Titel: Delvaux, über Truran's Construction der Hohöfen mit erweiterter Gicht.
Autor: Delvaux de Fenffe, A.
Fundstelle: 1857, Band 144, Nr. LXVI. (S. 265–283)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj144/ar144066

LXVI. Ueber die Abänderungen welche der englische Hütteningenieur Truran in der Construction und der Windführung der Eisenhohöfen vorgeschlagen hat; von Hrn. A. Delvaux de Fenffe, Bergingenieur und Professor der Hüttenkunde an der Universität zu Lüttich.

Aus der von Prof. de Cuyper zu Lüttich herausgegebenen Revue universelle des Mines, de la Metallurgie, des Travaux publics, des Sciences et des Arts appliqués à l'Industrie, Bd. I, 1ste Lief., März 1857, S. 1.

Mit Abbildungen.

Nach dem Erscheinen seines Werkes über die Eisenfabrication Britanniens (im Herbst 1855) nahm Hr. Truran ein Patent auf Verbesserungen in der Construction und der Windführung der Hohöfen.47)

Der erste Theil des Patentes besteht in der Anwendung eines in dem Werke erläuterten und empfohlenen Princips, nämlich in der sehr bedeutenden Erweiterung des Schachtes.

Fig. 1 zeigt die gewöhnliche, Fig. 2 die von Truran vorgeschlagene Hohofenconstruction. Letztere kann schon des Kostenpunktes wegen nicht sogleich Eingang finden, da sie einen gänzlichen Umbau des Hohofens von dem Kohlensack bis zur Gicht bedingt.

Fig. 1., Bd. 144, S. 265
Fig. 2., Bd. 144, S. 265
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Die vorgeschlagene modificirte Windführung läßt sich dagegen leicht bei jedem Hohofen anbringen. Sie besteht darin, den Windstrom zu theilen, durch Anbringung einer inneren Röhre in der Düse; man braucht nur die Form dieser Röhre abzuändern, um dem ringförmigen Windstrom einen größeren oder geringeren Druck als dem mittlern Theil zu geben. Soll z.B. der ringförmige Windstrom weniger gepreßt seyn als der innere, so wird die in Fig. 3 dargestellte Form genommen, denn wenn man die innere Röhre am hinteren Ende erweitert, verengt man den Querschnitt für den Austritt der Luft am Umfang. Soll hingegen der ringförmige Luftstrom eine stärkere Pressung haben als der mittlere, so wählt man die in Fig. 4 dargestellte Form, bei welcher das hintere Ende der innern Röhre enger ist als das vordere.

Fig. 3., Bd. 144, S. 266
Fig. 4., Bd. 144, S. 266
Fig. 5., Bd. 144, S. 266

Soll endlich der innere Windstrom eine verschiedene Temperatur von dem äußern haben, so wendet man die durch Fig. 5 verdeutlichte eigenthümliche Einrichtung der Düse an.

Mittelst dieser Düseneinrichtungen will Truran eine Ersparung an Gebläsewind, an Brennmaterial und an Schmelzmaterialien erlangen; auch will er dabei jede Steinkohlenart im rohen Zustande (nicht verkohlt) und die Erze ungeröstet verschmelzen können.

Um beurtheilen zu können, ob diese Abänderungen gute Resultate erwarten lassen, müssen wir in die Hohofenconstruction und die Windführung speciell eingehen. Wir entnehmen nachstehende Betrachtungen hauptsächlich den verschiedenen Theilen des Truran'schen Werkes, und obgleich wir nicht alle seine Ansichten theilen, so halten wir es doch für nothwendig, die Gründe mitzutheilen, auf die er seine Hoffnung stützt, daß die vorgeschlagenen Abänderungen große Vortheile gewähren werden. Sein langer Aufenthalt auf zwei sehr bedeutenden Eisenwerken hat ihn in |267| Stand gesetzt, große Erfahrungen zu sammeln; er war lange Zeit Ingenieur zu Dowlais bei Merthyr-Tydwill in Wales, der größten Hütte in Britannien, mit 18 Hohöfen und zahlreichen Puddel- und Walzwerken zur Verarbeitung des Roheisens; später hat er die Hirwain- und die Forest-Hütten dirigirt.

I. Die Erweiterung der Gicht.

Ihr Durchmesser ist ein sehr wichtiger Gegenstand für den Hohofenbetrieb; mehr als jede andere Dimension der Hohöfen, hat sie einen Einfluß auf die Production und den Materialverbrauch. Bis jetzt hat man dieß bei dem Entwurf des innern Raums der Hohöfen nur wenig berücksichtigt.

Früher war die Gicht stets sehr eng, indem ihre mittlere Weite nicht mehr als 1/4 von derjenigen des Kohlensacks betrug. In Staffordshire, Derbyshire und andern Districten haben viele Hohöfen solche Gichten; in einigen dieser Hütten wird hingegen eine Weite von 1/3 des Kohlensackes als nothwendig betrachtet. In den schottischen Hohöfen, welche erst in den letzten 25 Jahren construirt oder reparirt wurden, beträgt die Weite etwa 1/2, und man ist in ein Paar Fällen auf 2/3 gestiegen. In Wales schwankt diese Dimension von 1/3 bis auf 2/3, das gebräuchlichste Verhältniß ist aber etwa die Hälfte.

Obgleich viele praktische Hüttenleute der Ansicht sind, daß bei einer engen Gicht ein Ofen keinen so starken Satz trägt und keinen so guten Gang hat, als bei einer weitern, so haben die weitesten Gichten bis jetzt doch nicht mehr als 3,05 Met. (9 3/4 Fuß rhein.) erreicht. Wenn aber die Erweiterung von 1/4 auf 1/3 schon sehr zweckmäßig ist, warum sollte eine größere Erweiterung nicht noch größere Vortheile gewähren können?

Der Nutzen einer Verengung des obern Theils von dem Schacht ist offenbar sehr zweifelhaft. Die Gichtöffnung scheint aus der irrigen Meinung entstanden zu seyn, daß der Ofen durch eine Oeffnung von geringem Durchmesser besser gefüllt werden kann. Man hat angenommen, daß eine Vermengung der Materialien, welche zur Darstellung eines guten Eisens so wesentlich ist, beim Aufgeben der Gichten durch eine enge Gichtöffnung besser zu erreichen sey, und daß eine weitere Oeffnung nicht gleiche Vortheile gebe. Neuerlich ist aber bewiesen worden, daß weite Gichten ein sehr zweckmäßiges Aufgeben gestatten.

