden. Torf bildet sich außerdem bei guter Bewirthschaftung der Moore nach; so sind z. B. in Böhmen nach 55 Jahren neue Torfmoore auf der Stelle der alten ausgestochenen entstanden. Auch muß die alleinige Verwendung von Torf und Braunkohle nicht nur für die Stabeisen- sondern |274| auch für die Roheisenerzeugung ermöglicht werden, da manche Gegenden neben Erzen nur vorzugsweise diese Brennstoffe besitzen. Es sind auch viele Arten dazu vollkommen geeignet, und sehr wichtig dürfte für die Folge ein noch wenig oder gar nicht gekanntes Brennmaterial, die Dampftorfkohks werden. Diese Kohks sind jedenfalls für den Hohofenbetrieb noch vielen, ja selbst den meisten Steinkohlenkohks vorzuziehen, und viele deutsche Gegenden liefern einen zu deren Erzeugung ganz geeigneten Torf in unabsehbaren Mooren. Die Bereitung ist nicht schwierig, und wird in den meisten Fällen 1 Cntr. dieser Dampfkohks nur auf 5–6 Sgr. zu stehen kommen.

In Bezug auf die Stabeisen- und Stahlerzeugung muß die ganze Hoffnung des deutschen Eisenhüttenwesens auf den Gasbetrieb gesetzt werden; denn der Brennmaterialaufwand wird durch ihn bedeutend vermindert, weil für den Gasbetrieb fast jedes Brennmaterial zu verwenden ist, wenn nur die Construction des Gaserzeugungsapparates eine demselben entsprechende ist.

Das Gaseisen ist bei richtiger Arbeitsführung wenigstens eben so gut als das im Frischherde erzeugte, gleicht ihm überhaupt, und ist bei fehlerhaftem Roheisen immer weit besser als dieses; namentlich aber wird aus einem zum Rothbruch geneigten Kohksroheisen ein von diesem Fehler freies Product erzielt. Ebenso wird Kaltbruch beseitigt, wie Hrn. Thoma eine mehrjährige Erfahrung gezeigt hat. Auch hat man es so ziemlich in seiner Gewalt, nach Belieben weiches oder hartes stahlartiges Eisen darzustellen Bei zweckmäßiger Einrichtung der Gasgeneratoren und der Gasöfen ist die Arbeit einfach und erfordert weniger Geschicklichkeit von Seiten des Arbeiters als jeder andere Betrieb.

Während man das Stabeisen in Niederschlesien z. B. mit vieler Mühe bei einem Abbrande von 38 Proc., und einem Kohlenaufwande von circa 35 Kubikfuß — nach Wachler — wozu sicherlich 58 Kubikfuß Holz erforderlich seyn werden, erzeugt, würde dort, wenn Holz zur Gaserzeugung verwendet würde, wenigstens ein eben so gutes, jedenfalls aber ein ausgezeichnetes Eisen mit etwa 22 Proc. Abbrand und 12 Kubikfuß Holzverbrauch hergestellt werden können, also mit einer Ersparniß von 79 Proc. an Holz!

Richtig construirte und solid erbaute Gasösen sind keineswegs häufigen Reparaturen unterworfen; in Liswenskoi müssen dieselben, da nur die nöthige Anzahl vorhanden ist, fast im fortwährenden Betriebe seyn, Reserveöfen zu bauen hat sich nicht als nothwendig herausgestellt.

Die Cementstahlfabrication ist bei Gas aus Gaseisen bei weitem leichter als nach der frühern Methode, und es ist nicht schwer, ein immer |275| gleiches Product zu erzielen. Die Gußstahlfabrication ist ebenfalls mit großen ökonomischen Vortheilen zu bewirken.

Vor einigen Jahren für die technische und administrative Leitung der der Fürstin von Butera-Radali gehörigen Eisenwerke von Liswenskoi Sawod am Ural berufen, hatte Hr. Thoma Gelegenheit von mancher seiner früher gemachten Erfahrungen bei seinen Ausführungen Gebrauch zu machen, und gegenwärtig arbeitet Liswenk, wo nur Gaseisen — über 50,000 Cntr. jährlich — erzeugt wird, mit einer solchen Ersparniß an Brennmaterial, daß der frühere jährliche Bedarf von circa 46,000 Klaftern Holz bereits auf circa 18,000 herabgebracht ist. Dabei wird aus einem Roheisen, das sonst ein mittelmäßiges Stabeisen gab, ein ganz gutes, zu jeder Verwendung gleich brauchbares Product erzielt. Die hierbei in Anwendung gebrachten Constructionen der verschiedenen Gasgeneratoren und Gasösen basiren sich demnach nicht allein auf einige Zeit fortgesetzte Versuche, sondern auf bei einem mehrjährigen Betriebe gemachte Erfahrungen.

