Titel: Schinz, über den Raschette'schen Universal-Hohofen.
Autor: Schinz, C.
Fundstelle: 1863, Band 169, Nr. CXVII. (S. 449–455)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj169/ar169117

CXVII. Pyrotechnische Rundschau; von C. Schinz.

(Fortsetzung von Bd. CLXVII S. 447.)

VII. Ueber den Universal-Hohofen von Generalmajor Raschette.

Gleich beim Erscheinen der ersten Notiz über die Construction des Raschette'schen Universal-Schachtofens in diesem Journal Bd. CLXV S. 27079), betrachtete ich dieselbe als eine völlig rationelle; da ich aber nicht Fachmann d.h. nicht Hüttenmann bin, so beschied ich mich mein Urtheil darüber zurückzuhalten und dasjenige der Hüttenmänner abzuwarten.

Das Urtheil der Hüttenmänner ist nun zwar spärlich erfolgt, aber nicht auf eine Weise, die irgend welche Belehrung gäbe. Dieß war im Grunde nicht anders zu erwarten, da bekanntlich die Form der Schachtöfen seit 50 Jahren eine Divergenz der Meinungen hervorgerufen hat, welche heute noch unvermindert fortbesteht. Meines Wissens ist es aber auch bis heute noch keinem einzigen Hüttenmann eingefallen, sich über die Wärmemenge Rechenschaft zu geben, welche er in seinem Hohofen erzeugt, d.h. nachzuweisen wie viel von derselben an das Eisen, an die Schlacke, an den Brennstoff übergeht, und wie viel von derselben durch die Ofenwände transmittirt, wie viel durch die Gichtgase weggeführt wird.

Nur durch solche controlirende Berechnungen würde es möglich seyn, den Werth dieser oder jener Construction zu beurtheilen.

Da bis jetzt diese Erkenntniß fehlt, so hat die in Rede stehende Construction jedenfalls das Verdienst, dem Streite über die Hohofenformen (Profile) auf einmal ein Ende gemacht zu haben, indem sie praktisch beweist, daß alle bisherigen Theorien darüber völlig unbegründet waren.

Hr. Prof. Tunner gibt in seinem Bericht über die Londoner Welt-Industrieausstellung von 1862 über diese Ofenconstruction einen Orakelspruch, indem er sagt, die Vortheile derselben beruhen lediglich auf der |450| besseren Vertheilung des Windes! (Industrie- und Bergbauhalle, 1863, Nr. 1.)

Wie diese bessere Windvertheilung günstig auf den Hohofenproceß wirken soll, gibt er nicht an.

Er behauptet, daß niedrige Schächte keinen Vortheil gewähren und daß bei Annahme der gewöhnlichen Höhe das Durchsetzquantum und die Brennstoffersparniß größer gewesen wären. Hätte Hr. Tunner gesagt, bei doppelt so großem Volumen des Schachtes wären diese Vortheile eingetreten, so würde er völlig Recht gehabt haben, daß aber seine Aeußerung nicht dieses sagen wollte, geht daraus hervor, daß er gleichzeitig die continuirliche Erweiterung des Schachtes nach oben nur für gewisse Erze als richtig anerkennt.

Die Höhe des Schachtes hat an und für sich gar keine Bedeutung, aber ein niedriger Schacht leistet dem eingeblasenen Winde unter sonst gleichen Umständen weniger Widerstand, d.h. er erfordert kleinere Windpressungen, und da kleinere Windpressungen in einer sehr raschen Progression weniger Kraft verzehren, so ist es sehr die Frage, ob die mit Erhöhung des Schachtes verbundene Vergrößerung desselben die erzielbare Ersparniß nicht aufwiege, besonders in den zahlreichen Fällen wo diese Kraft durch Dampf erzeugt wird.

Ferner behauptet Hr. Tunner, daß der von Hrn. C. Aubel hervorgehobene Vortheil dieser Ofenconstruction, nur eine dünne Rauhmauer zu erfordern, allen Erfahrungen entgegen sey.

Daß sich die Empiriker immer auf Erfahrungen stützen, welche ganz werthlos sind, weil dieselben die verschiedenen Factoren, welche auf irgend ein Resultat Einfluß haben, nicht zu beachten wissen, ist man längst gewöhnt; aber ein Professor an einer Bergakademie sollte denn doch nicht so schlechtweg sich auf Erfahrungen berufen, ohne vorher erwogen zu haben, ob eine solche Berufung irgend wie zulässig sey.

