Titel: Grandjean, über Benutzung der Braunkohlen zur Eisenfabrication.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1852, Band 123, Nr. X. (S. 43–51)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj123/ar123010

X. Ueber Benutzung der Braunkohlen zur Eisenfabrication.

Ganz abgesehen von den verschiedenen handelspolitischen Theorien die sich gegenwärtig um den Vorrang streiten, muß jeder, dem es aufrichtig um die Entwicklung der materiellen Interessen Deutschlands zu thun ist, sich gestehen, daß ohne wohlfeiles Eisen der Aufschwung unserer Industrie sehr gehemmt bleiben wird. Wohlfeiles Eisen und billiges Brennmaterial sind die Hauptträger gewerblicher Entwicklung.

England hat die großartige Blüthe seiner Industrie vorzüglich seinen Steinkohlen zu verdanken, und das Mitvorkommen der Eisenerze setzt es auch in den Stand, das Eisen als das unentbehrlichste Hülfsmittel aller Gewerbthätigkeit wohlfeil darzustellen. In Deutschland dagegen hat die Natur weder so reiche Steinkohlenablagerungen geschaffen, noch ihnen Eisenerze in so unmittelbarer Nähe zugesellt. Wir stehen in dieser wichtigen Beziehung deßhalb gegen England zurück und müssen durch Fleiß, Ausdauer und kräftige Benützung der Hülfsmittel die uns geboten sind, zu ersetzen suchen was uns die Natur versagt hat.

An Eisenerzen ist indessen Deutschland keineswegs arm, und sind dieselben größtentheils reichhaltiger und besser, wie die bei den Steinkohlen |44| in England vorkommenden, weßhalb sie bei guten Transportmitteln unter Benutzung der Steinkohlen wie in den Rheingegenden z.B., wohl ein eben so wohlfeiles Roheisen liefern können wie England und Belgien, vorausgesetzt daß der deutsche Bergbau sich in geeigneter Weise entwickeln kann. Wenn nun auch die Steinkohlen nur an wenigen Punkten vorhanden sind, so ist doch unser Vaterland desto reichlicher mit Braunkohlen bedacht worden, in denen dann auch das Mittel zu suchen ist, um die Lücke auszufüllen, die sich so empfindlich fühlbar macht.

Die Braunkohlen, welchen ich, außer den sparsam brechenden Spielarten, die sich schon sehr den Steinkohlen nähern, zunächst eine große Wichtigkeit zur Hebung der Eisenfabrication beimessen muß, sind die holzartigen (Lignite), wie sie vorzüglich am Westerwald, und auch noch in vielen andern Gegenden vorkommen; es mögen aber auch manche erdige und andere Varietäten zu diesem Zwecke bei näherer Prüfung tauglich befunden werden. Reiche Eisenerzlagerstätten kommen an vielen Punkten in der Nähe der Braunkohlen vor.

Wie alles Neue und Ungewohnte in der ersten Periode der Einführung auf Schwierigkeiten und Widersprüche stößt, so hat es auch den Steinkohlen ergangen, die sich bei der Eisenfabrication nur mühsamen Eingang verschaffen konnten. Gegenwärtig haben die Braunkohlen, obgleich schon an einigen Orten mit gutem Erfolg angewendet, mit denselben Anständen noch zu kämpfen: sie werden aber wie jene siegreich durchdringen und unserer Industrie eine breite Bahn brechen, auf der sie eben so erfolgreich vordringen kann, als wenn sie sich auf Steinkohlen stützte.

Der Bergbau auf den meisten Braunkohlen-Ablagerungen erfordert nicht die kostspieligen Anstalten und Vorarbeiten wie auf den gewöhnlich tiefer liegenden und mehr geneigten Steinkohlenflötzen; erstere sind auch in der Regel mächtiger und leichter zu bearbeiten wie die letzteren: so daß die Gewinnungskosten selten höher steigen können, als die der Steinkohlen unter günstigen Lagerungs-Verhältnissen.