Hr. Thoma theilt in der dankbar anzuerkennenden Absicht, dem deutschen Eisenhüttenwesen zu nützen, in Folgendem die in Bezug auf die Verwendung der Gase bei der Stabeisenerzeugung von ihm gemachten Erfahrungen mit.

I. Von den Gasen.

Hier soll nur dasjenige über die Gase, wie sie bei der Stabeisenfabrication zur Anwendung kommen, gesagt werden, was zur Verständniß der Vorgänge in den Gasgeneratoren selbst nöthig ist. Die Hohofengase werden ganz übergangen; ihre Anwendung für die Stabeisenfabrication wird immer eine untergeordnete seyn, weil ihr nothwendigerweise tieferes Abfangen bei den meisten Hohöfen auf den Betrieb störend einwirken muß, weil sie wegen des mit sich führenden feinen Staubes nur ausnahmsweise ein gutes gleichartiges Eisen geben, weil häufige Unterbrechungen mehr oder weniger dabei vorkommen, und sie nur eine sehr beschränkte Verwendung in Bezug auf die mit ihnen zu erzeugende Eisenquantität gestatten. Ueberdieß gestatten die Gichtgase, da abgefangen, wo sie die Gicht verlassen wollen, zu verschiedenen andern Zwecken, als: zur Dampferzeugung, Verkohlung des Holzes, zum Erhitzen der Gebläseluft, zum Erzrösten, zum Kalk- und Ziegelbrennen etc. eine weit vortheilhaftere Verwendung, ohne den Hohofengang zu beeinträchtigen.

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Verbrennt man auf einem mit senkrechten Wänden von entsprechender Höhe umschlossenen Roste, oder durch Einführung von Gebläseluft durch Düsen im tiefsten Punkte einer ähnlichen Vorrichtung irgend ein Brennmaterial, z. B. Holzkohle, Torf, Holz, Braunkohle etc., so wird dort, wo die atmosphärische Luft einströmt, durch vollständige Verbrennung sich Kohlensäure bilden, welche, innerhalb der sie einschließenden Wände durch eine je nach der Dichtigkeit des Brennmaterials stärkere oder schwächere glühende Schicht desselben aufwärts streichend, wieder Kohlenstoff aufnehmen und sich in Kohlenoxydgas umwandeln wird. Ist diese glühende Schicht demnach stark genug, oder die Bewegung der aufsteigenden Gase entsprechend langsam, so wird das gesammte Kohlensäuregas in Kohlenoxydgas umgewandelt werden.

Kohlensäuregas ist als ein Product der vollständigen Verbrennung keines Brennens mehr fähig, dagegen entwickelt das Kohlenoxydgas, indem man es durch zugeleitete atmosphärische Luft verbrennt, d. h. wieder in Kohlensäuregas verwandelt, eine Hitze, welche für fast alle metallurgischen Zwecke genügt. Ist das Brennmaterial ein unverkohltes, so findet dort, wo zwischen den Wandungen des Apparates das Glühen desselben aufhören will, in einer Temperatur von 240–400° R., aus demselben die Entwickelung von Kohlenwasserstoffgasen statt; höher, bis ganz oben hinauf, entwickelt sich Wasserdampf, wenn das Brennmaterial, wie dieß gewöhnlich der Fall ist, Feuchtigkeit enthält.

Die am tiefsten Punkte eingeführte atmospärische Luft, die zur Schonung der Roste und der Wandungen nie erhitzt werden darf, wird stets einen kleineren oder größeren Gehalt an Wasserdampf haben. Dieser wird durch das glühende Brennmaterial zersetzt, indem der Sauerstoff desselben sich mit der Kohle zu Kohlenoxydgas, der Wasserstoff sich mit ihr theils zu Kohlenwasserstoff verbindet, theils aber als Wasserstoffgas aus dem Gaserzeugungsapparate geht. — Es ist demnach ersichtlich, daß der Wassergehalt der Luft die Gaserzeugung nicht beeinträchtigt, vielmehr zur Bildung von brennbaren Gasen beiträgt, so daß also eine absichtliche Zuführung von Wasserdampf in den untersten Theil des Gaserzeugungsapparats, wenn seine Menge nicht durch Abkühlung die Verbrennung im tiefsten Punkte stört, vortheilhaft ist, und daß man, um die einzuführende Quantität vergrößern zu können, den Wasserdampf auf eine hohe Temperatur bringen muß. Anders verhält es sich mit dem Wasserdampfe, welcher in den oberen Räumen der Vorrichtung aus dem Wassergehalte des Brennmaterials entstanden ist. Dieser geht keine chemische Verbindung mit dem Kohlenstoff ein, bildet einen nicht |277| brennbaren Bestandtheil der Gase, vermindert demnach die Heizkraft derselben, und muß möglichst vermieden werden, dadurch, daß man das Brennmaterial vorher trocknet, was überdieß in den meisten Fällen ohne Schwierigkeiten und ohne besondere Kosten zu bewerkstelligen ist.