Einige Schriftsteller über Eisenhüttenkunde haben behauptet, daß die Verengung insofern zweckmäßig sey, als dadurch die Wärme zusammengehalten werde, und man daher einen großen Brennmaterialverlust verhindere; |268| andere erklären sich für eine gewölbte Construction an der Gicht, weil man dadurch ein Zurückstrahlen der Wärme auf die Materialien bewirke. Dieses Princip wurde zu Wingerworth auf die äußerste Gränze getrieben, allein es ist kaum nöthig zu bemerken, mit welchem Resultat. Man würde diese Einrichtung des obern Theiles von dem Schacht nicht aufgegeben haben, wenn eine Kohlenersparung und andere gerühmte Vortheile wirklich existirt hätten. Die Vertheidiger der Concentration der Wärme im obern Theile des Schachtes und ihrer Zurückstrahlung auf die Materialien sollten doch berücksichtigen daß, wenn man in den obern Zonen des Hohofens eine hohe Temperatur unterhalt, man einen Theil der Kohle in einer Region verbrennt, wo sie sich ohne allen Nutzen verzehrt.

Wir wollen nun die beiden Hauptvortheile weiter Gichten untersuchen: die Ersparung an Brennmaterial und die Möglichkeit dasselbe ohne vorherige Verkohkung anwenden zu können.

1. Brennmaterialersparung. – In dem oben sehr engen Ofenschacht betrug der mittlere Kohlenverbrauch auf 1 Tonne Roheisen mehr als 6 Tonnen. Als man die Gicht auf 1/3 des Kohlensacks erweiterte und das Windvolum verstärkte, wurde der Verbrauch auf 4 Tonnen reducirt. Als man die Erweiterung der Gicht auf 1/2 des Kohlensacks trieb, verminderte sich der Kohlenverbrauch auf 2 Tonnen. Wenn man auch einen Theil dieser Brennmaterial-Verringerung den anderen Verbesserungen zuschreibt, so verbleiben doch 3/4 der Ersparung für die Erweiterung der Gicht, und wenn man dieselbe noch weiter treiben würde, so könnte man noch bessere Resultate erlangen.

Zur Unterstützung dieser Ansicht kann man die Wirkungen anführen, welche durch eine enge Gicht bei einem der Hohöfen zu Dowlais hervorgebracht worden sind. Die Weite des Kohlensacks betrug 5,49 Met. und die Weite der Gicht, nach alter Art, 2,74 Met. Man hat ihn ausgeblasen, mit neuem Gestell, neuer Rast und neuem Kernschacht versehen; nach oben zu veränderte man aber die Curve, indem man die Gicht bis auf 1,83 Met. oder 1/3 des größten Durchmessers verengte. Vorher war dieser Ofen 15 Jahre im Betriebe gewesen und hatte im Durchschnitt 97,530 Kil. Roheisen in der Woche, bei einem Verbrauch von 225 Kohle auf 100 Roheisen, producirt. Nach der Veränderung war die Production unregelmäßig, sie wechselte von 50,797 bis 71,116 Kil.; der Brennmaterial-Verbrauch stieg auf 350, 400 und 450 Kil. für 100 Kil. Roheisen. Selbst bei diesem Satz war die Qualität des Roheisens eine sehr schlechte und der Metallverlust durch die dichten und schwarzen Schlacken ein sehr großer. Man verbrannte durchschnittlich fast 4 Tonnen Kohlen auf die Tonne Roheisen; berücksichtigt man auch noch die Verschlechterung |269| des Roheisens, so beträgt der Brennmaterial-Verbrauch in Wirklichkeit das Doppelte von demjenigen bei einer weitern Gicht. (Die bei diesem Versuch angenommenen Verhältnisse kann man jetzt in vielen englischen Hütten sehen.)

Da man keine besseren Resultate erlangen konnte, so ließ man die Gichten fast bis zur Rast niedergehen und nahm den oberen Theil des Kernschachtes so weit weg, bis die Gicht etwa die gewöhnliche Weite von 2,90 Met. wieder erlangt hatte. Nach dieser Veränderung stieg die Production mehrere Wochen hintereinander über 174,742 Kil., und nach dem Durchschnitt einer sechsmonatlichen Periode war sie höher als 162,560 Kil., mit einem guten Ausbringen des Erzes und geringem Kohlenaufwande.

Bei diesem Versuch zeigte sich noch ein bemerkenswerther Umstand. Wenn die Gichten auf 2,14 bis 2,44 Met. unter dem Gichtrande niedergingen und auf diesem Standpunkte erhalten wurden, so waren Materialverbrauch und Production sehr vortheilhaft Ersterer belief sich nur auf 250 Kohle für 100 Roheisen, letztere stieg auf 91,435 Kil. Roheisen in der Woche. Die höhere Production in diesem Falle beweist, daß die enge Gicht der Grund der vorhergehenden schlechten Resultate war. Auf der verminderten Höhe, wo die Gichten aufhörten, kann man den weiteren Schachtdurchmesser als Gichtöffnung betrachten. Aehnliche Wirkungen haben auch bei andern Oefen mit enger Gicht stattgefunden; ihr Betrieb war besser, wenn der Stand der Gichten einige Fuß unter dem Rande gehalten wurde.

Betrachtet man die Veränderungen, welche das Brennmaterial in den oberen Ofenräumen erleidet, so überzeugt man sich leicht von den Nachtheilen einer engen Gicht. Um zu zeigen, daß alsdann der Brennmaterial-Verbrauch oben im Ofen bedeutend ist, braucht man nur zu berücksichtigen, daß wegen des starken Zuges das Reductionsvermögen der Kohle in den unteren Regionen nothwendig ein geringeres seyn muß. Bei gleichem Volum der aufsteigenden Gassäule steht die Ausströmungsgeschwindigkeit durch die Gichtöffnung im umgekehrten Verhältniß zu deren Oberfläche (Querschnitt). Man kann diese Geschwindigkeit daher mit hinreichender Genauigkeit berechnen, und sie beweist die vortheilhaften Wirkungen weiter Gichten. Ein Ofen mit 5,49 Met. weitem Kohlensack erhält in der Minute 209 Kubikmeter atmosphärische Luft zugeführt. Zu dieser Luft kommt noch die Kohlensäure aus dem Zuschlagkalk und das aus der Kohle während ihrer Destillation entwickelte Gas. Die Menge dieser Gase kann nicht genau bestimmt werden, da sie nach der Zusammensetzung des Brennmaterials verschieden ist; man kann die aus der atmosphärischen |270| Luft und den Gasen bestehende Säule zu 283 Kubikmeter annehmen. Dieß ist das Volum bei der mittleren Lufttemperatur vor dem Einströmen in den Ofen; da aber die Wärme in der Gicht etwa 538° C. beträgt, so werden die 283 Kubikmeter Gase nach ihrer Ausdehnung ein Volum von etwa 849 Kubikmet. bilden.

Wenn nun ein im Kohlensack 5,49 Met. weiter Ofen eine 2,74 Met. weite Gicht hat, so wird die Fläche der Gichtöffnung für den Durchgang der erhitzten Gase 5,91 Quadratmeter und die Ausströmungsgeschwindigkeit 144 Met. per Minute betragen. Vermindert man den Durchmesser des Kohlensacks auf 1/3, d.h. bis auf 1,83 Met., so wird jene Fläche 2,63 Quadratmet. und die Geschwindigkeit 323 Met. seyn; bei einem auf 1/4, d.h. auf 1,37 Met. verminderten Durchmesser des Kohlensacks, beträgt der Querschnitt der Gicht 1,48 Quadratmet. und die Geschwindigkeit 670 Met.