Erstens könnte man sich nur auf diese Erfahrungen stützen, wenn man die Leitungsfähigkeit der Materialien für die Wärme zwischen den verschiedenen Oefen verglichen hätte; denn bekanntlich gibt es ein Maximum der Leitungsfähigkeit, welches, wenn es überschritten wird, bei dicker werdenden Wänden die Transmission der Wärme vermehrt statt dieselbe zu vermindern, und sehr viele Bausteine überschreiten wirklich dieses Maximum.

Zweitens hätte Hr. Tunner sehen können, daß behufs der Abwärmung dieser Universal-Schachtöfen die Wände derselben mit einer großen Menge von Luftcanälen versehen sind, welche offenbar dazu dienen, die Transmission zu vermindern, wenn dieselben nach Anwärmung des |451| Ofens verschlossen werden, so daß eine Luftcirculation nicht stattfinden kann.

Ein Ungenannter hat dann in Nr. 18 des Berggeistes vom 3. Mai 1863 dem Hrn. Tunner vorgeworfen, daß seine Auslassungen über die Raschette'sche Hohofenconstruction sich mit seinen wissenschaftlichen Begründungen in Bd. IX der österreichischen berg- und hüttenmännischen Zeitung vom Jahre 1860 nicht zusammenreimen lassen.

Dieser Vorwurf ist nicht ganz unbegründet, indem Hr. Tunner dort die enge Gicht vertheidigt, in seinem Berichte über die Londoner Ausstellung aber den Uebergang zu anderer Meinung wenigstens vorbereitet, indem er sagt, daß er die beständige Erweiterung bis zur Gicht nicht als die allein richtige zu erkennen vermöge.

Hr. Tunner selbst hat auf diesen Angriff nicht geantwortet, aber ein anderer Ungenannter hat für ihn die Feder ergriffen und im Berggeist Nr. 25 diesen Widerspruch zu lösen gesucht.

Er sagt, daß die Raschette'sche Construction sich sehr gut für strengflüssige Magneteisensteine eignen könne, daß aber, um in einem solchen Ofen weißes Roheisen erblasen zu können, es sich nothwendig erweisen werde das Gestell zwischen den Formen um das Doppelte zu erweitern; die weite Gicht lasse jedoch weder die Hitze zusammenhalten noch eine Stauung der Gase bewirken, daher werde die Vorbereitung einer leichtflüssigen Beschickung sicher eine ungenügende seyn, so daß der Betrieb fortwährend durch Versetzungen im Gestell gestört wäre. Er schließt: „eine Normal-Ofenconstruction könnte es nur dann geben, wenn man mit Normalbeschickungen ein Normaleisen erblasen könnte, d.h. wenn man überall mit gleichen Verhältnissen zu thun hätte.“

Solche unerbauliche Discussionen sind die Frucht der Unterlassung wirklich wissenschaftlicher Untersuchung.

Wie viele Hohöfen gibt es nicht, welche bei sehr engem Gestelle auf weißes Roheisen in Betrieb stehen, und wie viele andere welche bei sehr weitem Gestelle und bei sehr steilen Rasten das kohlenstoffreichste graue Roheisen erzeugen? Selbst ohne wissenschaftliche Untersuchung hätten diese Thatsachen genügen sollen, um von der Idee abzustehen, daß enge Gestelle für graues Eisen, weite Gestelle für weißes Eisen erforderlich seyen.

Weißes Eisen wird erzeugt, wenn die Schmelzzone ein möglichst geringes Volumen hat, graues Eisen wenn dasselbe verhältnißmäßig groß ist; in beiden Fällen müssen aber die vorbereitenden Zonen, die Kohlungs- und Reductionszone, hinreichen um diese Vorbereitung je nach der Natur der verschmolzenen Erze zu bewerkstelligen.

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Es entsteht nun die Frage: welches sind die Mittel um diesen Zonen die richtigen Volumina zu geben?

Das erste unumgängliche Mittel ist das Verhältniß der Brennstoffgichten zu den Erzgichten. Graues Roheisen erfordert stets eine größere Menge Brennstoff als weißes. Aber diese Thatsache erklärt nicht, warum graues oder weißes Roheisen erzeugt wird. Denn die Temperatur an der Grenze zwischen Oxydations- und Schmelzzone ist und bleibt unter sonst gleichen Umständen stets dieselbe, ob das relative Verhältniß zwischen Brennstoff und Erz groß oder klein sey, ob der in der Zeiteinheit verbrannte Brennstoff 1 oder 2 betrage; aber das Volumen der Schmelzzone wird ein anderes werden, weil das veränderte Verhältniß zwischen der erzeugten Wärme und den wärmeaufnehmenden Stoffen ein größeres oder geringeres Volumen derselben auf diejenige Temperatur bringt, welche der Schmelzzone zukommt.

