Titel: Ueber die den Eisen-Hohöfen mitzutheilende Windmenge.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1853, Band 127, Nr. LVIII. (S. 272–275)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj127/ar127058

LVIII. Ueber die den Eisenhohöfen mitzutheilende Windmenge.

Ueber diesen eben so wichtigen als problematischen Gegenstand theilen wir im Folgenden aus Armengaud's Publication industrielle t. VIII p. 253 dasjenige mit, was Hr. Laurens in der Gesellschaft der französischen Civilingenieure vorgetragen hat.

Man hat in der Eisenhüttenkunde durchaus keine genauen und allgemein angenommenen Data über die Luftmenge, welche mittelst der Formen einem Hohofen zugeführt werden muß. Daraus folgte, daß man den Gebläsen oft übertriebene Dimensionen gab. Als man aber anfing den Hütten jene große Ausdehnung zu geben, wie es noch ganz neuerlich geschehen, nahm man an, daß man für einen Holzkohlen-Hohofen in der Minute 1000 bis 12,000 Kubikfuß Wind bedürfe. Man wird einsehen, daß die Anlagekosten der Gebläse dieser Art sehr bedeutend seyn müssen.

Wenn man dahin gelangte, das zur Speisung eines Hohofens erforderliche Luftvolum ganz genau zu bestimmen, so würde es stets erforderlich seyn, dem Gebläse einen Ueberschuß von Kraft zu geben; jedoch ist jenes nicht möglich und man kann daher die Bestimmung stets nur innerhalb gewisser Gränzen machen.

Es ist daher für den ökonomischen Hüttenbetrieb sehr wünschenswerth, daß eine Regel aufgestellt wird, die zur Bestimmung der Dimensionen eines Gebläses sich auf die größte Luftmenge basirt, welche einem Hohofen durch die Formen zugeführt werden darf.

Die Regel, deren sich die HHrn. Thomas und Laurens bei der Construction der Gebläse bedienen, beruht auf der Annahme, daß die durch die Formen einem Hohofen zugeführte Luftmenge höchstens diejenige erreichen darf, welche zur Verwandlung der durch die Gicht aufgegebenen reinen Kohle in Kohlenoxyd erforderlich ist. Es folgt aus dieser Annahme, daß das Luftvolum, auf 0° und auf 0,76 Meter Druck reducirt, welches in 1 Minute eingeblasen wird, höchstens 4,41 Kubikmeter auf jedes Kilogramm fixen Kohlenstoff (82 Rhein. Kubikfuß auf 1 Köln. Pfd.) welcher in derselben Zeit verbrannt wird, betragen darf. Wir gebrauchen den Ausbruch „fixen Kohlenstoff“ weil die gewöhnliche Kohle, außer der Asche und dem hygrometrischen Wasser, eine |273| gewisse Menge flüchtiger Stoffe enthält, die nur durch ein länger fortgesetztes Calciniren vollständig entfernt werden können. Diese flüchtigen Substanzen und der Kohlenstoff, den sie enthalten, so wie auch das Wasser und die Asche, müssen bei der Berechnung abgezogen werden, denn jene verlassen die Kohle in einer Gegend des Ofens, wo die Luft nicht auf sie einwirken kann.

Für Holzkohle von mittlerer Beschaffenheit, welche 7 Procent Wasser, 2 1/2 Procent Asche und 14 Procent flüchtige Stoffe enthält, findet man, daß jedes Kilogramm aufgegebene Kohle nur 0,765 Kilogr. fixe Kohle repräsentirt. Diese Zahl gibt uns 3,374 Kubikmeter Luft für jedes Kilogr. aufgegebene Kohle (51 Kubikfuß auf 1 Pfd.).

Kohks von mittlerer Beschaffenheit mit 5 Proc. Wasser, 3 Procent flüchtigen Stoffen und 12 Proc. Asche, würden 0,800 Kilogr. fixe Kohle für jedes Kilogr. aufgegebener Kohks repräsentiren. Wir folgern daraus, daß man höchstens 3528 Kubikmeter Luft für jedes Kilogr. Kohks (53 Kubikfuß auf 1 Pfd.) nöthig habe.

Wir müssen hier bemerken, daß nicht alle in einen Hohofen gelangende Kohle verzehrt wird, und daß von ihrer Menge die sehr verschiedenartigen und folglich schwierig zu schätzenden Verluste abgezogen werden müssen. Es gelangt Kohle in die Schlacke und dieser Verlust ist je nach der größern oder geringern Zerreiblichkeit des angewendeten Brennmaterials verschieden. Ein kleiner Theil Kohle wird auch als Kohlenstoff vom Eisen absorbirt.

Andererseits veranlaßt auch der Weg, den die Kohle durch die ganze Höhe des Hohofens zurücklegt, die constante Bildung einer gewissen Quantität feinen Staubes, der größtentheils durch die Gicht ausströmt. Diese Staubbildung, welche durch die Einrichtung des Apparats selbst veranlaßt wird, ist ein beachtenswerther Umstand; aus gewissen Thatsachen, die wir unten darlegen werden, folgern wir nämlich, daß dieser Staub eine, obschon indirecte, Rolle bei der Kohlung des Roheisens spielt.

Wendet man diese Data auf einen Holzkohlen-Hohofen an, der täglich 4000 Kilogr. Roheisen, mit einem Aufwande von 1,200 Kilogr. Kohlen auf die Tonne (1000 Kilogr.) Roheisen, producirt, so müßte das Gebläse 11,241 Kubikmeter (354 Kubikfuß) in der Minute liefern. – Das Gebläse eines Kohks-Hohofens, der täglich 20 Tonnen Roheisen mit einem Verbrauch von 1,400 Kilogr. Kohks auf die Tonne erzeugt, müßte in der Minute 68,60 Kubikmeter (2220 Kubikfuß) durch die Formen in den Ofen führen. Wir haben bei diesen Berechnungen einen |274| regelmäßigen Gang des Ofens, ein constantes Blasen und Wind von 0° und 0,76 Meter Pressung angenommen.