Es dient aber nicht die ganze Fläche der Gicht zur Entweichung der Gassäule; es muß von ihr der von den Materialien eingenommene Raum abgezogen werden. Dieselben bilden in dem Ofenschacht compacte Schichten, indem die Erz- und die Zuschlagsstückchen die Zwischenräume zwischen den Brennmaterial-Stücken ausfüllen; 5/6 des Querschnitts werden von der niedergehenden Säule eingenommen. Es bleibt daher von demselben nur 1/6 frei und die Ausströmungsgeschwindigkeit steigt im umgekehrten Verhältniß. Bei einer 2,14 Met. weiten Gicht beträgt sie 863 Met. per Minute, bei einer solchen von 1,83 Met. Weite beträgt sie 1939 Met. und bei einer von 1,37 Met. Weite 3416 Met. Die Geschwindigkeiten per Secunde sind daher 14,3 – 32,3 – und 56,8 Meter.

Nun ist 9 Met. per Secunde eine bedeutende Geschwindigkeit der Luft in den Dampfkesselöfen, welche 73,2 Kilogr. Kohlen in der Stunde und auf 1 Quadratmeter Rostoberfläche verbrennen. In den Hohöfen ist das Brennmaterial zur Zeit seines Aufgebens in die Gicht einem weit stärkeren Zuge ausgesetzt; bei der weiten Gicht ist der Zug um die Hälfte, bei einer engen Gicht aber sechsmal stärker als derjenige der Dampfkessel. Man darf sich daher bei einem so starken Zuge nicht wundern, daß ein großer Theil des Brennmaterials in den obern Räumen des Ofenschachtes verzehrt wird, und daß die Temperatur in der engen Gicht eines Ofens höher ist als in einer weiten.

Der Kohlenverbrauch an diesem Punkte, in Folge des starken Zuges, erklärt die höhere Production und den geringern Kohlenaufwand, wenn man die Gichten um einige Fuß unter den Rand eingehen läßt. Die größere Weite des Ofens in diesem niedrigem Niveau bietet der Gassäule einen bedeutenderen Querschnitt dar; die Gase durchströmen daher |271| die obere Materialschicht mit einer geringern Geschwindigkeit, und ihr Austritt aus der engen Gicht wird nicht durch die niedergehende Säule verhindert.

Es läßt sich noch eine andere, den Hüttenleuten wohlbekannte Thatsache zu Gunsten der weiten Gichten anführen: Man hat die Bemerkung gemacht, daß die Hohöfen während des Ausblasens einen auffallend guten Gang haben. Dieß ist von mehreren Schriftstellern als ein Grund, die Oefen weniger hoch zu machen, angesehen worden. Seyen aber Höhe und Durchmesser welche sie wollen, so erfordert das Erblasen des Roheisens aus den meisten Erzen einen 40stündigen Aufenthalt derselben in dem Ofen, und jede von einer geringern Höhe herrührende Verminderung der Räumlichkeit hat eine entsprechende Productionsabnahme im Gefolge. Die oben angegebene Erscheinung muß als das Resultat einer geringeren Temperatur in den obern Gichten angesehen werden; der Querschnitt für den Durchgang der aufwärts strömenden Gase erweitert sich, wenn der Stand der Gichten im Ofen niedriger ist, ihre Geschwindigkeit wird vermindert, eine niedrigere Temperatur herrscht vor, und es wird ein bedeutenderer Theil der Kohlen im Gestell zur Verbrennung benutzt.

Die Wichtigkeit einer kalten Gichtöffnung für die Production und den Kohlenverbrauch wird von vielen Hüttenleuten anerkannt; statt aber das einzige rationelle Mittel zu diesem Zweck zu wählen, d.h. die Gichtöffnung zu erweitern wenn sie heiß ist, verwenden sie angefeuchtete Kohks. Durch die Verdampfung des auf diese Weise mit aufgegebenen Wassers wird ein Theil des Brennmaterials verzehrt, aber nicht so viel, als man von demselben durch eine höhere Temperatur im obern Theile des Schachtes verlieren würde.

Durch Verengung der Gichtöffnung wird ein stärkerer Kohlenverbrauch veranlaßt, dessen Zunahme fast in demselben Verhältniß steht, wie diejenige der Geschwindigkeit der aufsteigenden Säule. Dieß war der Fall zu Dowlais, als man den Versuch machte, den obern Theil des Schachtes zu verengen, und die Untersuchung der mit den verschiedenen Oefen dieser Hütte erlangten Resultate stellt heraus, daß diejenigen mit den engsten Gichtöffnungen für gleiche Roheisengewichte die größten Kohlenmengen verbrauchen. Vergleicht man die Oefen unter einander, so sieht man daß der Kohlenverbrauch hauptsächlich durch die eingeblasene Luftmenge und den Querschnitt, durch welchen sie ausströmen kann, bestimmt wird.

Die partielle Verbrennung in der Gicht führt nothwendig zu der Annahme, daß dort in den Steinkohlenhohöfen ein starke Hitze herrscht. Besondere Beobachtungen ergaben daß, wenn der Gichtdurchmesser die |272| Hälfte von dem Kohlensackdurchmesser ist, die Temperatur zwischen 483 bis 538° C. wechselt, wenn man die zur Erzeugung von grauem Roheisen erforderliche Windmenge einblast. In Oefen mit engerer Gicht ist die Temperatur weit höher. Die Zerstörung des Schachtfutters in der Nähe der Gicht beweist wenigstens, daß dort eine hohe Temperatur herrscht. Bei der Untersuchung von 12 ausgeblasenen Hohöfen der Dowlaishütte, welche Campagnen von 8 bis 13 Jahren gemacht hatten, fand man daß das Schachtfutter in der Gichtgegend weit mehr gelitten hatte als in dem Kohlensack. Der Gichtdurchmesser betrug in den meisten Fällen beiläufig die Hälfte vom Durchmesser des Ofens; die Beschädigungen des Futters an der Gicht waren bei letzteren Oefen fast doppelt so bedeutend, als im Kohlensack. Bei einer minder weiten Gicht war die Höhe des auszuwechselnden Futters in der Gicht fast die dreifache von der im Kohlensack neu einzusetzenden. Von oben ausgegangen, nimmt die Beschädigung des Schachtfutters rasch zu, und wird endlich über der Rast anfangend im Kohlensack sehr vermindert.