Da der Schacht ein unveränderliches Volumen hat, so wird die Vermehrung oder Verminderung des Volumens der Schmelzzone stets eine Verminderung oder Vermehrung der Volumina der oberhalb liegenden Zonen zur Folge haben und dadurch wird es möglich je nach Beschaffenheit der Erze der Vorbereitung derselben mehr oder weniger Zeit zu geben. Die in der Zeiteinheit durchgesetzten Quantitäten werden dadurch modificirt.

Wie ist es aber möglich, daß Raschette in seinem Universal-Schachtofen bei Magneteisenstein diese Durchsetzquantität gegen die alten in Rußland gebräuchlichen Oefen verdoppelt hat? Das Verhältniß zwischen Kohle und Erz ist in beiden Oefen sehr annähernd dasselbe. In den alten Hohöfen ist der Querschnitt des Gestelles höchstens 1 Quadratmeter, in dem neuen Hohofen 2 1/2 Quadratmeter, also der vorgefaßten Meinung, daß enge Gestelle graues Roheisen geben, gerade entgegen.

Es muß daher hier ein Factor im Spiele seyn, welcher bisher den Hüttenmännern entgangen ist, es muß eine Ursache zu finden seyn, welche dieses höchst auffallende praktische Resultat der Raschette'schen Construction erklärt.

Bei Ansicht der Skizze des Raschette'schen Ofens kam ich sogleich auf die Vermuthung, daß dieser Factor kein anderer seyn kann als die Transmission, d.h. die Wärmeabgabe durch die Ofenwände an die äußere Luft. Aber ein bloßer Begriff genügte mir nicht, ich wollte denselben numerisch begründen und meine Resultate controliren. Dazu ist mir nun Hr. Ingenieur C. Aubel, der Bevollmächtigte des Generals Raschette, welcher an dessen Erfindung als Ingenieur bei demselben gewiß |453| einen nicht geringen Antheil hat, mit größter Bereitwilligkeit behülflich gewesen, indem er mir nicht nur die Werkzeichnungen zu den in Rußland gebauten Oefen, sondern auch seine ausführlichen Messungen über die Temperaturen in verschiedenen Schachthöhen, die Windpressung und andere Verhältnisse zur Verfügung stellte, welche mich in den Stand gesetzt haben genaue Vergleichungen anzustellen.

Indessen kann ich vorläufig nur ganz allgemeine Resultate mittheilen, weil ich meine Arbeit über den Consum und die Production der Wärme in dem Eisenhohofen noch nicht vollendet habe.

Es ergibt sich, daß die Transmission an den Gestellwänden des Raschette'schen Ofens sehr beträchtlich kleiner ist als an den Oefen runden Querschnittes, welche meist mit Zugängen zum Abstechen, und um zu den Formen zu gelangen, versehen sind, die eine sehr bedeutende Wärmemenge transmittiren; dadurch steigt die Temperatur der Grenzlinie zwischen Oxydations-80) und Schmelzzone beträchtlich, wodurch natürlich die Schmelzzone in ihrem Volumen eben so beträchtlich zunimmt. Aber diese Zunahme der Schmelzzone wird durch das reiche Erz (Magneteisenstein), welches pro 100 Roheisen bloß 60 bis 61 Schlacken gibt, noch wesentlich gesteigert.

Hr. Aubel hat gefunden, daß ein weicher Eisenstab, in die Mitte der senkrechten Höhe des Schachtes eingebracht, sie rasch in Stahl umwandelt und dann zum Schmelzen gelangt. Nach meiner Berechnung würde die Temperatur der Beschickung in der senkrechten Mitte dieses Ofens =1150° C. seyn; da aber die nach oben aufsteigenden Gase stets eine um mehrere hundert Grade höhere Temperatur haben als die Beschickung welche stets niedersinkt, während der Eisenstab an seiner Stelle verbleibt, so muß er natürlich nach einiger Zeit die Temperatur der Gase annehmen und dann schmelzen, wenn dieselbe 1300 bis 1400° (Schmelzpunkt des Stahls) erreicht. Addiren wir nun einen Temperatur-Ueberschuß der Gase von 150° bis 250° zu der Temperatur der Beschickung = 1150°, so ist dieser Fall gegeben.

