Titel: Stein, über Verwendung der Hohofen-Gichtgase bei der Eisengußwaarenproduction.
Autor: Stein,
Fundstelle: 1860, Band 157, Nr. CX. (S. 438–444)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj157/ar157110

CX. Verwendung der Hohofen-Gichtgase bei der Eisengußwaarenproduction; vom Berg- und Hütteningenieur Stein in Hof.

Aus der berg- und hüttenmännischen Zeitung, 1860, Nr. 33.

Mit Abbildungen auf Tab. VI.

Es besteht kaum eine Industrie, bei welcher der ökonomische Betrieb mehr rechnet, als bei der Eisenindustrie es der Fall ist. Die Ursache |439| dieser Erscheinung findet sich darin, daß unter den verschiedenen Positionen der Productionskosten die der Materialaufwände bei weitem die überwiegenden sind; ferner auch in den verderblichen kostspieligen Rückwirkungen eines Fehlers bei dem Schmelzproceß auf die ganze, zur Zeit im Hohofen sich befindende, niedergehende Schmelzmaterialmenge, und ebenso in der Massenhaftigkeit der Production überhaupt, welche jede kleinste Bruchzahl Ermäßigung oder Erhöhung an den Erzeugungskosten eines Centners leicht zu namhaften Summen erhebt. Es ist natürlich, daß eine gewisse kleine Ermäßigung oder Erhöhung an einem gewissen einheitlichen Werthe dann besonders stark rechnet, wenn sie einen solchen einheitlichen Werth betrifft, der zur Herstellung eines Centners Product öfter wiederholt nöthig wird.

Gesetzt, es werde bei sich gleichbleibender Beschickung an den Erzkosten eine Ermäßigung von 1/2 Ngr. an je 100 Pfund Erzen erzielt, und der Verbrauch zu 1 Ctr. Roheisen betrage durchschnittlich 300 Pfd. Erz, so macht sich bei den Herstellungskosten eines Centners Roheisen die an sich kleine Ermäßigung von 1/2 Ngr. sofort dreimal mit 1 1/2 Ngr. – bei täglicher Production von 300 Ctr. aber schon 900 Mal mit 450 Ngr. = 15 Thlrn. –, bei jährlicher Production von 100,000 Ctrn. endlich 300,000 Mal mit 150,000 Ngr. = 5000 Thlrn. geltend. Haben die Erzeugungskosten von 1 Ctr. Roheisen vor Eintritt der gedachten Ermäßigung von 1/2 Ngr. an je 100 Pfund Erz durchschnittlich 1 Thlr. 9 Ngr. betragen, so mindert diese anscheinend so geringe Ersparniß die Productionskosten eines Centners Roheisen auf 1 Thlr. 7 1/2 Ngr. oder um nicht weniger als 3 3/4 Procent.

Dieser Nachweis einer großen Bedeutung scheinbar geringfügiger Ersparnisse bei einheitlichen Werthen des Materialaufwandes verweist auf möglichste Reductionen der Materialkosten, welche

bei der Roheisenproduction
„ „ Eisengußwaarenproduction des Hohofenbetriebes
„ „ Eisengußwaarenfabrication des Cupolofenbetriebes
„ „ Stabeisenfabrication
80–90 Proc.
70–85 „
75–90 „
80–90 „
der Productionskosten
ausmachen

und hat man zur Minderung derselben die Benützung der Hohofengichtgase als Brennmaterial mannichfach angestrebt.