Diesen allgemeinen Bemerkungen, die ich im Interesse der Sache voranschicken zu müssen glaubte, will ich nun die specielleren Erfahrungen, die ich in Ansehung der Braunkohlen des Westerwaldes zu machen Gelegenheit hatte, folgen lassen. Diese sind zwar keineswegs zu einem bestimmten Abschluß gelangt und haben auch keinen Anspruch auf die maßgebendste Behandlung, sie dürften aber doch geeignet seyn, die Aufmerksamkeit der Industriellen etwas mehr auf das bisher so |45| sehr vernachlässigte Brennmaterial, die Braunkohlen zu lenken – und wenn dieses geschieht, so ist mein Zweck einstweilen erreicht.

Die Braunkohlen des Westerwaldes, die wie schon erwähnt, zur holzigen Varietät, zum Lignit gehören, und ein verworrenes Gewebe größerer und kleinerer plattgedrückter Pflanzentheile darstellen, haben nach den Untersuchungen von Dr. G. Clemm durchschnittlich frisch aus den Gruben 25 Proc. Wassergehalt, der sich durch Lufttrocknung bis auf 20 Proc. vermindert. Ihr Aschengehalt (der lufttrocknen Kohlen) übersteigt selten 6 Proc.) der Schwefel beträgt 0,15–0,20 Proc. und der Stickstoff 1 Proc. Es bleiben demnach gegen 73 Proc. Elementarbestandtheile übrig. Untersucht man die den Kohlen eingemengten erdigen Stoffe, die den bei weitem größten Theil des Aschengehalts bilden, unter dem Mikroskop, so findet man, daß dieselben aus wenigem Gyps und aus Chabasit oder Philliprit in Kryställchen bestehen. Auch Efflorescenzen von Alaun findet man zuweilen an Braunkohlen, die an der Luft lagen und Schwefelkies enthielten.

Unsere Braunkohlen stehen hiernach vielen Steinkohlensorten an Brennwerth nicht nach, zeichnen sich aber vor diesen durch geringen Schwefelgehalt und die Bedingungen zu einer leichtflüssigen Schlacke vortheilhaft aus, so daß sie bei der Eisenfabrication ein besseres Product liefern werden als die meisten Steinkohlen. Die Förderungskosten der Braunkohlen am Westerwald können durchschnittlich zu sechs Kreuzer per 100 Pfd. lufttrocken angeschlagen werden; bei stärkerem Absatz und lebhafterem Betrieb kann aber noch eine ansehnliche Reduction dieses Preises stattfinden.

Man kann sich denken, daß bei dem lebhaften Eisenhüttenbetrieb in Nassau die Braunkohlen, welche in reichen und ausgedehnten Lagerstätten in den tertiären Bildungen des Westerwaldes vorkommen und bisher nur eine geringe Anwendung zu technischen Zwecken fanden, schon längere Zeit Gegenstand von Versuchen waren, die vorzüglich darauf hinausgingen, sie zum Frischproceß zu benutzen. Die Erfolge waren indessen entweder sehr zweifelhafter oder entschieden ungünstiger Natur. Eben so verhielt es sich mit den Proben die gemacht wurden, die Braunkohlen mittelst Verkohlung zur Roheisenerzeugung tauglich zu präpariren. Die erhaltenen Kohks hatten alle zu geringe Tragfähigkeit für den Hohofen.