Beim Blasen mit heißer Luft sind die Beschädigungen des Schachtfutters nicht so bedeutend, was sich leicht dadurch erklärt, daß die Materialien in der Gicht alsdann kälter sind. Um diese Anomalie zu begreifen, muß man sich erinnern, daß die Hitze im obern Theile des Schachts nicht von unten kommt, sondern das Resultat einer theilweisen Verbrennung in dieser Region ist. Ihre Intensität hängt von dem Ausströmungsquerschnitt und dem Volum der aufsteigenden Säule ab. Die Erwärmung vermindert das Gewicht der eingeblasenen Luft, die Ausströmungsgeschwindigkeit ist daher in demselben Verhältniß geringer, aber die Temperatur nimmt in einem noch größern Verhältniß ab; in Folge des durch die Formen einströmenden Wärmestoffs ist zur Unterhaltung der Schmelzung weniger Brennmaterial erforderlich. Dasselbe bildet alsdann einen kleineren Bruchtheil von dem Gesammtvolum der Materialien, und die durch die glühenden Kohlen in der Gicht unterhaltene Wärme ist nicht so hoch.

Zu Dowlais kann das Volum des heiß eingeblasenen Windes nicht mehr als 9/16 von dem zur Verbrennung der Kohlen erforderlichen Sauerstoff liefern (in andern Hütten Englands und Schottlands, deren Hohöfen mit erhitzter Luft betrieben werden, erhalten diese verhältnißmäßig noch weniger Wind zugeführt). Es trägt also viel weniger als die Hälfte der Kohlen zur Reduction der Erze bei.

Die partielle Verbrennung des Brennmaterials in einer Region, wo die entwickelte Wärme keinen Nutzen gewährt, ist allen Oefen von der jetzt gebräuchlichen Form gemeinschaftlich; sie ist noch bedeutender bei denjenigen Hohöfen (besonders in Schottland), welche mit unverkohkten Steinkohlen |273| betrieben werden. Zu Dowlais verliert man einen sehr großen Theil des Brennmaterials (fast die Hälfte); von den leichter entzündlichen schottischen Kohlen kann natürlich nur ein viel geringeres Verhältniß die Schmelzzone in noch ungünstiger construirten Apparaten erreichen.

Die Kohks-Hohöfen werden mit fast demselben Brennmaterialverlust betrieben. Die Kohks entzünden sich nicht so leicht, aber ihre Porosität erleichtert eine theilweise Verbrennung.

Bei manchen Holzkohlenhohöfen auf dem Continent (z.B. am Harz und in Schweden) ist der Brennmaterialverbrauch bezüglich des Windes kein so übermäßiger; hier findet beim Niedergange der Gichten keine theilweise Verbrennung der Kohlen statt. Die Gicht ist weit und das Windvolum ist sehr gering wegen Mangelhaftigkeit der Maschinen. Bei gleicher Räumlichkeit des Ofens beträgt dieses Volum nicht mehr als die Hälfte von demjenigen, welches in England bei Steinkohlen und Kohks verwendet wird. Unter so günstigen Umständen werden 100 Kil. Roheisen mit 90 Kil. Holzkohlen erzeugt. Um aber mit solchen Resultaten zu arbeiten, muß der Gang der Hohöfen ein sehr langsamer seyn; der Zug in der Gichtöffnung ist nicht so stark um die Kohlen entzünden zu können, und fast alle aufgegebene Kohle geht in das Gestell nieder, um mit dem Sauerstoff des Windes zu verbrennen.

Die bemerkenswerthen Wirkungen, welche mit der erhitzten Luft in den Steinkohlenhohöfen hervorgebracht werden, zeigen sich in den Holzkohlenhohöfen nicht. Ersparung ist jedenfalls mit Anwendung des heißen Windes verbunden, aber sie steht nicht im Verhältniß zu den durch den Heizapparat veranlaßten Kosten.

In den Vereinigten Staaten gibt es zahlreiche Holzkohlenhohöfen mit einem Verbrauch von 175 bis 200 Kohle auf 100 Eisen; hier beträgt also der Kohlenverbrauch wenigstens das Doppelte von demjenigen in den Oefen mit einem langsamem Gange. Mit ähnlichen Erzen, aber anders construirten Oefen und verschiedenen Luftmengen, schwankt der Kohlenverbrauch von 90 bis 200. Diese Schwankungen beweisen offenbar, daß ein großer Theil des Kohlenstoffs beim Niedergang der Gichten in den Holzkohlenhohöfen ohne allen Nutzeffect verbrennt, wie in den mit Steinkohlen und Kohks betriebenen Oefen.

Die durch die erhitzte Gebläseluft unter gewissen Bedingungen erzielte Ersparung, die Vorzüge des kalten Windes unter anderen Umständen, der hohe Erzsatz welchen einige Holzkohlenhohöfen gestatten, und der Umstand, daß keinem Hohofen so viel Luft zugeführt wird, als zur Verbrennung des Kohlenstoffs erforderlich ist, beweisen offenbar, daß eine bedeutende |274| Brennmaterial-Verzehrung in den obern Theilen des Ofenschachtes stattfindet; die anhaltende hohe Temperatur an diesem Punkte läßt sich nur durch die Annahme erklären, daß die Kohle sich dort entzündet und zum Theil verbrennt.

Die schnelle und theilweise Verbrennung in der Gicht erklärt auch, warum ein gegebenes Gewicht in großen Stücken aufgegebene Steinkohle sich leichter verkohlt, als wenn sie kleine Stücke bildete. Zu Dowlais ist es unmöglich (graues) Gießereiroheisen zu produciren, wenn die Kohlenstücke nicht eine gewisse Größe haben. Sie enthalten dasselbe Volum von Kohlenstoff, und wenn sie zur Schmelzzone gelangen, sollten sie fast ebensoviel Wärmestoff und gasförmigen Kohlenstoff liefern, aber in der Praxis ist es anders. In der Nachbarschaft der Gichtöffnung wird eine bedeutende Steinkohlenmenge verzehrt. Die Dicke des verbrannten Theils von jedem Stück wird die gleiche seyn, dasselbe mag groß oder klein gewesen seyn; aber wegen der größern Oberfläche, welche die kleineren Kohlenstückchen darbieten, nimmt das verbrannte Quantum fast im Verhältniß dieser Oberfläche zu. Wenn man demnach die Dimensionen des Brennmaterials vermindert, so kann der Abbrand in den obern Schachttheilen zu bedeutend und dadurch für die Production höchst nachtheilig werden.

Das Mittel gegen diesen Verlust besteht in der Erweiterung des obern Theils des Schachts, um die Geschwindigkeit der Gassäule zu vermindern. Diese Erweiterung kann mit Vortheil bis zu einer cylindrischen Form des Schachtes gehen, wodurch die Schachtöffnung den drei- bis fünffachen Querschnitt von dem Jetzigen erhält, die Ausströmungsgeschwindigkeit und der starke Zug daher auf das Minimum reducirt werden und folglich eine theilweise Verbrennung der Kohlen in der Nähe der Gicht nicht mehr stattfinden kann. Dadurch wird auch die Temperatur im obern Schachtraum vermindert werden. Die Kohle, welche keiner so bedeutenden Wärme mehr ausgesetzt ist, wird dieselbe nicht mehr so rasch absorbiren, also nicht mehr plötzlich in Kohks übergehen, welche eine partielle Verbrennung herbeiführen. Der Kohlenstoff wird also für eine nützliche Verbrennung im Innern des Ofens aufgespart, daher die jetzige Kohlenmenge in allen Fällen bedeutend vermindert werden kann. In den Hütten wo die Brennmaterialersparung sehr weit getrieben wurde, verbraucht man kaum die Hälfte von dem jetzt aufgewendeten, während in den anderen Hütten drei- bis fünfmal so viel Brennmaterial verbraucht wird, als für das Erz wirklich erforderlich wäre.