Da diese Gase auf ihrem Wege von der Form zur Gicht verschiedene Verbindungen eingehen, folglich auch ihr Gehalt, beziehungsweise ihre Brennbarkeit, ihr Wärmeeffect, sie zu Heizmaterial mehr oder weniger eigenschaftet, so suchte man dieselben an demjenigen Punkte der Schachthöhe aus dem Ofenraume zu ziehen, an welchem ihre Brennbarkeit noch |440| groß ist, nämlich möglichst nahe der Rast. Die deßfallsigen Versuche scheiterten an der gefolgten starken Beeinträchtigung des Hohofenbetriebes, bei welcher die Entwicklung, mithin auch die Gewinnung der Hohofengichtgase, höchst ungleich und allzusehr vermindert wurde. Diese Beeinträchtigung nahm ab, je mehr man die Gasableitungen nach den oberen Ofenzonen verlegte, so daß nur die letzten obersten Gichtsätze von den aufsteigenden Gasen minder durchströmt blieben. Ist hier die Brennbarkeit der Gase auch eine geringere als in den untern Ofenzonen, so hat man sie doch vollkommen entsprechend für Heizungen von Dampfkesseln, Windwärmapparaten, Kalk- oder Erzröstöfen gefunden, und es würde diese Nutzanwendung sicherlich schon viel allgemeiner geworden seyn, wenn nicht die zwar verminderte, jedoch bei allen bisher angewendeten Gasableitungsmethoden immer noch vorhandene Benachtheiligung des Hohofenbetriebes derselben entgegenträte. Diese restliche Benachtheiligung wird nicht sowohl dadurch hervorgerufen, daß die obersten Gichtsätze von den aufsteigenden Gasen weniger beeinflußt und vorbereitet werden, sondern dadurch, daß

  • 1) die gesetzmäßige Richtung der aufsteigenden Gase durch Seitenführung oder Centralisation des Gasstromes nach den innerhalb des Schachtraumes oder an dessen Wandung angebrachten Gasabzugspunkten bis in die unteren Ofenzonen wesentlich iritirt wird, mithin auch die Entwickelung und Function der Gase aufhört eine im Schachtraume allgemeine zu seyn; daß
  • 2) diese ungleichmäßige Function der Gase einen unregelmäßigen Gichtengang, jedenfalls aber eine geringere Qualität Roheisen bei niedrigerem Ausbringen mit gesteigertem Kostenaufwand zur Folge hat; und daß
  • 3) die mit diesen Beeinträchtigungen des Roheisenschmelzprocesses verbundene ungleichzeitige, qualitativ und quantitativ verringerte Gasentwickelung auch eine ungleiche Gasverwendung nach sich zieht.

Nachdem es indessen dem Verfasser dieser Erörterungen in neuerer Zeit gelungen ist, einen Gasableitungs-Apparat zu construiren, der die Gewinnung der Gase, unbeschadet ihrer Brennbarkeit, und zu 9/10 ihrer Menge außerhalb des Bereiches des Ofenschachtes ohne jede Alterirung der Gasströmung erwirkt, der die Regulirung der Gichtsätze bei ganz freier Gichtfläche gestattet, und einer ungleichen Gaszuführung nach den betreffenden Feuerherden durch ein Gasreservoir vorbeugt, der mithin die Vortheile einer Hohofengicht-Gasbenutzung ohne jede Beeinträchtigung des Hohofenbetriebes unverkürzt einbringt, so kann nun die Gichtgasbenutzung zur Minderung |441| der Productionskosten eher zur Allgemeinheit gelangen, ja sie gehört nun sogar zu den Gesetzen rationellen Hüttenbetriebes.

Diese, in dem Stein'schen Gichtgasableitungs-Apparat gewährleistete Errungenschaft in der Hüttenökonomie ist um so belangreicher, als man nun nicht mehr darauf beschränkt ist, die Hohofengichtgase unmittelbar nach ihrem Austritt aus dem Ofenschachte auch sofort zu verbrauchen, sondern diese jetzt zu beliebiger Verwendung aufbewahrt werden können, wodurch auch die weniger Gase producirenden kleineren Holzkohlenhohöfen in den Stand gesetzt sind, die ökonomische Nutzung ihrer Gichtgase ungeschmälert zu finden. Für jene häufig auf Gußwaarenproduction betriebenen Holzkohlenhohöfen, wie auch für Kohkshohöfen mit beigegebener Gußwaarenfabrication ist die Anwendung der Hohofengichtgase als Heizmaterial bei den Gießereien, resp. Formereien eine sehr beachtenswerthe Sache, nachdem die Gasableitung mittelst obenbezeichneten Apparates nicht mehr precär, und in zweckmäßigen Anlagen des Gasverbrennungsraumes man sehr vorgeschritten ist.