Im Jahr 1848 wurden von Dr. G. Clemm unter meiner Mitwirkung weitere Versuche zur Verkohlung der Braunkohlen im Kleinen angestellt, die schon günstigere Resultate ergaben. Es wurden nicht |46| allein Kohlen in Stücken, sondern auch Kohlenklein mit Theer gemengt und zusammengepreßt (wie die sogenannten Pariser Kohlen), in verschlossenen Gefäßen behandelt und daraus sehr brauchbare Kohks dargestellt. Hierbei kam es hauptsächlich darauf an, bei langsamer Erwärmung die Kohlen von Wasser zu befreien und bei eingetretener Ausscheidung des Theers diesen dann durch rasche Erhitzung mit zu verkohlen, wodurch den zur Zersplitterung sehr hinneigenden Kohlen ein festes Bindemittel gegeben wurde. Die so erhaltenen Kohks ließen in Bezug auf Tragfähigkeit und intensive Wärme-Entwicklung nur wenig zu wünschen übrig. Auch stellte sich der Preis derselben gegen die theuern Holzkohlen, obgleich aus 100 Pfd. lufttrocknen Braunkohlen nur 40 Proc. Kohks gewonnen wurden, sehr günstig. Es war nur noch die Frage zu beantworten, wie der, bei dieser starken Reduction bis zu 14 Proc. in den Kohks angewachsene Aschengehalt, der übrigens, wie schon erwähnt, durch seine Zusammensetzung, die einen starken Kalkantheil voraussetzt, der ohnehin den Erzen zugesetzt werden muß, nicht sehr zu fürchten war, auf den Hohofenproceß einwirke. Weitere Versuche, die Braunkohlen durch vollständige Trocknung oder theilweise Verkohlung zu technischen Zwecken geschickt zu machen, wurden durch die politischen Stürme der verflossenen Jahre unterbrochen, bis sie vom Ingenieur Meyer zu Niederthal bei Hachenburg, ebenfalls unter meiner Mitwirkung, im vorigen Jahre wieder aufgenommen wurden.

Wir gingen dabei von der Annahme aus, daß die Unbrauchbarkeit der noch immer 20 Proc. Wasser haltenden luftrocknen Kohlen (zu technischen Zwecken die höhere Hitzegrade erfordern) durch diesen großen Wassergehalt bedingt sey, indem wir unterstellten, daß die Wasserdämpfe, welche sich bei der Verbrennung aus den Kohlen entwickeln, zu viele Wärme absorbiren und die entstehenden brennbaren Gase zu sehr verdünnen, um mit dem größten Effect verbrennen zu können. Außerdem war erfahrungsmäßig bekannt, daß diese Wasserdämpfe bei ihrem Entstehen die Kohlen auf dem Roste in kleine Splitter zersprengten, wodurch sich ein feines Haufwerk bildete, das zum Theil ungenutzt durch den Rost fiel, während der andere Theil die Luft nicht mehr in hinreichender Quantität zu einer geregelten Verbrennung der entstehenden Gase durchlassen konnte.

Indessen die Braunkohlen von ihrem starken Gehalt an hygroskopischem Wasser auf eine einfache und wohlfeile Art zu befreien, war mit einigen Schwierigkeiten verbunden, indem die stille Trocknung in |47| erwärmten Räumen und in der Sonnenwärme sehr langsam und unvollkommen von statten ging – und in verschlossenen Gefäßen auf dem Wege der Destillation eine vollständige Ausscheidung des Wassers zum Theil mit der Zersetzung der Kohlen und Bildung von Kohlenwasserstoffgas und Theer zusammenfiel, wodurch ein großer Verlust von Brennstoff herbeigeführt und der Proceß außerdem kostspielig wurde. Die Anwendung eines warmen Luftstromes, der in einem geschlossenen Raum durch eine Säule bis zur Faustgröße zerkleinerter Kohlen geleitet wurde, schien unter diesen Umständen das beste Trockenmittel zu versprechen. So einfach und naheliegend dieses Mittel auch war, es war noch nicht versucht worden. Man konnte sich davon versprechen, daß die erwärmte Luft dem aus den Kohlen entweichenden Wassergas als geeigneter Träger dienen werde, und daß ein solches Fluidum die engen Spalten und Risse so durchdringe, daß eine vollständige Trocknung in kurzer Zeit und ohne bedeutenden Kostenaufwand erzielt werden könne. Außerdem war noch zu erwarten, daß die Kohlen sich, wie es schon an der freien Luft geschieht, eines Theils des Sauerstoffs der erwärmten Luft bemächtigen und dadurch in eine Art Pechkohle umgewandelt würden, die wenigstens einen kräftigeren inneren Zusammenhang hat, als der Lignit, wenn sie auch keine besonderen Vortheile in Bezug des Nutzeffects darbieten sollte.