Die neue Form des Ofens wird auch die Beschaffenheit des Eisens verbessern. Alle (mineralischen) Brennmaterialien enthalten mehr oder weniger Schwefel und andere nachtheilige Substanzen, von denen um so |275| mehr mit dem Eisen in Berührung kommt, je größer der Kohlenverbrauch ist.

Wenn die Steinkohlen viel Asche enthalten, so kann zum Schmelzen derselben ebensoviel Zuschlagkalk erforderlich seyn, als die Gangart des Erzes erheischt. In den schottischen Oefen verbrannte man von Steinkohlen, welche verkohkt werden mußten, durchschnittlich 8 Tonnen zur Production von 1 Tonne Frischroheisen. Da diese Kohle über 6 Procent Asche enthält, so bedurfte man ebensoviel Zuschlag als für das Erz. Indem man nun dem Ofen eine weitere Gicht gab und das Erz durch den leichtflüssigeren Spatheisenstein ersetzte, ging der Steinkohlenverbrauch auf 190 Th. für 100 Th. Roheisen herab, und da die Aschenmenge in demselben Verhältniß abnahm, so konnten 100 Theile Eisen mit 25 Theilen Zuschlag erzeugt werden.

2. Anwendung roher Brennmaterialien. – Die Erweiterung der Gichtöffnung gewährt noch einen andern Vortheil, der kaum geringer ist, als die unmittelbare Brennmaterialersparung: sie gestattet alle Steinkohlen im unverkohlten Zustande zu verwenden. Gegenwärtig betrachtet man nur wenige Steinkohlensorten als zu diesem Zweck brauchbar. Die allgemeine Meinung, daß einige rohe Steinkohlen zu dem Schmelzproceß brauchbarer seyen, als andere, ist aber offenbar eine irrige, da in Schächten von zweckmäßigen Dimensionen die hauptsächlichsten Sorten unverkohkt angewendet werden können und gute Resultate in Beziehung auf Ausbringen, Production und Beschaffenheit des Roheisens geben.

Die bei dem Hohofenbetrieb angewendeten Steinkohlen kann man in vier Classen theilen:

1) bituminöse Steinkohlen, 2) halbbituminöse (ch. semi-bitumineux), 3) halbanthracitische (ch. semi-anthracites) und 4) Anthracite.

Die am meisten angewendeten Steinkohlen sind die bituminösen oder Backkohlen. Mit Ausnahme eines Theiles von dem Eisen welches im Südwaleser Steinkohlenbecken fabricirt wird, werden alle Hohöfen mit dieser Steinkohlensorte betrieben. Sie zeichnet sich durch ihren großen Gehalt an flüchtigen Stoffen aus. Wenn man sie langsam erhitzt, so nimmt ihr Volum um 20 bis 35 Procent zu. Die bei der Verkohkung entwickelten bituminösen Substanzen backen die Stücke aneinander, und daher nennt man diese Kohle auch hin und wieder Backkohle (caking coal). Ihr großer Bitumengehalt gestattet eine vortheilhafte Verkohkung ihrer Staubkohlen in Oefen, eine Eigenschaft welche nur dieser Classe angehört.

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Das Ausbringen an Kohks ist nach der Beschaffenheit dieser Steinkohle und der Verkohkungsart verschieden. In Südwales schwankt es von 75 Proc. im Rhonddathale bis 50 Proc. am östlichen Ende, in der Nachbarschaft von Pontypool. Im Forest of Dean, in Staffordshire, Shropshire, Yorkshire, Northumberland und Schottland verlieren diese Kohlen 30 bis 35 Proc.

Der halbbituminösen Classe gehören nur wenige Steinkohlen an; sie beschränkt sich auf diejenigen welche zwischen den bituminösen und dem Anthracit stehen; sie besitzt mehr den Charakter der erstem, aber ihr Bitumengehalt ist geringer. In der Wärme dehnt sie sich um 5 bis 15 Proc. aus und läßt sich, ohne jedoch zusammenzubacken, verkohken; das Ausbringen bei der Verkohkung beträgt 75 Proc.

Die Halbanthracite sind Steinkohlen welche unmittelbar an die große Anthracitformation gränzen. Beim Erhitzen dehnen sie sich um 5 bis 10 Procent aus. Sie geben Kohks, denen die Festigkeit mangelt, wegen ihres geringeren Bitumengehaltes, und das Ausbringen wechselt von 60 bis 75 Proc.

Der Anthracit unterscheidet sich durch seine größere Dichtigkeit, das fehlende Bitumen, und dadurch daß bei seiner Verbrennung keine Flamme entsteht. Wenn man seine Eigenschaften einmal besser kennt, so wird man ihn als die beste Kohlensorte des Landes zu würdigen wissen. Er dehnt sich sehr wenig in der Wärme aus, und während seiner Verkohkung entwickelt er nur eine sehr geringe Menge flüchtiger Substanzen. Sein Ausbringen an Kohks beträgt 80 bis 90 Proc.

Diese Bemerkungen betreffen hauptsächlich den Waleser District; da derselbe aber Kohlen von sehr verschiedenartigem Charakter enthält, so sind sie auch auf andere Steinkohlenbecken und Eisenhüttendistricte anwendbar.

Wenn man rohe Steinkohlen in einem Hohofen aufgibt, so veranlaßt die Temperatur, welcher sie darin ausgesetzt werden, die Entwickelung ihrer flüchtigen Stoffe. Dieser Proceß hinterläßt poröse Kohks, die sich von den in Haufen und in Oefen erzeugten nur durch ihre Dichtigkeit unterscheiden, welche von dem Druck herrührt, dem das Brennmaterial während dieser Destillation ausgesetzt war.

Sey nun die angewendete Kohle welche sie wolle, so erfolgt die Entwickelung der gasförmigen Producte in dem obern Theil des Ofens. Sobald die Kohle die Region des Kohlensacks erreichte, oder noch früher, ist sie in Kohks verwandelt, deren Porosität hauptsächlich von der entwickelten Gasmenge abhängt.

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Die bituminösen Steinkohlen werden für den Hohofenbetrieb stets verkohlt. Man hat versucht sie roh anzuwenden, aber sie backen zusammen, verhindern das Durchströmen des Windes durch die Schmelzsäule, und man mußte daher wieder auf die Kohks zurückkommen. Ihr Aufblähen ist dem Betriebe nachtheilig; denn da sie sich in der hohen Temperatur der Gicht sehr bedeutend ausdehnen, so veranlaßt ihre plötzliche Volumzunahme in einem beschränkten Raume Versetzungen. Die gebildeten Gewölbe bleiben hängen, bis eine partielle Verbrennung das Volum derselben vermindert und ihr Sinken gestattet.