Die Feuerungen bei Gießereien, beziehungsweise Förmereien, betreffen: das Trocknen von nassen oder feuchten, rohen Formmaterialien vor ihrer Aufbereitung; die Trockenhaltung der aufbereiteten Puder etc.; die Anwärmung der Gießpfannen; hauptsächlich aber die allmähliche Trocknung einzelner Formtheile, Kern- und Mantelstücke, so wie ganzer verfertigter Formen aus Masse. Alle diese Feuerungsbedürfnisse (sofern sie nicht unbewegbare Formen in Gruben betreffen) lassen sich unter Anlage von Trockenkammern durch Heizung mit Hohofengichtgasen weit sachgemäßer, bequemer, sicherer und billiger befriedigen, als durch Anwendung fester Brennstoffe.

Eine entsprechende Vorrichtung, welche in Fig. 811 abgebildet ist, beschreiben wir nachstehend:

Durch den Gasableitungs-Apparat gelangen die Gichtgase in das an der Hohofenwand angelehnte Gasreservoir, dessen kubischer Inhalt, je nach gleichem Verhältniß der Gaserzeugung zur Gasverwendung, von der Capacität des Hohofens abhängig und dem kubischen Inhalt des Hohofenschachtes mindestens gleichzustellen ist. Größere Reservoirs erhöhen, kleinere aber vermindern den Effect. Wie überhaupt erst von diesem Gasreservoir jedartige Benützung der Gase ausgeht, so wird von ihm aus auch die Gasleitung L nach dem Trockenofen gerichtet, welcher innerhalb, immerhin aber unweit des Förmereilocals situirt ist und dessen Sohle S mit der Hüttensohle sich vergleicht, während seine Feuerherde F unter der Hüttensohle liegen. Die in den Feuerherden sich erhebenden Pfeiler p geben der Ofensohle S die entsprechende Auflage. Die Ofensohle besteht aus Gußplatten von 1/2 Zoll Dicke, mit 3 Zoll starken Maurerziegeln belegt. In den Randfalzen dieser gußeisernen Sohlplatten erheben sich die gußeisernen |442| Seitenplatten i und die Rückwandplatte k, auf welche dann die ebenfalls mit Randfalzen versehene gußeiserne Deckplatte D sich schließend auflegt. Die Zwischenmauern A von gleicher Höhe der äußeren Führungsmauern M scheiden die Feuerherde, so wie die Trockenräume vollständig von einander ab. Da jede dieser Abtheilungen ihre besondere Gaszuleitung g, mithin auch ihre besondere Gasverbrennung hat, so liegt es ganz in dem Willen des Technikers, beziehungsweise in der Hand des Arbeiters, unter Stellung des Scheibenventils v (in dem Gasrohre g) jeder dieser Abtheilungen eine größere oder mindere Gasmenge zuzuführen und den Wärmegrad in jeder dieser Abtheilungen, unabhängig von dem Wärmegrad der nachbarlichen Abtheilung, zu erhöhen oder zu erniedrigen. Wie aus dem Querdurchschnitt ersichtlich ist, wird die zur Verbrennung der Gase erforderliche atmosphärische Luft in dem vor dem Eingang in den Trockenofen mit Gußplatten bedeckten, das Gasleitungsrohr L führenden, Mauergraben durch die Schieber o je nach Bedürfniß zugelassen. Die verbrennenden Gase umströmen die Innenwände i und k, die Sohle S und die Decke D überall gleichmäßig, erwärmen jede Abtheilung mithin auch gleichmäßig und treten durch den Ausgangspunkt b in der gußeisernen Platte R aus dem Trockenofen in den gemeinsamen Abzugscanal N, von da in die Esse E, welche zur Erlangung entsprechender Gasströmung und Verbrennung jedenfalls um ein Angemessenes über das Niveau der Hohofengicht, beziehungsweise über den Punkt der Gasableitung hinaufgeführt werden muß. Jede Abtheilung des Trockenofens ist mit blechernen Flügelthüren T versehen, von der Größe der ganzen Vorderwand. Zur Einsetzung der zu trocknenden Formen, Formtheile oder Kerne, welche wegen allzugroßen Umfanges oder Gewichts nicht von Hand gereicht werden können, sind in den für sie bestimmten Abtheilungen des Trockenofens rostartige Untergestelle mit Rollen vorhanden, welche zur Auf- und Abnahme der großen Formstücke mittelst Krahnen vor die Thüröffnungen herausgezogen und in den Trockenraum zurückgeschoben werden. Zur Einsetzung der kleineren Formstücke etc. haben die betreffenden Abtheilungen Fachwerke, und die zur Trocknung der rohen Formmaterialien bestimmten Abtheilungen sind mit Karren befahrbar.