Die Gase, wie man sie behufs der Verwendung bei der Stabeisenfabrication erzeugt, werden nach dem Vorigen und mit Berücksichtigung des Stickstoffgehaltes der eingeführten atmospärischen Luft, wenn man sie aus Kohlen oder Kohks entwickelt, vorzüglich bestehen aus: Kohlenoxydgas und Stickstoffgas, nur sehr kleinen Antheilen von Kohlenwasserstoffgas und Wasserstoffgas, und wegen etwaigen Unvollkommenheiten der Apparate, aus kleineren oder größeren Antheilen von Kohlensäuregas. Letzteres kann jedoch unter günstigen Umständen in den Gasen ganz fehlen, und die möglichste Verhütung desselben ist von großer Wichtigkeit.

Die aus Anthracit entwickelten Gase werden sich von den vorigen nur durch einen etwas größern Gehalt an Kohlenwasserstoffgas und Wasserstoffgas unterscheiden, in beiden Fällen wird aber der Antheil an beiden Gasen ein viel zu geringer seyn, als daß er einen erheblichen Einfluß ausüben, und in der Praxis ein besonderer Werth darauf gelegt werden könnte.

Die aus Holz, Torf, Braun- oder Steinkohle entwickelten Gase enthalten einen großen Antheil an Kohlenwasserstoffgasen und Wasserstoffgas, sind also wesentlich verschieden von den aus oben genannten Brennmaterialien entwickelten.

Wird, wie bereits bemerkt wurde, zu den oben angegebenen Gasen atmosphärische Luft geführt, so verbrennen sie je nach ihrer Zusammensetzung unter Entwickelung niederer oder größerer Hitze, und finden hierdurch eine vortheilhafte Verwendung als Brennstoff. Bei der Verbrennung verhalten sich die entwickelten Hitzgrade von Kohlenoxydgas, Kohlenwasserstoffgas und Wasserstoffgas in runden Zahlen wie 19: 64 : 225, und es ergibt sich daraus, daß die aus unverkohltem Brennmaterial erhaltenen Gase zur Erzeugung der höchsten Hitze fähig sind. Nicht minder ist die große Reductionsfähigkeit der Kohlenwasserstoffgase zu berücksichtigen. — Die Anwendung von Torf und Holz zur Gaserzeugung hat außerdem, abgesehen von mancher anderen Bequemlichkeit, den großen Vorzug, daß die in ihnen enthaltene Feuchtigkeit sehr leicht durch Trocknen entfernt werden kann. Hierzu tritt noch ein zweiter Vorzug der aus unverkohltem Brennmaterial erzeugten Gase. Ein Raumtheil Kohlenoxydgas und Wasserstoffgas erfordert zu |278| seiner Verbrennung 2⅓ Raumtheile atmosphärische Luft, ein Raumtheil Kohlenwasserstoffgas durchschnittlich 12 Raumtheile. Da nun beim Betriebe der Theil des Ofens, wo die Verbrennung und auch die beabsichtigte Arbeit vorgenommen wird, immer mehr oder weniger mit dem brennenden Gase angefüllt seyn muß, bei den aus unverkohltem Brennmaterial entwickelten Gasen aber beim Verbrennen ein geringeres Quantum an Gas, dagegen ein größeres an atmosphärischer Luft nöthig ist, so wird die Brennmaterialersparniß bei diesen eine bedeutendere seyn als bei nur Kohlenoxydgas gebenden Gasen.

Die aus denselben entwickelte Hitze steht bis zu einer bestimmten Gränze im geraden Verhältniß zur Temperatur der für die Verbrennung verwendeten atmosphärischen Luft; d. h. je mehr die Luft erhitzt wird, mit desto größerer Hitze werden die Gase verbrennen. Rücksichten auf die Feuerbeständigkeit des Materials, aus dem der Ofen erbaut ist, und auf die Dauer der einzelnen Theile des letzteren überhaupt, werden aber hier sehr bestimmte Gränzen setzen, und man wird selten die höchste entwickelbare Hitze in Anwendung bringen dürfen.

II. Vom Brennmaterial.

Für den Gasbetrieb ist fast jedes Brennmaterial tauglich, obschon natürlich nicht jedes gleich bequem zu verwenden ist. Das Holz wird unter Kreissägen in 6–10″ lange Stücke gesägt, wobei der Querschnitt bis ¼ Quadratfuß und darüber betragen kann. Zu sehr zerkleint gibt ein und dieselbe Holzart zu einem großen Verbrauche Veranlassung. Stücktorf wird in gewöhnlicher Ziegelform verwendet, die stückigen fossilen Brennmaterialien werden am zweckmäßigsten von etwa Eigröße bis zu 20 Quadratzoll Querschnitt aufgegeben. Backende Steinkohlen können ganz pulverförmig seyn; aller andere Gruß aber findet in kleinen Würfeln von etwa ¼ bis 1 und 2 Kubikzoll die vortheilhafteste Verwendung.