Die halbbituminösen Kohlen werden roh angewendet. Sie dehnen sich in der Wärme wenig aus und enthalten weniger Bitumen. Der Umstand, daß sie nicht backend sind, erklärt ihre Tauglichkeit zur unverkohkten Benutzung hinreichend. Ihre Anwendung beschränkt sich auf die Waleser Werke Rhymney, Dowlais und Penydarran.

Die Halb-Anthracite werden verkohlt; dieß geschieht in den Hütten zu Cyfartha, Plymouth, Aberdare, Gadleys und Hirwain.48) Man hat ihre rohe Benutzung versucht, erhielt aber keine genügenden Resultate. Zu Cyfartha wurden die Probeschmelzen mit rohen Kohlen mehrere Monate lang fortgesetzt, es häufte sich aber im Gestell und Herde eine Menge kleiner, unverbrannter Kohlenbruchstücke an. Da man nur Stückkohlen aufgab, so bewies dieser constante Absatz kleiner, durch Zerspringen der großen Stücke entstandener Splitter den Mangel an backender Substanz. Da der Verlust an Kohle und die vermehrte Arbeit im Gestell den Gewinn bei Anwendung roher Kohle mehr als aufwog, so gab man wieder Kohks auf.

Der Anthracit wird roh aufgegeben; man hat ihn in der letzten Zeit vielfach benutzt.49)

Untersucht man die mit den verschiedenen Kohlensorten erlangten Resultate, so zeigen sich einige bemerkenswerthe Anomalien. Die erste Classe wird verkohlt, weil sie zu viel Bitumen enthält; die zweite läßt sich roh anwenden, da sie das Bitumen in günstigem Verhältniß enthält; die dritte Classe muß verkohlt werden, weil sie zu wenig Bitumen |278| enthält, während die vierte Classe, obgleich sie fast gar kein Bitumen enthält, direct aufgegeben werden kann.

Daraus folgt, daß wenn der Bitumengehalt der Kohlen ihre Tauglichkeit zur rohen oder zur verkohlten Benutzung bestimmt, dieselben, wenn sie den höchsten oder niedrigsten Bitumengehalt haben, verkohkt werden müssen, während man solche von mittlerem Bitumengehalt und diejenigen welche gar kein Bitumen enthalten, unmittelbar benutzen kann.

Sowohl der praktische Hüttenmann als der theoretische Schriftsteller sind im Allgemeinen der Meinung, daß das Mißlingen der Versuche mit directer Benutzung der bituminösen Kohlen und der Halbanthracite von ihrer eigenthümlichen Zusammensetzung herrührt. Ihre Verwendung im rohen Zustande hatte einen nachtheiligen Einfluß auf den Betrieb und die Production des Hohofens, und man mußte sie daher als wenig geeignet zum Verschmelzen der Eisenerze betrachten.

Liegt aber das Mißlingen wirklich an den Kohlen? Könnte nicht die Form des Ofens die Hauptursache desselben seyn? Ein vorher in den Verkohkungsanstalten ausgeführter Proceß wird im vorliegenden Falle auf den Ofenschacht übertragen. Ist nun dessen Form geeignet die Verwandlung des Brennmaterials in Kohks mit dem geringsten Verlust zu bewirken?

Der auffallendste Umstand bei diesen zahlreichen Versuchen ist der, daß sie stets in Hohöfen vorgenommen wurden, welche für den Kohksbetrieb erbaut und zugestellt waren. Solche haben aber stets enge Gichten, welche schon mit diesem Brennmaterial eine hohe Wärme besitzen. Wie soll diese erst werden, wenn man sich der weit brennbareren Steinkohle bedient!

In einem Hohofen mit enger Gicht würde das Aufgeben von bituminösen Steinkohlen eine plötzliche Steigerung der Temperatur und daher eine partielle Verbrennung der Kohlen veranlassen. Die Hitze, welche vorher bestand, würde den Kohks nicht sehr nachtheilig gewesen seyn; denn diese verbrennen langsam und nur dann, wenn sie stark erhitzt sind. Mit rohen Steinkohlen sind hingegen die Wirkungen andere; unmittelbar nach ihrem Aufgeben entzündet sich das Bitumen, der Zug wird sehr stark und die hohe Temperatur theilt sich der Steinkohle mit, welche sich sehr bald aufbläht. Die Bitumenentwickelung dauert fort, die Massen backen zusammen und vermindern den freien Raum für die aufwärts strömenden Gase. In dem verbleibenden Raum wird der Zug viel stärker und die Verbrennung erfolgt sehr rasch. Die Aufblähung der Kohle und ihr Zusammenbacken zu großen Blöcken veranlassen oft Gewölbe in dem Schacht, die erst dann in ihm niedergehen, wenn ein großer Theil davon verbrannt |279| ist. Es bleibt daher für die nutzbringende Verbrennung zu wenig Kohle zurück, um das Eisen gehörig kohlen zu können, das erzeugte Roheisen ist folglich von geringerer Qualität, und wegen des unregelmäßigen Ganges des Ofens wird von demselben auch weniger producirt.

Nun ist es aber offenbar unrichtig, daraus folgern zu wollen, daß diese Kohle zur rohen Benutzung nicht geeignet sey; die einzige Ursache der geringern Eisenproduction ist die hohe Temperatur in der Gicht. Durch Erweiterung der Gicht würde die Wärme im umgekehrten Verhältniß des Querschnittes vermindert werden, und die Kohle könnte nicht in Massen zusammenbacken, welche den ganzen Querschnitt einer weitern Gicht zu verstopfen vermögen. Bei einer niedrigem Temperatur erfolgt die Bitumenentwickelung und die Verwandlung der Kohle in Kohks weit langsamer; alsdann würde auch in Folge eines langsamem Niederganges der Proceß nicht auf eine größere Tiefe fortdauern.

In einigen Hohöfen wendet man bituminöse Steinkohlen mit Kohks vermengt an, indem man behauptet, ihre alleinige Benutzung sey nicht vortheilhaft. Wenn aber die rohe Kohle wirklich die Qualität des Eisens und die Quantität der Production beeinträchtigt, so läßt sich nicht begreifen, warum ihre theilweise Anwendung nicht ebenfalls verhältnißmäßig schädlich seyn soll. Da wo die Steinkohlen einen großen Theil der Brennmaterialgichten bilden, hat die Gicht einen Durchmesser, welcher den mittlern übersteigt; ihre theilweise Benutzung in solchen Oefen beweist nicht, daß sie für sich allein nicht anwendbar sey; sie beweist vielmehr, daß bei der gewöhnlichen Dimension der Gichtöffnung eine größere Menge der rohen Kohlen nicht mit Vortheil verwendet werden kann.