Soll eine der Abtheilungen, welche unter Schließung des Scheibenventils v kalt gestellt war, angewärmt werden, so bringt man durch den Luftschieber o einige glühende Kohlen auf den gasleeren Feuerherd, und verschließt den Luftschieber vorerst wieder. Dann erst läßt man die nöthige Gasmenge durch entsprechende Drehung resp. Stellung des Scheibenventils v in den Feuerherd eingehen, und unter genügendem Zulaß atmosphärischer Luft durch den Schieber o zur Verbrennung gelangen. Zu großer Luftzutritt macht die Flamme leicht erlöschen. Die Beachtung |443| dieser wenigen einfachen Handgriffe macht die Gasverwendung ganz gefahrlos, zumal zur Entlassung überflüssiger Gase an dem Gasreservoir eine Sicherheitsklappe angebracht ist. Die Reinigung der Gase von Flugasche erfolgt ohne besonderes Zuthun in dem Gasreservoir, was dem Wärmeeffect der Gase zu Gute kömmt; indessen ist dennoch bei dem Trockenofen die Reinigung des Feuerherdes durch die Oeffnung C in der Hinterwand der Führungsmauer thunlich gemacht, welche Oeffnung nur während der jeweiligen Herdreinigung offen, in der Regel vermauert bleibt; diese selten erforderliche Herdreinigung geschieht jedesmal unter Gasabsperrung. Bei der Geschlossenheit der Gasführung und deren gänzlichen Abgeschiedenheit von den Trockenräumen ist jede Belästigung durch Gasgeruch in der Formerei und in den Trockenkammern beseitigt. Die Größe des Trockenofens, die Zahl und Räumlichkeit der Trockenkammern richtet sich, selbstverstanden, nach dem Bedürfniß der betreffenden Gießerei; die hier gegebene Abbildung soll nur die Construction und Dimensionsverhältnisse darlegen.

Die Vortheile solcher Trockenofenanlagen, resp. solcher Gichtgasbenützung treten hervor:

1) in der Ersparniß besonderer Brennmaterialien;

2) in der Erübrigung an Arbeitslohn;

3) in der Minderung von Fehlguß, verbunden mit größerer Dichtigkeit und Reinheit der Gußstücke.

Bezüglich der Brennmaterial-Ersparniß bedarf es keiner näheren Darlegung, da an die Stelle des besondern angekauften Brennmaterials ein durch den Hüttenbetrieb selbst und ohne besondern Aufwand anfallender, für alle Zeit gegebener Brennstoff tritt.