Sehr wichtig ist der Grad der Trockenheit bei den verschiedenen Brennmaterialien. Mit feuchtem Brennmaterial ist der Gasbetrieb — behufs der Eisenerzeugung nämlich — nicht ausführbar, weil, wie bereits bemerkt wurde, die in den oberen Räumen des Gasapparats entwickelten Dämpfe sich mit den Gasen nur mengen, und im Verein mit dem Stickstoff der eingeführten atmosphärischen Luft den Gehalt derselben an brennbaren Bestandtheilen so vermindern, daß sie gar nicht mehr die Fähigkeit, eine große Hitze zu entwickeln, besitzen, |279| andererseits aber der Wasserdampf eine große Menge Wärme bindet, und so zu einer bedeutenden Brennmaterialverschwendung Veranlassung gibt. Nur in dem Falle, wo man auf eine gleichzeitige Entfernung von Schwefel abzielt, z. B. beim Rösten schwefelkieshaltiger Erze, ist ein geringer Antheil Wasserdampf in den Gasen, der jedoch eine gewisse Gränze nicht überschreiten darf, an seinem Platze. — Wegen des eben Gesagten können Torf, Holz und die meisten Braunkohlenarten nie frisch verarbeitet werden: Holz und Torf müssen wenigstens vollkommen lufttrocken seyn, am besten aber in Oefen getrocknet, wozu die sogenannten Kirn'schen Oefen als die zweckmäßigsten empfohlen werden können. Die Braunkohle, mit Ausnahme der Pech- oder Glanzbraunkohle, muß durch Liegen im bedeckten Raume ihre Feuchtigkeit verloren haben.

Man glaube ja nicht etwa daß man, um vielleicht an Zeit zu gewinnen, die meisten Braunkohlenarten, und namentlich Lignitengruß, mit dem entferntesten Vortheil auf irgend eine beschleunigende Weise trocknen könne; es ist dieß im Großen nicht ausführbar, ohne pecuniäre Nachtheile herbeizuführen. Das Beste und einzig Anwendbare ist, sie in luftigen bedeckten Räumen liegen zu lassen, und wenn sie gar zu naß seyn sollten, sie ein- oder mehreremale umzustechen; hierzu sind überdieß keine kostspieligen Vorrichtungen nöthig. — Stückige Sandkohlen, Anthracit, Glanzbraunkohle können allenfalls frisch gefördert verwendet werden, doch ist ein kürzeres Liegen in bedeckten Räumen immer zu empfehlen, indem sie hierdurch bei dem fernern Verlaufe der Arbeit in jeder Hinsicht weit bessere Resultate herausstellen. Dasselbe gilt von Back- und Sinterkohlen, welche außerdem, namentlich erstere, von allen andern Brennmaterialien ganz verschiedene Gaserzeugungsapparate verlangen, zu welcher Ueberzeugung auch Hr. Thoma erst nach vielen verunglückten Versuchen gekommen ist. — Ob ein Brennmaterial, wenn es stückig war, durch das Lagern zerfällt, ist ganz gleichgültig, man wende dann nur den entsprechenden Gaserzeugungsapparat an. Niemals darf ein feuchtes fossiles Brennmaterial mit Torf, Holz oder Holzkohlen gemengt verwendet werden; denn alle Feuchtigkeit wird von letzteren, namentlich aber vom Torf aufgenommen, der dann im tiefsten Punkte des Generators so feucht ankommen kann, daß er sich von frisch gestochenem nur wenig unterscheidet, und sich gar nicht entzündet. Um mit Vortheil zu arbeiten, wird auch eine feuchte Kohlenlösche vermieden werden müssen, überhaupt mit wenigen Worten ausgedrückt: Feuchtigkeit im Brennmaterial ist der größte Feind des Gashüttenbetriebes.

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III. Von den Betriebsvorrichtungen.

Diese bestehen aus zwei Hauptbestandtheilen, und zwar:

1) aus demjenigen, in welchem die Gase erzeugt werden, oder dem Gasgenerator, und

2) aus demjenigen, worin sie zur Nutzung kommen, und die beabsichtigte Arbeit stattfindet, oder dem Gasofen selbst.

Die Form des Generators wird durch das Brennmaterial bedingt, aus welchem das Gas dargestellt werden soll; die Form des Gasofens selbst richtet sich nach der in demselben vorzunehmenden Arbeit.

A. Von den Gasgeneratoren.

Je nach dem Brennmateriale zerfallen die Gasgeneratoren in zwei Classen:

1) in solche, welche mit Rosten versehen sind, und

2) in solche, bei denen der Wind durch Düsen nahe dem tiefsten Punkte des Generators eingeführt wird.

Außerdem bedingt der Aschengehalt des Brennmaterials, und dessen Neigung sich leicht zu verschlacken und Ansätze zu bilden, ob ein Generator genügt, oder ob deren zwei nebeneinander liegende erbaut werden müssen, damit bei der nöthigen Reinigung des einen der andere im Betriebe verbleiben kann.