Das Verhältniß der Gichtöffnung ist im District der bituminösen Steinkohlen 2/5 vom Kohlensack, und bei Kohks muß hier ein großer Verlust stattfinden. Wendet man aber die rohe Steinkohle an, so ist das Verhältniß zwischen der ohne Nothwendigkeit verzehrten Quantität und der zur Erzreduction dienenden noch weit größer. Es ist unmöglich die Steinkohle in dem obern Theil eines jetzigen Hohofens ohne großen Verlust zu verkohlen, weil dort ein sehr starker Zug herrscht. In der Gicht wechselt die Geschwindigkeit von 14,3 bis 63,3 Meter per Secunde. Bei dem Verhältniß von 2/5 des Kohlensackdurchmessers beträgt die Geschwindigkeit (für das gewöhnliche Windvolum) 22,3 Meter per Secunde. Die entzündete Kohle bleibt einige Stunden diesem Zug ausgesetzt, welcher einen großen Theil derselben verbrennen muß.

Wie ganz anders erfolgt die Verkohkung in Haufen oder in Oefen. Der nachtheilige Einfluß eines sehr schwachen Luftzuges auf die Qualität der Kohks ist bekannt. Sobald alle Kohlen entzündet sind, wird |280| dieser Zug vermindert und zuletzt gänzlich unterdrückt. Ließe man ihn fortdauern, so würde der zunehmende Verlust ein geringeres Ausbringen veranlassen.

Auf den Hütten zu Rhymney, Dowlais und Penydarran findet der Uebergang der rohen halbbituminösen Kohlen in Kohks ohne Schwierigkeit statt. Diese Kohlen blähen sich wenig auf, enthalten weniger Bitumen, überdieß ist die Gichtöffnung verhältnißmäßig weit, denn ihr mittlerer Durchmesser beträgt die Hälfte von dem des Kohlensacks, man hat also eine verhältnißmäßig kalte Gichtöffnung. Dennoch ist das Hängenbleiben der Gichten in Folge der sich bildenden Gewölbe nichts seltenes, und ungeachtet der Vortheile welche der größere Querschnitt der Gicht gewährt, ist der Kohlenverbrauch wenigstens doppelt so groß, als der zur Reduction der Erze erforderliche.

Daß eine nutzlose Verbrennung in der Gicht dieser Hohöfen stattfindet, kann man nicht bezweifeln, wenn man die Veränderungen untersucht welche die Steinkohlen, ehe sie bedeckt worden, erlitten haben. Bei dem Aufgeben der Kohlen entzünden sich deren hervorstehende Theile und erreichen bald die Weißglühhitze, welche sich der ganzen, schon stark erhitzten Masse mittheilt. Es beginnt eine lebhafte Verbrennung, die so lange fortdauert, bis die Kohlen eine Decke erhalten haben, worauf die Verbrennung vermindert oder gänzlich unterdrückt wird. Der starke Zug, welcher die Verbrennung unterhält, vermindert sich mit dem Niedergange der Gichten und wird im Kohlensack am geringsten.

Die Nachtheile einer hohen Temperatur in der Gicht zeigen sich eben so deutlich bei den mit halbanthracitischen Steinkohlen betriebenen Hohöfen; der vollständige Mangel des Bitumens veranlaßt sehr bedeutende Verluste. Bei der sehr rasch eintretenden hohen Temperatur veranlaßt die schnell erfolgende Aufblähung der äußern Theile dieser Kohlen ihre Ablösung von der mittlern Masse. Nach der Abtrennung dieser ersten Schicht wiederholt sich die Wirkung; auf diese Weise wird das ursprüngliche Volum der Kohlenstücke bedeutend vermindert, und wenn die Kohle nicht sehr homogen ist, zerspaltet sie sich in mehrere Stücke. Die kleinen abgelösten Stückchen verzehren sich in der Gicht, aber ein verkohlter Theil gelangt bis zum Herde, wo seine Gegenwart den Hohofenarbeitern mehr Mühe und einen Zeitverlust veranlaßt.

Man hat daher diese Kohle zur rohen Verwendung nicht geeignet und ihre Verkohkung für unerläßlich gehalten. Ihr Zerspringen in dem Ofen zeigt jedoch nur, daß die plötzlich eintretende hohe Temperatur zu stark ist, um den Zusammenhang der Theilchen zu bewahren, sie beweist aber durchaus nicht die Untauglichkeit dieser Kohle zur rohen Benutzung, |281| wenn der Proceß anders geleitet würde. Bei der gewöhnlichen Verkohkung in Oefen wird diese Kohle mit einem mittlern Verlust in Kohks verwandelt; in denselben erreicht sie aber die Entzündungs-Temperatur sehr langsam in mehreren Stunden, während diese ihr in den Hohöfen mit enger Gicht in wenigen Secunden mitgetheilt wird; die heftige Gasentwickelung im Verein mit der Ausdehnung des äußern Theils zerstört im letztern Falle den Zusammenhang ihrer Theilchen. Die sehr bituminösen Steinkohlen werden bei der Rothglühhitze in den Verkohkungsofen gestürzt; wenn aber dasselbe Verfahren mit dem Halb-Anthracit versucht und derselbe in einer sehr dünnen Schicht in weite Apparate eingebracht würde, wäre das Zerklüften und der Abgang wohl kaum geringer, als im Hohofen.

Die Anwendung des Anthracits ist noch sehr neu; der zu Anfang dieses Jahrhunderts gemachte erste Versuch blieb ohne Erfolg. Nach vielen fruchtlosen Versuchen wird der Anthracit jetzt mit einem theilweisen Erfolg angewendet. Die früher von den Eisenhüttentechnikern dazu angewendeten Mittel waren ganz unzureichend; der höchste Winddruck betrug nur 0,065 Meter Quecksilbersäule, und man darf sich daher nicht wundern, daß die Versuche mit einem so dichten Brennmaterial keine günstigen Resultate gaben. Der Wind war zu schwach und die Hohöfen waren für Kohks von sehr fetten Kohlen construirt, daher schlechte Erfolge nicht ausbleiben konnten.

Der Anthracit enthält noch weniger Bitumen als die Steinkohlen aus der Umgegend von Merthyr-Tydwill, und die plötzliche Steigerung der Wärme in einer engen Gicht veranlaßt die theilweise Zersplitterung oder Zerbröckelung dieses Brennmaterials; die abgelösten Stückchen gehen in das Gestell nieder und ihre Anhäufung daselbst ist ein wesentlicher Nachtheil.

Die Hohöfen, in denen die Versuche früher gemacht wurden, hatten enge Gichten, während die jetzt für den Anthracitbetrieb benutzten viel weitere haben, ihr Durchmesser beträgt nämlich 2/3 des Kohlensackes. Dadurch ist die Temperatur im obern Theile des Schachtes weit geringer geworden, sie zersplittert folglich das Brennmaterial in demselben Verhältniß weniger und man kann daher einen höhern Erzsatz führen. Eine noch größere Temperaturverminderung könnte aber für diese Kohle nur vortheilhaft seyn, denn eine langsamer gesteigerte Hitze vermindert das Bestreben des Anthracits zu zerbröckeln und gestattet seine Umwandlung in dichte Kohks. Es wird demnach die Erweiterung der Gicht bis zum Kohlensackdurchmesser große Vortheile gewähren.

|282|

Wenn man das Verhältniß zwischen dem Durchmesser der Gicht und des Kohlensackes untersucht, so wird man finden, daß auf die Einheit des horizontalen Querschnitts des Kohlensacks die Gichtöffnung im bituminösen District eine Oberfläche von 0,16 hat, welche in den halbbituminösen und halbanthracitischen Districten auf 0,25 und in den anthracitischen bis auf 0,44 steigt. In Oefen mit dem Verhältniß von 0,25 kann eine Steinkohle ohne Bitumengehalt nicht angewendet werden, es sey denn daß sie vorher verkohlt wurde; steigt aber das Verhältniß bis auf 0,44, so kann reiner Anthracit roh angewendet werden.