Um hierüber ins Reine zu kommen, wurde auf Kosten der Eisenwerksbesitzer Gebrüder Schneider zu Neunkirchen bei Siegen, die ein lebhaftes Interesse für diese Angelegenheit bisher an den Tag gelegt haben, eine Quantität Braunkohlen von mittlerer Qualität in einem Formtrockenofen zu Nisterthal, der zur Durchleitung von erwärmter Luft hergerichtet war, bis auf einige Procent von Wasser befreit, worauf mit denselben Frischversuche in einem gewöhnlichen Steinkohlen-Puddelofen stattfanden. Der erste Versuch geschah unter Zuführung von etwas gepreßter kalter Luft unter dem Rost. Hierbei hatte die Gasentwicklung und Verbrennung der getrockneten Braunkohlen zwar einen ganz guten Verlauf, und es wurde das eingesetzte Roheisen eingeschmolzen und zur Gahre gebracht; es ging jedoch eine verhältnißmäßige große Menge Brennmaterial auf und der Proceß hatte über eine Stunde länger gedauert, als bei Steinkohlenfeuerung. Es schien, daß die Menge der eingepreßten kalten Luft zu groß gewesen sey und eine nachtheilige Verdünnung der Gase und zu starke Abkühlung herbeigeführt habe; während bei dem Versuch vorausgesetzt war, daß die gepreßte Luft eher im Stande seyn werde das Haufwerk auf dem Roste kräftig zu durchdringen, als der freie Luftzug. Für die zweite Charge wurde deßhalb die Absperrungsmauer vom Aschenloche beseitigt und das Gebläse abgestellt. |48| Nun ging bei sehr lebhafter regelmäßiger Verbrennung der reichlich entwickelten Gase das Einschmelzen und Gahren über Erwarten günstig; das aufgegangene Kohlenquantum war viel geringer als bei dem ersten Versuch, und es wurde zur Durchführung des Processes nicht mehr Zeit gebraucht, als bei guten Steinkohlen. Die erhaltenen, unter einem kleinen Schwanzhammer zusammengeschlagenen Luppen zeigten alle Eigenschaften eines vorzüglichen Eisens; wobei jedoch bemerkt werden muß, daß das verwendete Roheisen bei Holzkohlen erblasen und von guter Qualität war.

Nach diesen Ergebnissen, die eine sehr vortheilhafte Benutzung der Braunkohlen zum Puddlingfrischen außer Zweifel stellten, entstand die weitere Frage, wie die Kohlen am einfachsten und wohlfeilsten zu trocknen seyen. Hierbei boten die Gebrüder Schneider ebenfalls wieder bereitwillig die Hand, indem sie den Ingenieur Meyer veranlaßten, einen Trockenofen nach seiner Construction (in dem das Trocknen bisher fortgesetzt wurde) auf ihre Kosten bei einer Braunkohlenzeche in der Nähe von Marienberg zu erbauen.

Die Erfahrungen welche mit diesem Trockenapparat, der aus einem 20' hohen und 10' weiten Schachtofen mit einer einfachen Vorrichtung zum Erwärmen der Luft besteht, bisher gemacht wurden, lassen die Sache noch nicht als zum Abschluß gebracht erscheinen, da nicht allein die ganze Einrichtung, welche in ungünstiger Jahreszeit mit sehr unvollkommenem Material hergestellt wurde, sehr mangelhaft war, sondern sich auch im Gebrauch, wie dieses bei allen neuen Versuchen der Art vorkommt, Veränderungen nöthig gezeigt haben, die viele Zeit und Auslagen erforderten. Es unterliegt übrigens nach den bereits gewonnenen Resultaten keinem Zweifel, daß das Trocknen der Braunkohlen mit geringen Kosten und Zeitaufwande im Großen zu bewerkstelligen ist, wobei, wenn dieses auf den Gruben geschieht, nicht nur ein bedeutender Theil der Transportkosten erspart wird, sondern auch das sonst nicht verwerthbare Kohlenklein zum Erwärmen der Luft benutzt werden kann. Das geeignetste Wärmeverhältniß scheint nach den bisherigen Ermittlungen zwischen 40–50° R. zu liegen.