Bei diesen Windmengen sind jedoch die Verluste nicht berücksichtigt, welche durch ein Zurückströmen des Windes in den Formen veranlaßt werden können. Sie sind nach der größern oder geringern Sorgfalt, die man auf die Lage der Düse in der Form verwendet verschieden, man kann sie unter gewissen Umständen aber auf 1/4 des ganzen, von dem Gebläse ausgeströmten Volums schätzen. Bei geschlossenen Formen kann man jedoch diesen Verlust ganz unberücksichtigt lassen.

Man kann diese Berechnungen, unter Berücksichtigung der obigen Verluste, recht gut mit der Ziffer 4,60 Kubikmeter (d.h. 70 Kubikfuß auf 1 Pfund Kohle) machen. Die Verluste, welche durch eine schlecht construirte oder schlecht unterhaltene Maschine veranlaßt werden können, bestehen für sich.

Die angegebene Regel wurde aus der Theorie der Hohöfen abgeleitet, nach welcher das Kohlenoxyd eine wesentliche und Hauptrolle bei den eintretenden Reactionen spielt. Diese sinnreiche Theorie ist bis jetzt dieselbe geblieben, wie sie der Oberingenieur und Professor Leplay zu Paris aufgestellt hatte; die neueren analytischen Arbeiten haben sie weder verändern, noch in Beziehung auf die Frage der Kohlung des Eisens ergänzen können.

Diese Theorie besteht im Wesentlichen darin, daß die durch die Formen in den Hohofen geführte Luft zuvörderst Kohlensäure erzeugt, welche, nachdem sie einen nur kleinen Theil der glühenden Masse durchströmt hat, gänzlich in Kohlenoxyd verwandelt ist. Wir bemerken beiläufig, daß wir auch zu der Annahme veranlaßt werden, der sogenannte Schmelzpunkt müsse ganz in der Nähe der Formen vorhanden seyn.

Da man in den Gichtgasen den Stickstoff der eingeführten Gebläseluft wieder findet, so müßte die Analyse dieser Gase die Frage, deren Elemente wir untersuchen, vollständig lösen. Die bekannten Analysen der Hohofengase stimmen zwar nicht ganz mit einander überein, sie widersprechen aber doch doch obiger Annahme über das höchste Luftvolum, welches zur Speisung der Hohöfen hinreicht, keineswegs.

Die für die Hohöfen aufgestellte Regel läßt sich auch auf die Frischfeuer anwenden. In einer beachtenswerthen Arbeit über diesen Gegenstand, in den Annales des Mines von 1840, hat der Ingenieur Thirria die Ansicht ausgesprochen, daß die durch die Form eingeführte Gebläseluft den Verbrennungsraum des Herdes gänzlich als Kohlenoxyd verlasse.

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Die meisten metallurgischen Schriftsteller nehmen an, daß die Kohle in den Hohöfen durch die mittelst der Formen einströmende Gebläseluft fast vollständig oxydirt werde, während in der Wirklichkeit durch sie die Kohle höchstens in Kohlenoxydgas verwandelt werden kann; das Endresultat der Wirkung der Luft ist daher nur die halbe Verbrennung der Kohle.

Hr. Richard, Hütteningenieur zu Seraing in Belgien, bemerkte 1849 über die den Hohöfen zuzuführende Luftmenge Folgendes:

„Eine für die Theorie der Roheisen-Erzeugung interessante Frage ist ohne Zweifel die in den Hohofen einzuführende Luftmenge. Mehrere Schriftsteller nehmen sie zu acht Kubikmeter aus jedes Kilogramm verbrauchten Brennmaterials (Kohks) – 120 Kubikfuß auf 1 Pfd. – an. Diese Data beruhen aber wahrscheinlich auf Versuchen, welche mit Hohöfen angestellt wurden, bei denen viel Wind durch den Raum zwischen Form und Düse verloren ging. Zu Seraing, wo dieser Raum durch einen conischen, die Düse umgebenden, beweglichen Stöpsel verschlossen ist, findet man unter denselben Voraussetzungen nicht mehr als 4 bis 5 Kubikmeter Luft auf 1 Kilogr. Kohks – 60 bis 75 Kubikfuß auf 1 Pfd. – Auch dieß scheint nach den Analysen der Hohofengase noch zu viel zu seyn.“

Die folgende Analyse der Gase eines der Hohöfen zu Ougrée in Belgien, welche zwei Meter unter der Gichtöffnung aufgefangen wurden, angestellt von den HHrn. Montefiore und Schmidt, ergibt etwa 3,7 Kubikmeter Luft auf 1 Kilogr. Kohks. Die Zusammensetzung dieser Gase ist folgende:

Wasserstoffgas 0,45
Sumpfgas 0,31
Kohlenoxyd 28,68
Kohlensäure 8,64
Stickstoff 61,92
––––––
100,00

Die Kohks enthielten etwa 90 Procent Kohlenstoff und der in dem Zuschlagskalk enthaltene Kohlenstoff betrug etwa 8 Procent von der in den Kohks enthaltenen Kohlenstoffmenge.

Wir bemerken schließlich, daß die von Hrn. Richard aufgeführten Thatsachen die von Hrn. Laurens aufgestellte Regel, auf welche theoretische Betrachtungen geführt hatten, unterstützen.

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