Für die übrigen Steinkohlensorten erscheint es vortheilhaft, den Schacht cylindrisch aufzuführen, aber bei dem Anthracit muß die Steigerung der Temperatur sehr langsam erfolgen, und es kann daher nur zweckmäßig seyn die Gicht um 1/4 oder 1/3 weiter als den Kohlensack zu machen. In Folge dieser Erweiterung wird die Geschwindigkeit der aufwärtsströmenden Gassäule auf 4/5 vermindert werden und die Hitze in der Gicht sehr gering seyn.

Viele Hüttenleute sind der Meinung, daß der Anthracit nur mit erhitzter Gebläseluft vortheilhaft angewendet werden könne. Dieß ist aber ein von der Mangelhaftigkeit der ältern Gebläse herrührender Irrthum. Um deren Unzulänglichkeit nachzuweisen, kann man ein Patent anführen, welches auf die Benutzung nicht erwärmter Luft genommen wurde, die eine höhere Pressung als 0,13 Meter Quecksilbersäule hat. Mit kaltem Winde von solcher oder höherer Dichtigkeit hat man große Quantitäten Roheisen mittelst Anthracits erblasen. Wenn man aber Oefen anwendet, welche in der Gicht enger sind als im Kohlensack, so wird die erhitzte Luft ökonomischer seyn; denn durch dieselbe wird das Volum des Windes und der Zug vermindert, die Temperatur in der Gichtöffnung erniedrigt und die Wirkung der Kohle begünstigt.

Jede Einrichtung, welche die Benutzung unverkohkter Steinkohlen gestattet, veranlaßt eine wesentliche Ersparung an Brennmaterial; mit dem geringern Verbrauch desselben in Folge der Temperaturverminderung können die Schmelzkosten unter die Hälfte herabsinken. In den bituminösen Districten von Monmouthshire, der Midland-Grafschaften und Südschottlands ist die Umwandlung der Steinkohle in Kohks mit einem solchen Verlust verbunden, daß zur Erzeugung von 1 Tonne Gießereiroheisen 3 1/2 bis 4 Tonnen Kohlen erforderlich sind. Der Kohlenstoffgehalt beträgt bei den geringern bituminösen Sorten 76 Procent und steigt in dem Anthracit bis auf 92 Proc. Das jetzige Verkohkungssystem ist mit einem Verlust von 10 bis 50 Proc. verbunden. Eine veränderte Form des Hohofens gestattet die Verwendung von rohem Brennmaterial; man |283| kann dann die gesammte Kohlenstoffmenge conserviren um sie im Ofenschacht nutzbar zu machen, und es werden 100 Kilogr. rohe Kohlen mehr Effect hervorbringen als 350 Kilogr. in Kohks verwandelte.

Die Erweiterung des obern Theiles des Ofenschachtes wird auch bei der Verwendung des comprimirten Torfes zum Hohofenbetriebe sehr vortheilhaft seyn. Große Ablagerungen dieses trefflichen Brennmaterials finden sich in der Nähe reicher Erzlagerstätten, bis jetzt haben aber die damit angestellten Versuche keine gelungenen Resultate geliefert. Die besten Torsarten enthalten viel flüchtige Theile und vor dem Austrocknen Wasser. Die rasche Entwicklung dieser Stoffe in den jetzigen Hohöfen erzeugt eine hohe Temperatur in der Gicht und eine bedeutende Verbrennung des Torfes; derselbe gibt daher weniger Kohle und man braucht von ihm eine größere Menge; überdieß erfordert der Torf wegen seines großen Gehalts an erdigen Substanzen viel Zuschlagkalk. Oben erweiterte Oefen vermindern aber die Temperatur in der Gicht, begünstigen die Conservirung der Kohle, und da der Torf einem bedeutenden Druck unterworfen ist, lange Zeit ehe er rothglühend geworden, so zerbröckelt er nicht so leicht und die erzeugten Torfkohlen können folglich einen dichtem Wind ertragen.

Die Erweiterung des Ofenschachtes nach oben ist auch sehr vortheilhaft um rohe oder unvollkommen geröstete Erze mit rohem Zuschlagkalk zu verschmelzen. Diese Substanzen machen einen großen Theil der durch das Brennmaterial entwickelten Wärme latent; das Wasser und die flüchtigen Bestandtheile des Erzes werden mit einer Temperaturverminderung der umgebenden Materialien ausgetrieben. Zur vollkommenen Röstung des Erzes ist Zeit erforderlich, und wenn die Gichten sehr schnell niedergehen, so wird nicht nur der Proceß in einer zu tiefen Region des Ofens vollständig bewirkt, sondern auch die zur Reduction nothwendige Zeit verkürzt. Erweitert man aber die Gicht, so wird die Geschwindigkeit des Gichtenganges wesentlich vermindert und die vollständige Röstung erfolgt in einer Region, wo die latent gemachte Wärme dem Ofenbetriebe nicht nachtheilig ist. Für diesen Proceß eignen sich jedoch nur die kohlensauren Eisenerze der Steinkohlenformation.

Wenn man also die Gestalt des Hohofens verändert, so kann der Röstproceß wohlfeiler und vortheilhafter in dem obern Hohofenschacht als in Haufen oder besondern Oefen ausgeführt werden; die auf die jetzige Röstung verwendete Arbeit, Kohle und Capital, können dann mit Gewinn an Qualität und Quantität des erzeugten Roheisens erspart werden.

(Der Schluß folgt im nächsten Heft.)

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Dieses Truran'sche Patent wurde im polytechn. Journal Bd. CXLI. S. 365 mitgetheilt. A. d. Red.

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Außer Aberdare gehören alle diese Hütten nebst den bei den halbbituminösen Kohlen genannten, nach Hunt 's Mineral Statistics of Great Britain for the Year 1855, S. 50, zu dem District der bituminösen Kohlen in Südwales. H.

|277|

Nach dem erwähnten Werke von Hunt waren im Jahr 1855 in dem Waleser Anthracitdistrict 11 Eisenwerke mit 19 Hohöfen im Betriebe, welche mit Hülfe dieses Brennmaterials 52,755 Tonnen Roheisen producirten, wogegen das Productionsquantum der in dem District der bituminösen Kohlen im Betriebe befindlichen 129 Hohöfen sich auf 787,315 Tonnen belief. H.

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