Näher auf die Construction eingehend hat man Generatoren

1) für Holz, reinen Torf, stückige reine Ligniten, welche außerdem keine leicht verschlackbare Asche geben, und für Holzkohlen;

2) für unreinen Torf und stückige Ligniten, die viel und leicht verschlackbare Asche geben;

3) für Sandkohle, Anthracit, für die unter 1 und 2 nicht genannten Braunkohlen, Kohlenlösche, unreinen und zerbröckelten Torf;

4) für alle Steinkohlenarten mit Ausnahme der Sandkohle, aus welcher im Generator sub 3 Gas erzeugt werden kann, endlich

5) für Kohks, welche auch bei unreinem, stückigem Anthracit gute Dienste leisten werden.

Mag nun die Form des Generators auch seyn welche sie wolle, so wird immer im tiefsten Punkte desselben durch Einführung von atmosphärischer Luft und durch vollständige Verbrennung Kohlensäuregas erzeugt. Bei dem Durchgange durch die höheren glühenden Schichten des Brennmaterials nimmt dieses Gas wieder Kohlenstoff auf, und |281| wird dadurch in Kohlenoxydgas umgewandelt. Noch höher, da wo das Brennmaterial zu glühen aufhören will, findet die Entbindung von Kohlenwasserstoffgasen statt, und an dieser Stelle muß für die Ansammlung und Ableitung der Gase vorgesorgt seyn.

Mit Berücksichtigung aller Eigenschaften des zu verwendenden Brennmaterials wird der Generator nun eine solche Gestalt erhalten müssen, daß den oben angeführten Bedingungen entsprochen wird, d. h. die untere Verbrennung muß so vollständig als möglich seyn, damit alles Brennmaterial genützt wird; die höher gelegene Brennmaterialschicht muß auslangende Höhe haben, oder, wenn das Material staubförmig ist, müssen die Gase entsprechend langsam durchstreichen, damit die Umwandlung der Kohlensaure in Kohlenoxydgas vollständig geschehen kann. Ferner muß der Generator geräumig genug seyn, um Gase in auslangender Menge erzeugen zu können, ohne daß eine Spannung in demselben oder den andern Räumlichkeiten herbeigeführt wird, wodurch sowohl Explosionen veranlaßt werden, als auch beim Aufgeben des Brennmaterials und durch die geringsten undichten Fugen Gase entweichen würden. Ein verhältnißmäßig zu kleiner Gasgenerator ist einer der größten Fehler, den man bei der Construction desselben begehen kann. Im Verlaufe von zwei Jahren, während welcher Hr. Thoma Gasversuche mit den verschiedensten Brennmaterialien machte, später während eines dreijährigen regelmäßigen Betriebes, hat derselbe nie eine Explosion erlebt, welchen Umstand er neben richtiger Anleitung der Arbeiter den richtigen Constructionsgrundsätzen, und namentlich einer entsprechenden Größe der Generatoren zuschreibt. — Ferner muß für die Entfernung der Asche und der etwaigen Schlackenansätze mit möglichst weniger Störung und dem geringsten Zeitverluste Sorge getragen werden; eben so muß auch das Aufgeben von frischem Brennmaterial in möglichst kurzer Zeit, und ohne daß Gase entweichen, geschehen. Endlich wird man von einem guten Generator lange Dauer bei möglichst geringen Reparaturen zu beanspruchen haben.

Im Allgemeinen verbrauchen die Generatoren, die das zu einem Puddel- oder dem ähnlichen Ofen nöthige Gas liefern, 50–120 Kubikfuß Luft von atmosphärischer Dichtigkeit pro Minute, je nachdem aus dem Brennmaterial zugleich Kohlenwasserstoffgase oder nicht entwickelt werden können.

Zur Winderzeugung ist ein gutes Ventilatorgebläse ganz geeignet.

Den Generatoren führt Hr. Thoma immer Gebläseluft zu, indem er sich mit natürlichem Luftzuge nie befreunden kann und wird. Bei |282| Anwendung von Holz oder gutartigem Torf ist dieß allerdings ausführbar, immer aber wird man bei Anwendung von Gebläseluft in Bezug auf Brennmaterialaufwand bessere Resultate erzielen, und einen sehr regelmäßigen Betrieb führen können. Dieß hat natürlich meistens nur auf die Stabeisenerzeugung Bezug, weil hier die kleinsten Unterbrechungen zur Unzeit erhebliche pecuniäre Verluste herbeiführen. Für Salzsiedepfannen behufs Torfbenutzung z. B. hat Hr. Thoma selbst eine Gasfeuerung mit natürlichem Luftzug construirt.

1) Von dem Generator für Holz, reinen Torf, stückige reine Lignite, wenn sie außerdem keine leicht verschlackbare Asche geben, und Holzkohle.

Ein solcher Generator ist Fig. 12, 13 und 14 auf Tab. V abgebildet. Fig. 12 ist der Grundriß, Fig. 13 und 14 sind Durchschnitte.

