Titel: Ueber die Temperatur, welche sich in den nach Siemens'schem Princip construirten Schmelzöfen erreichen läßt.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1861, Band 159/Miszelle 3 (S. 235–236)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj159/mi159mi03_3

Ueber die Temperatur, welche sich in den nach Siemens'schem Princip construirten Schmelzöfen erreichen läßt.

Hierüber hielt Prof. Scheerer folgenden Vortrag in der Sitzung des bergmännischen Vereins zu Freiberg vom 14. Februar 1860.

Der Hitzegrad, welchen ein Brennmaterial bei seiner Verbrennung in atmosphärischer Luft erzeugt, kann bekanntlich dadurch gesteigert werden, daß man entweder 1) das Brennmaterial vor seiner Verbrennung, oder 2) die zur Verbrennung dienende Luft, oder 3) beide erhitzt. Bloß das Brennmaterial zu erhitzen, hilft wenig; denn die Berechnung zeigt z.B., daß während 0° warme Holzkohle in 0° warmer Luft unter Erzeugung einer Temperatur von 27000 C. verbrennt, eine bis zu 400° C. erwärmte Holzkohle unter solchen Umständen eine Temperatur von 2735° C. hervorbringt. Eine Erhitzung der Holzkohle auf 400° C. hat also die Verbrennungs-Temperatur nur um 35° C. erhöht. Von weit größerem Effecte ist dagegen die Erhitzung der Verbrennungsluft. Holzkohle, welche durch 400° C. heiße Luft verbrannt wird, erzeugt eine Temperatur von nahe 3065° C., also um 365° C. höher als bei Verbrennung in Luft von 0°. Natürlich wird der höchste Effect hervorgebracht, wenn Brennmaterial und Verbrennungsluft vorgewärmt werden, dadurch muß sich der bei der Verbrennung erzeugte Hitzegrad nahe um eben so viel steigern, als die gemeinschaftliche Vorwärmung betrug. Eine 400° C. warme Holzkohle verbrennt in 400° C. warmer Luft unter Erzeugung einer Temperatur von 3100° C.

Das Siemens'sche Princip zur Erhöhung der Temperatur in Schmelz- (Flamm-) Oefen besteht nun zunächst 1) in der Erhitzung der Verbrennungsluft, dann aber 2) in einer möglichst hohen, leicht ausführbaren Steigerung dieser Erhitzung. Dieser zweite Punkt enthält das Eigenthümliche der Siemens'schen Methode.

Die von Siemens construirten Schmelzöfen bestehen im Allgemeinen aus einem Erhitzungsraum (Schmelzraum), zwei Feuerungsvorrichtungen und zwei Generatoren (oder einem Generator mit zwei Hauptabtheilungen). Unter Generator wird hier ein, durch feuerfeste Zwischenwände in viele kleinere, mit einander communicirende Abtheilungen getheilter größerer Raum verstanden, welcher zur Erhitzung der Verbrennungsluft dient. Man bringt alle Wände desselben mittelst hindurchstreichender Flamme zum starken Glühen und läßt dann die Verbrennungsluft durch diesen geheizten Raum gehen, dessen innere vielfache Zertheilung und große Gesammtwandfläche die Lufterhitzung möglichst begünstigen. Daß hierdurch der Generator nicht zu sehr abgekühlt und die Lufterhitzung zu bedeutend herabgezogen werde, dazu ist eben der zweite Generator vorhanden, welcher geheizt wird, während der andere zur Lufterhitzung dient. Von Zeit zu Zeit wechseln diese Vorgänge in den Generatoren: die Anheizung des Generators und die Wärmeabgabe an die Verbrennungsluft. Dadurch kann unausgesetzt ein Strom stark erhitzter Verbrennungsluft |236| geliefert werden, und zwar ein größerer und stärker erhitzter Strom, als ihn gewöhnliche Lufterhitzungs-Apparate (mit eisernen Röhren) zu liefern vermögen. Zugleich aber erfordert das Anheizen der Generatoren keinen besonderen Feuerungs-Apparat, sondern der Schmelzofen besorgt dieß selbst. Von seinen zwei Feuerungs-Vorrichtungen erhitzt je eine abwechselnd den Schmelzraum und einen der Generatoren. Es geschieht dieß – wenn wir uns durch G und G' die Generatoren, durch F und F' die Feuerungen und durch R den Schmelzraum andeuten – auf folgende Weise:

GG'

FRF'

Während z.B. die Feuerung F durch erhitzte Luft aus dem Generator G gespeist wird und ihre Flamme in den Schmelzraum R schickt, erhitzt die aus diesem Raume kommende Flamme, vereint mit der Flamme der Feuerung F', den Generator G'. Nach einiger Zeit wird mittelst einer einfachen Ventil-Vorrichtung der Wechsel bewirkt: Die Feuerung F' wird durch erhitzte Luft aus dem Generator G' gespeist und die aus R kommende Flamme, vereint mit der Flamme der Feuerung F', erhitzt nun den Generator G. Es läßt sich einsehen, daß durch einen derartigen Wechsel die Generatoren allmählich heißer und heißer werden müssen. Angenommen, die Temperatur des Generators G beim Beginne des Versuchs sey t, so wird der Generator G' natürlich zu einer höheren Temperatur als t, wir wollen sie t' nennen, angeheizt werden. Nach eingetretenem Wechsel nimmt die Verbrennungsluft also eine höhere Temperatur als zuvor an, und folglich muß der Generator G eine noch höhere Temperatur t'' annehmen u.s.w. Man könnte nun der Meinung seyn – und diese Meinung ist wirklich ausgesprochen worden – daß sich durch einen Ofen der gedachten Construction eine Hitzesteigerung, so zu sagen, ins Unendliche erreichen lasse. Das ist jedoch keineswegs der Fall, sondern auch hier gibt es ein Temperatur-Maximum, welches selbst unter den günstigsten denkbaren Umständen nicht überschritten werden kann. Die Rechnung ergibt dieses theoretische Maximum für einen mit guten Steinkohlen geheizten Ofen zu etwa 20000° C. Wäre es praktisch ausführbar, eine solche Temperatur, oder auch nur eine halb so hohe, wirklich zu erzeugen, so würde sich der betreffende Ofen – und wenn er aus dem feuerfestesten Baumaterial bestände – sicherlich in sehr kurzer Zeit selbst schmelzen. Daß ein Siemens'schen Ofen dieß glücklicherweise nicht thut, hat seinen Grund darin, daß jene vorausgesetzten günstigsten Umstände nur zu einem sehr kleinen Theile in der Praxis erreichbar sind; und es läßt sich ermessen, daß die Temperatur eines Flammofens der gedachten Art, selbst bei der größten technischen Sorgfalt schwerlich 4000° C. überschreitet. Das Temperatur-Maximum in einem mit 400° C. heißer Gebläseluft betriebenen Eisenhohofen beträgt 3300–3400° C. Die Siemens'schen Oefen können diese Temperatur, welche bisher als die höchste bei allen metallurgischen Processen galt, also nicht allein erreichen, sondern vielleicht noch um einige Hundert Grade übertreffen. Das ist aber von sehr wesentlicher Bedeutung, und die Siemens'schen Oefen eignen sich dadurch unter anderem ganz vorzüglich zum Stahlschmelzen. (Berg- und hüttenmännische Zeitung, 1860, Nr. 51.)

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