Nach den Bestimmungen von Pouillet schmilzt das Gußeisen zwischen 1050° bis 1100° C., während man in Deutschland den Schmelzpunkt desselben immer noch zu 1500° bis 1600° annimmt; es wird also in der senkrechten Mitte des Schachtes bereits eine Verflüssigung des Roheisens stattfinden können, daher dasselbe in der ganzen unteren Hälfte |454| derselben mit glühender Kohle in Berührung bleiben und dadurch zu grauem Roheisen werden muß.

Was nun die Meinung des ungenannten Stellvertreters des Hrn. Tunner betrifft, daß ohne Zusammenziehung des Schachtes gegen die Gicht beim Betriebe auf weißes Roheisen Versetzungen im Gestelle eintreten müßten, so ist diese sicherlich unbegründet, vorausgesetzt daß die Volumina der Vorbereitungszonen in das richtige Verhältniß gestellt werden; denn um das Erz vorzubereiten, ist Contact des vorhandenen Kohlenoxydgases mit dem Erze erforderlich, und dieser Contact hat je nach Beschaffenheit der Erze mehr oder weniger lang stattzufinden; derselbe ist aber von gleicher Dauer ob der Querschnitt des Schachtes 1 oder 10 Quadratmeter beträgt, aber im ersten Falle ist die Geschwindigkeit der Gase eine zehnmal größere als im letzteren, d.h. sie ist umgekehrt wie der Querschnitt.

Es ist zuzugeben, daß im letzteren Falle, bei dem größeren Querschnitt, die Transmissionsfläche größer wird und daher zu befürchten stünde, daß die Temperatur der Vorbereitungszonen geändert würde, wenn nicht die Raschette'sche Construction gerade diese Transmission durch Zwischenbringen einer Luftschicht auf das mögliche Minimum reducirt hätte.

Hingegen ist leicht zu beweisen, daß die Vergrößerung des Querschnittes des Schachtes Vortheile bietet, welche sogar sehr hoch anzuschlagen sind. Durch Vermehrung des Querschnittes wird die Geschwindigkeit der Gase proportional kleiner, der Widerstand aber, welchen die Gase erleiden, nimmt im quadratischen Verhältnisse ab. Abgesehen von der in diesem Falle stattfindenden Ersparniß an Kraft, wird auch das Gebläse selbst weit regelmäßiger wirken und dadurch dem Versetzen des Schachtes mehr vorgebeugt werden als durch alle anderen Mittel.

Der geistreich seyn sollende Ausspruch: „daß es keine Normal-Ofenconstruction gebe,“ zerfällt schon nach dem Vorhergehenden in Nichts, da eine Verminderung der Schmelzzone in jedem Ofen durch Verminderung des Verhältnisses zwischen Brennstoff und Erz erreicht werden kann; wenn aber die größere oder kleinere Wärmetransmission am Gestelle als ein bedeutendes Hülfsmittel betrachtet werden muß, so bietet die Raschette'sche Construction dasselbe in ausgezeichnetem Grade, denn wenn die zum Abwärmen des Ofens angebrachten Canäle in den Ofenwänden so geführt werden, daß sie die innere Ofenwand vom Tümpel an bis zur Gicht nahe genug berühren, so steht es in der Macht des Leitenden, das Schmelzzone-Volumen durch Hemmung der Transmission (Verschließung dieser Canäle) zu vermehren, oder durch abgepaßte Oeffnung derselben |455| die Oxydationszone abzukühlen und dadurch das Volumen der Schmelzzone zu vermindern; die so durch die vorbeistreichende Luft der Oxydationszone entführte Wärme geht aber nicht wie sonst verloren, sondern sie verhindert in den oberen Zonen die Transmission gänzlich, macht also diese wärmer, indem die erwärmte Luft in den Canälen dieselben umgibt.

Folglich leistet die Raschette'sche Construction nicht nur das, was ihr das Recht auf den Namen Universal-Ofen gibt, sondern der neue Ofen leistet auch mehr als jene Oefen, welche speciell für weißes Roheisen geeignet scheinen, indem er die in diesem Falle verlorene Wärme benutzt.

|449|

Seitdem hat Hr. Ingenieur C. Aubel über das Raschette'sche System eine Brochure veröffentlicht, unter dem Titel: Das Raschette'sche System der Patent-Normal- und Universal-Schachtöfen, mit beigefügten Zeichnungen und Betriebsresultaten; von Carl Aubel, ehemal. fürstl. Demidoff'schen Berg- und Hütten-Ingenieur; Leipzig, Verlag von Eduard Heinrich Mayer. 1863.“

A. d. Red.

|453|

Die Grenze der Oxydationszone ist da, wo die Reduction der ursprünglich gebildeten Kohlensäure zu Kohlenoxyd vollendet ist.

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