Dieser Generator kann für zwei Oefen dienen, wenn man Holz oder ein anderes nicht aschenreiches Brennmaterial verwendet, wie Hr. Thoma dieß auch bei Anwendung von Holz thut, wobei sich dann allerdings eine kleine Ersparniß herausstellt und die Anlagekosten vermindert werden. Bei Brennmaterial, welches viel Asche enthält, oder wo diese sehr zum Verschlacken geneigt ist, ist es sehr anzurathen, jedem Ofen einen besondern Generator zu geben, indem die größeren Anlagekosten durch Beseitigung jeder Betriebsstörung bei weitem aufgewogen werden. — In Bezug auf die mögliche Ausbreitung des Gasbetriebes hat man sich wohl die Bemerkung erlaubt, daß es ein großer Uebelstand sey, für jeden Ofen einen Gasgenerator haben zu müssen. Diesen Einwand machte übrigens ein Ingenieur, der für jeden seiner Puddelöfen eine 46′hohe Esse erbaut hatte, die circa 2½mal so viel gekostet hat als ein Gasgenerator, welchem eine solche an Dauer bedeutend nachsteht. Selbst in dem Falle, wo man für mehrere Puddel- oder Schweißöfen mit directer Feuerung nur eine große gemeinschaftliche Esse anwendet, stellt sich, wenn man die Verbindungscanäle berücksichtigt in Bezug auf den Kostenpunkt der Gasofen mit seinem Generator als der bedeutend billigere heraus.

Der in der Zeichnung dargestellte Generator ist speciell für Holz und Torf construirt; für Holzkohlen wird er keine, für Lignite dahin eine Abänderung zu erleiden haben, als man dem Schachte S geringere Dimensionen des horizontalen Querschnitts und eine geringere Höhe geben müßte.

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A ist der Rost. Er besteht aus dünnen, dabei aber breiten auf der hohen Kante stehenden Eisenstäben, deren je dritter Theil an dem Kopfende zu einem festen Ganzen verbunden ist; denn nur so können sie in der richtigen Lage zu einander erhalten werden, und lassen sich mit Leichtigkeit auswechseln. Indem man dünne aber breite Roststäbe anwendet, und diesen nicht zu große Zwischenräume gibt, verbrennt das Brennmaterial vollständig; es fällt nur Asche durch dieselben, glimmendes Brennmaterial kann sich im Aschenfall nicht ansammeln, und so kein Verbrennen der Roststäbe stattfinden. Dünne Roststäbe werden durch die durchziehende Luft mehr abgekühlt, auch legen sich nicht so leicht Schlackenklumpen auf sie auf, setzen sich namentlich nicht so fest an und lassen sich leicht entfernen. Einzelne von solchen Rosten haben bereits über zwei Jahre ausgehalten und scheinen sich noch lange benutzen zu lassen.

B der Aschenfall; für aschenreicheres Brennmaterial muß er größer gemacht werden.

D gußeiserne Thür mit gußeisernen Rahmen zum Wegschaffen der Asche. Schließt die Thür nicht luftdicht genug, so muß sie mit Lehm verstrichen werden.

C ein Rohr, durch welches atmosphärische Luft unter den Rost geführt wird. Durch eine Klappe oder ein Ventil wird die ausströmende Menge derselben regulirt.

E mit glühendem Brennmaterial angefüllter Raum, worin die Umwandlung der Kohlensäure in Kohlenoxydgas stattfindet. Gegen F hin hört dieß Glühen nach und nach auf, und in dieser Zone bilden sich die Kohlenwasserstoffgase, wenn man unverkohltes Brennmaterial anwendet.

F Verengung des Generators. Hier macht das aus dem Schachte G nachrückende Brennmaterial einen leeren Raum, in welchem sich die Gase ansammeln und durch

M den Gascanal abgeführt werden.

V Schieber, durch welchen das Ausströmen der Gase regulirt werden, oder man dieselben ganz abstellen kann, was namentlich dann oft nöthig ist, wenn zwei Oefen vor einem Generator liegen.

G der Schacht, welcher sich nach unten hin etwas erweitert, damit das Brennmaterial beim Niedergehen nicht hängen bleiben kann, was sonst bei Holz und mitunter auch bei Torf bisweilen geschehen würde.

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N sind zwei Oeffnungen, welche mit Ziegelstücken geschlossen werden, und zum Auflockern des Brennmaterials mittelst einer Brechstange dienen.

O zwei ähnliche Oeffnungen, durch welche man untersuchen kann, wie hoch das Brennmaterial im Schacht G steht.

I und K Thüren, durch welche der Rost gereinigt wird.

L ein durch eine Thür geschlossener Schlitz behufs der Reinigung des Rostes bei Brennmaterial, welches viel und namentlich sehr leicht verschlackbare Asche gibt. Ueber die Reinigung selbst soll bei der Bedienung des Generators das Ausführlichere folgen.