Welche Einrichtung zum Trocknen der Braunkohlen allgemeine Anwendung finden wird, läßt sich noch nicht bestimmen, da hierzu wie in der Natur der Sache liegt, nach Oertlichkeit und individueller Anschauung verschiedene Wege und Apparate dienen können. Dieses ist aber auch eine Nebensache, die der Anwendung des Princips nicht mehr hinderlich seyn kann.

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Die Gebrüder Schneider haben auf ihrem neuen Puddlingwerke bei Siegen das Frischen mit Braunkohlen, sowohl mit diesen allein, als auch mit einem kleinen Theil Steinkohlen vermischt, fortgesetzt und damit, wie ich aus guter Quelle erfahren habe, sehr befriedigende Resultate gehabt. Es läßt sich demnach erwarten, daß die Anwendung der getrockneten Braunkohlen zum Puddeln in der Nähe des Westerwaldes immer mehr Platz greifen wird, und sind auch schon einige Werke mit den Vorbereitungen hierzu beschäftigt. Man sieht hieraus, wie wenig oft dazu gehört, ein als völlig unbrauchbar angesehenes Material in ein mächtiges Hülfsmittel der Industrie umzuwandeln. Aber gerade für solche einfache, ja unscheinbare Vorbereitungen, die in ihren Folgen in der Regel von großer Tragweite sind, ist es bei uns gewöhnlich am schwierigsten, die erste gründliche Ausführung zu sichern, da ihnen meistens viele Versuche vorausgegangen sind, die ohne gehörige Würdigung der Natur des Materials zu ungünstigen Resultaten führten, die dann von weiteren Proben abschrecken.

Für die hiesige Gegend ist es indessen nicht allein Bedürfniß, ein wohlfeiles Brennmaterial zum Eisenfrischen zu erhalten – es muß auch daran gedacht werden, die trefflichen in reichlicher Menge vorkommenden Eisenerze, welche sich in der Nähe des Westerwaldes und selbst auf demselben finden, auf wohlfeilere Art in Roheisen umzuwandeln. Denn die bisher zu diesem Zwecke benutzten Holzkohlen sind zu theuer, um eine nachhaltige Concurrenz zu ermöglichen – und auch nicht in hinreichender Menge zu erhalten, um eine dem Eisenerzreichthum entsprechende Production an Roheisen herbeizuführen. Die Holzkohlen werden bei einer solchen Erweiterung der Eisenindustrie voraussichtlich doch in gutem Werth bleiben, da das mit diesem Brennmaterial erzeugte Roheisen zu manchen Zwecken, wie z.B. zur Stahlbereitung etc., immer sehr gesucht und besser bezahlt bleiben wird – und in der Uebergangsperiode die bestehenden Hüttenwerke die Braunkohlen auch nur als Zusatz zu den Holzkohlen benutzen werden.

Wie ich bereits bemerkt habe, wurden schon früher Versuche gemacht Braunkohlen in brauchbare Kohks zum Eisenschmelzen umzuwandeln, die aber alle bis auf die angeführten Proben von Dr. G. Clemm von keinem günstigen Erfolg begleitet waren, da es nicht gelingen wollte den erzeugten Kohks diejenige Festigkeit zu geben, welche sie zum Widerstand gegen den starken Druck in Hohöfen haben mußten. Außerdem war aber auch bei ihrem lockeren Gewebe und der großen Oberfläche die sie vermöge desselben darboten, zu befürchten, daß sie schon in den |50| oberen Theilen des Ofens vollständig verbrennen würden – und also im Gestell, wo die Reduction der Erze vorzüglich geschieht, nicht mehr gehörig wirksam seyn könnten. Selbst aber auch dann, wenn sich aus Braunkohlen Kohks von entsprechender Festigkeit im Großen leicht darstellen ließen, mußte es doch viel vortheilhafter erscheinen, zur Roheisen-Erzeugung getrocknete Braunkohlen anzuwenden, da die Verkohlung ja ohnehin im oberen Theile des Ofens vor sich geht und die dabei reichlich entstehenden brennbaren Gasarten zum Trocknen der Kohlen, zur Erwärmung der Gebläseluft, und zur Heizung von Dampfmaschinen etc. benutzt werden können, während die selbstständige Verkohlung mit bedeutenden Kosten verbunden ist und keine so unmittelbare und vortheilhafte Benutzung der Verkohlungs-Producte gestattet.