Die Erübrigung an Arbeitslohn ergibt sich aus dem Wegfall der Arbeitszeit, welche auf Magazinirung der angekauften festen Brennmaterialien und auf deren Herbeischaffung zur Stelle des Verbrauchs verwendet wird, insbesondere aber aus dem Umstande, daß der Arbeiter bei dem constanten Wärmeeffect der geregelt zugelassenen Gasmenge auf die Unterhaltung der Feuerung kaum einige, auf die Behandlung des zu trocknenden Gegenstandes während der Trocknung äußerst wenig Zeit zu verwenden hat.

Die Minderung von Fehlguß bei größerer Reinheit und Dichtheit der Gußstücke beruht auf der Thatsache, daß je gleichmäßiger trocken die Form- oder Kernstücke, desto seltener ein Mißlingen des Gusses, desto weniger versteckte Blasenräume im Innern der Gußmasse, desto glatter die Gußrinde. Die Versorgung derjenigen Feuerungen, welche zum Trocknen fertiger Formen mittelst fester Brennstoffe |444| neben, unter, in oder auf den Formen unterhalten werden, nimmt die größte Aufmerksamkeit des Arbeiters in Anspruch, macht also die entsprechende Trocknung der Formen, das Gelingen des Gusses weit mehr von dem Fleiße und Willen des Arbeiters abhängig, als die Formentrocknung bei Gichtgasfeuerung. Bei aller Aufmerksamkeit des Arbeiters wird dennoch die Trocknung mittelst fester Brennstoffe eine unvollkommenere und ungleichere, als die Trocknung mittelst flüchtiger Brennmaterialien, denn bei ersterer ist die Wärme stets im Steigen und Fallen begriffen, nimmt stets ab und zu, je nachdem eben die Brennstoffe mehr consumirt oder mehr erneuert sind. Dieser fortwährende Wechsel der Wärmegrade, verbunden mit stellenweiser Anhitzung, läßt nicht zu, daß die Formmasse an allen ihren Flächenpunkten gleichmäßig und gleichviel trockne, daß sie gleichmäßig, gleichstark schrumpfe, und daß alle ihre Theile gleiche Bindung und Festigkeit erlangen, wie das Gelingen des Gusses dieß bedingt. Dahingegen läßt ein andauernd gleichmäßiger Wärmegrad, wie ihn die einmal geregelte Gasverbrennung bei dem Trockenofen gibt, keine locale stellenweise Ueberhitzung oder Feuchtbleibung in dem betreffenden Formstück sich einschleichen, wie diese bei den Anfeuerungen der Formen so oft auf Kosten des Gusses unbemerkt bleiben. Ein constanter Wärmegrad wird auch, vorausgesetzt, daß derselbe in erster Zeit nicht allzuhoch gestellt ist, weder äußeres sichtbares, noch inneres unsichtbares Reißen der Formmasse zulassen, dessen Gefährlichkeit ebenfalls groß ist. Die Minderung der Fehlgüsse, die größere Dichte und Reinheit der Gußstücke erhöhen nicht nur die Rentablität, sondern auch den Ruf und die Preiswürdigkeit des Fabrikats.

Diesen Vortheilen gegenüber tritt lediglich die Verzinsung geringer Anlagskosten des Stein'schen Gasableitungsapparats und des Trockenofens; jene des ersteren nur insoweit, als der Trockenofen an der Gasbenutzung Theil nimmt. Die Vortheile werden nicht, wie bei bisherigen andern Gasableitungsmethoden es der Fall seyn mußte, mit Beeinträchtigung des Hohofenbetriebes erkauft, noch durch ungleiche Gasproduction des Hohofens precär gemacht, denn die Gasgewinnung geht bei dem Stein'schen Gasableitungsspparat nicht mehr auf Kosten des Schmelz processes, etwaige Ungleichheiten in der Gasproduction aber sind durch das Gasreservoir außer Einfluß auf die Gasverwendung gebracht.

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