Sehr wesentlich ist eine entsprechende Aufgebevorrichtung. Sie muß beim Aufgeben keine Gase durchlassen, leicht und von gewöhnlichen Arbeitern zu handhaben, sowie leicht herzustellen seyn, und wenig Reparaturen bedürfen. Eine solche besteht aus:

P einer mit Randleisten und einer quadratischen Oeffnung von etwas kleinern Dimensionen als die oberen des Schachtes G versehenen Platte — der Bahnplatte — die auf der Deckplatte W durch vier Schrauben befestigt, und mit Eisenkitt verstrichen ist, um jedes Entweichen von Gasen zwischen der Deck- und der Bahnplatte zu verhindern. Auf der Bahnplatte bewegt sich Q, eine andere Platte — die Schlittenplatte — welche ebenfalls eine quadratische Oeffnung wie die Platte P hat, und über welcher der blecherne Aufgebekasten R festgenietet ist. Die untere Fläche dieser Schlittenplatte muß möglichst eben gegossen seyn; die Bahnplatte P wird oben mit einem aus Drehspänen und vielem feuerfesten Thon bestehenden, mit Essig oder Salzwasser angerührten Kitt möglichst eben, etwa ¼ bis ½″ stark bedeckt, und, wenn der Kitt hart werden will, die Schlittenplatte Q ganz genau darauf aufgerieben. — Der Aufgebekasten R hat oben den Deckel S und unten den Schieber T.

Für gewöhnlich hat der Aufgebeapparat die Stellung wie in Fig. 15, d. h. er ist ganz vorgezogen, wodurch der Schacht G durch die Schlittenplatte gedeckt ist. Soll Brennmaterial aufgegeben werden, so wird zunächst der Aufgebekasten R mit demselben gefüllt, dann der Deckel S aufgelegt, die Schlittenplatte Q fortgeschoben, bis sie die Stellung in Fig. 14 annimmt, d. h. bis der Aufgebekasten R über dem Schachte G steht. Nun zieht man den Schieber T weg, und das Brennmaterial fällt aus dem Aufgebekasten in den Generator resp. den Schacht G. — Der Schieber T wird wieder eingeschoben, die Schlittenplatte in |285| die Stellung von Fig. 15 zurückgebracht, der Aufgebekasten von Neuem gefüllt u. s. w. Sollten zwischen der Bahn- und Schlittenplatte noch Gase entweichen, so streut man feinen Sand zwischen die Randleisten der Bahnplatte und die Schlittenplatte, wodurch diesem Uebelstande vollkommen abgeholfen wird.

Der Gasgenerator selbst ist von Ziegeln erbaut, und durch gußeiserne Eckleisten, durch welche schmiedeiserne Anker gehen, gesichert. Wenigstens bis auf die Höhe von E muß er im Innern von feuerfesten Ziegeln seyn; zweckmäßiger ist es aber, ihn so weit, wie durch die dunklere Schattirung in der Zeichnung angedeutet ist, mit denselben auszufüttern, dann hat man viele Jahre keine Reparatur daran vorzunehmen. Man muß, um das beschwerliche Heraufschaffen des Brennmaterials zu vermeiden, den Generator so tief, als dieß das Grundwasser nur zuläßt, unter die Hüttensohle legen.

Bedienung des eben beschriebenen Generators.

Beabsichtigt man Gase zu erzeugen, so werden erst Holzspäne, Reisig, Stroh oder dergl. auf den Rost geworfen, und dann der Generator bis über die Hälfte mit Brennmaterial angefüllt. In diesem Falle leiden die Roste durch das Herabfallen desselben nicht. Hierauf wird durch eine der unteren Thüren Feuer hineingebracht, alle Thüren gut geschlossen, und wenig Wind gegeben, dann bei allmählicher Verstärkung desselben der Generator ganz mit Brennmaterial angefüllt. Je nachdem dieses verbrennt, wird durch die Aufgebevorrichtung frisches aufgegeben. Bei Puddelöfen darf dieß aber nie dann geschehen, wenn sich die Schlacke von der Eisenmasse bereits geschieden hat, sondern während das Eisen für die neue Charge in den Ofen eingesetzt wird. Es findet dann gegen das Ende des sogenannten Kochens ein Nachfüllen statt. Bei den Schweißöfen wird immer nur während des Einsetzens des Eisens aufgegeben.

War das Brennmaterial nicht trocken genug, so sind die Gase anfangs so mit Wasserdampf geschwängert, daß sie sich nicht gleich entzünden lassen, ja es kann selbst zu Anfang der Wasserdampf sich daraus condensiren, so daß Wasser sich zum Theil auf dem Herde ansammelt, theils aus den Thüren der Oefen herausfließt. Mitunter setzt sich auch zu Anfang Theer im Gascanale ab; dieß ist jedoch nicht nachtheilig; denn mit der vorwärtsschreitenden Erwärmung des Ofens verschwindet diese Erscheinung, und der abgesetzte Theer wird von den Gasen wieder mit aufgenommen.