In neuester Zeit hat Fr. v. Rößler zu Westerburg nach einer ihm in Nassau patentirten Methode die Verkohlung der Braunkohlen, wobei auch die Destillations-Producte gewonnen werden können, wieder aufgenommen. Hierbei hat es sich aber aufs neue gezeigt, daß auf den größten Theil der letzteren verzichtet werden muß, wenn feste Kohks erhalten werden sollen. Da übrigens Fr. v. Rößler mehr Gewicht auf die Destillationsproducte legt, jedoch aber auch die Kohks zu verwerthen wünschte, so veranlaßte er den Ingenieur Meyer einige Versuche zum Eisenschmelzen auf seine Kosten zu machen, die zu Nisterthal auf einem sehr niedrigen Schachtöfchen ausgeführt wurden. Es kam hier vorzüglich auf die Beantwortung zweier Fragen an: „ob sich nämlich die sehr spröden und brüchigen Kohks, die sich in einer kurzen Säule schon sehr zerkleinten, in einem Hohofengestell durchblasen ließen – und ob dieselben wegen ihres Aschengehaltes, der gegen 14 Procent beträgt, auch die zur Reduction der Erze nöthige Hitze erzeugen – und dabei eine dem Proceß nicht hinderliche Schlacke gäben.“ Obgleich nun mit kaltem Wind geblasen werden mußte und das Gebläse kein kräftiges war, so gaben doch die Versuche, die mit sehr unvollkommenen und in der Eile zusammengestoppelten Hülfsmitteln gemacht werden mußten, ganz befriedigende Resultate: indem nicht allein das Durchblasen der Kohks ganz leidlich von statten ging, sondern auch die Reduction der Erze, die wegen dem Kalkgehalte der Kohks nur mit wenigem Kalk beschickt wurden und aus geröstetem Spath- und Braun-Eisenstein bestanden, bei ganz erwünschter Schlackenbildung und ohne erhebliche sonstige Störungen erfolgte. Das reducirte Eisen wurde indessen in dem Herd, wie auch kaum anders zu erwarten war, da der Ofen nur wenig vorgewärmt werden konnte, als Frischeisen angetroffen, das aus dünnen, |51| zusammengesinterten, sehr geschmeidigen Lamellen mit zwischengelagerten Kohlenstückchen bestand.

Aus diesen Proben ging zwar mit Evidenz hervor, daß die Braunkohlen-Kohks auf sehr niedrigen Oefen zur Eisenerzeugung tauglich seyen; der ökonomische Punkt konnte aber natürlich dadurch nicht festgestellt werden. Um nun in dieser letzteren Beziehung aufs Reine zu kommen und zugleich mit getrockneten Braunkohlen Roheisen zu erzeugen, welche letztere Frage von noch weit größerem Belang ist, soll auf einem vom Ingenieur Meyer projectirten und auszuführenden vollkommeneren Ofen, der übrigens gegen die gebräuchlichen Hohöfen noch sehr niedrig werden wird, mit größeren und länger anhaltenden Versuchen vorgeschritten werden, wobei dann auch erhitzte Gebläseluft zur Anwendung kommt.

Der Erfolg dieser Versuche, der mir wohl ebenfalls im Einverständniß mit den Betheiligten im Wesentlichen bekannt zu machen vergönnt seyn wird, kann meiner Ansicht nach, wenn keine besonderen Zwischenfälle eintreten, kein zweifelhafter und nur ein erfreulicher seyn, denn es läßt sich nach den gewissenhaft aufgestellten Voranschlägen erwarten, daß der ökonomische Effect ein sehr befriedigender seyn werde.

Marienberg (Nassau), November 1851.

Grandjean.

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