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Je nachdem das Brennmaterial reiner oder unreiner ist, je nachdem es eine zum Verschlacken mehr oder weniger geneigte Asche gibt, wird ein seltener oder öfter sich wiederholendes Reinigen des Rostes nöthig werden. — Wird der Betrieb mit Holz oder Holzkohlen geführt, so hat man nur nöthig etwa alle 12 Stunden den Wind abzustellen, die Thür J zu öffnen, und mit einem Haken über den Rost hinzufahren, welche Manipulation für die Reinigung vollkommen genügt. Dieselbe Reinigungsart wird auch bei ganz reinem und bis höchstens 5 Proc. Rückstand haltendem Torf und bei eben so reinen Ligniten sich auslangend erweisen, und nur höchstens in kürzern Zeiträumen vorzunehmen seyn. Ganz anders aber hat man bei mehr und leicht verschlackbare Asche gebendem Brennmaterial zu verfahren. Nachdem man den Wind abgestellt hat, öffnet man die Thür des Schlitzes L, und treibt in denselben die in Fig. 16 abgebildeten Abfangestangen so ein, daß eine neben der andern der ganzen Breite des Schlitzes nach zu liegen kommt — punktirt in Fig. 14 — wodurch das über den Abfangestangen liegende Brennmaterial von dem untern geschieden wird. Hierauf öffnet man die Thüren J und K, und reinigt durch die Thür J den Rost von allen Schlackenansätzen aufs sorgfältigste, wozu man, sobald die Leute erst eingeübt sind, nicht viel über fünf Minuten gebraucht, da der Rost und der untere Raum durch die Abfangestangen ganz frei von jedem nachstürzenden Brennmaterial gehalten werden. — Nach erfolgter Reinigung werden die Thüren J und K wieder geschlossen und mit Lehm verstrichen, hierauf die Abfangestangen herausgezogen, die Thür L geschlossen, und dann ganz langsam wieder Wind gegeben. Läßt man diesen zu plötzlich einströmen, so erfolgt eine kaum merkliche Explosion im Aschenfall, die zwar nie von Bedeutung werden kann, indessen den Lehm von den Thüren mitunter abwirft. — Sobald die Asche gegen das Windrohr C sich erhebt, so muß dieselbe fortgeschafft werden.

Da wo es die Localität gestattet, ist es vortheilhaft in den Aschenfall ganz wenig Wasser zu leiten, welches, indem es die heiße Asche ablöscht, sich in Dampf verwandelt, durch welchen, unter Bildung von Kohlenwasserstoffgasen, die Heizkraft der Gase wesentlich vermehrt, und der Rost sehr conservirt wird. Bei Holzkohlen, bei recht trockenem Holze und bei ebenfalls recht trockenem reinem Torf ist dieses Verfahren sehr zu empfehlen; weniger jedoch bei aschenreichen Ligniten, bei denen ein Versetzen der Roste leicht möglich ist.

Bei allen Gasgeneratoren, welche bisher an verschiedenen Orten zur Anwendung gekommen sind, scheint eine Vorrichtung zum Abfangen |287| des Brennmaterials behufs der Reinigung der Roste etc. nicht in Anwendung gebracht zu seyn, wenigstens ist noch nie eine beschrieben worden. Die Abfangevorrichtung ist für den Eisenhüttenbetrieb mit Gas von der allergrößten Wichtigkeit. Dieselbe wird es oft allein möglich machen, nur einen Generator da anzuwenden, wo man sonst zwei dergleichen haben mußte. Der Betrieb eines sonst noch so zweckmäßig construirten Generators, bei Verwendung von sehr aschenreichem Brennmaterial, wird ohne diese Vorrichtung immer ein mangelhafter genannt werden müssen, weil die Reinigung nicht schnell genug und niemals vollkommen ausgeführt werden kann, die Arbeiter belästigt werden, eine Brennmaterialverwüstung nicht verhütet und endlich die Reinlichkeit des Locals beeinträchtigt wird. — Die Abfangevorrichtungen geben den für die Eisenerzeugung bestimmten Gasgeneratoren erst wahren praktischen Werth.

Soll der Generator außer Betrieb gesetzt werden, so wird der Wind abgestellt, die Aschenfall- und alle anderen Thüren ganz luftdicht mit Lehm verstrichen; nur der Schieber V im Gascanal bleibt halb offen, so daß das Brennmaterial sehr langsam fortglimmt, und der Generator und der Ofen nicht zu sehr abgekühlt werden. Dauert der Stillstand längere Zeit, so räumt man den Generator durch die Thüren J und K aus und löscht das Feuer. Daß man zur Schonung der Roste, und um das Verschlacken der Asche auf demselben zu verhindern, den Generator nur mit kalter Luft betreibt, ist bereits erwähnt worden.

(Der Schluß folgt im nächsten Heft.)

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