Titel: Gerstenhöfer'scher Röstofen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1869, Band 193, Nr. CI. (S. 385–391)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj193/ar193101

CI. Der Gerstenhöfer'sche Röstofen.

Mit Abbildungen auf Tab. VII.

Der Gerstenhöfer'sche Röstofen, welcher zuerst 1863 bei Freiberg versuchsweise angewendet wurde, hat in kurzer Zeit eine weite Verbreitung gefunden. Indem durch ihn die Verwendung der schwefelhaltigen Erze zur Schwefelsäurefabrication wesentlich erleichtert, in vielen Fällen aber zuerst möglich gemacht ist, hat er für diesen Zweig der Metallurgie eine große Bedeutung erlangt, so daß er nicht mit Unrecht als „epochemachend“ bezeichnet worden ist. Wir geben im Nachstehenden eine Beschreibung dieses Ofens, wie er auf der Eckardthütte bei Leimbach im Mandsfeldschen im Betrieb ist.

Der Ofen ist in Fig. 118 in zwei Durchschnitten und Details dargestellt. Er besteht aus einem Röstraume A von 4 Fuß 6 Zoll (1,4 Met.) Breite und 12 Fuß (3,77 Met.) Höhe. B ist der Abzug für die flüchtigen Röstproducte (Fig. 3, 4 und 5). In dem Röstraume A befinden sich außer den drei obersten Erzvertheilern 15 Reihen Erzträger aus Meißener Thon, jede abwechselnd mit sechs und sieben Stück (Fig. 13), zusammen 100 Stück. Diese Träger legen sich mit entsprechenden Ausschnitten auf Vorsprünge der Lagersteine B und D (Fig. 15) an der Border- und Hinterwand auf, zwischen denen sich die Steine A (Fig. 12 und 15) befinden. Die Steine C sind an D angefügt (Fig. 12 und 15). Die Röstgase aus A gelangen durch den Fuchs e (Fig. 3), den Abzugscanal B und den Canal g in die Flugstaubkammern C und E, und von da in Schwefelsäurekammern. D ist ein überwölbter Gang durch die Flugstaubkammern E, in welchem man zu den Ventilen im Windkasten m (Fig. 5) kommen kann, mittelst deren der Windzutritt in den Ofen durch den Canal l und die Oeffnung a (Fig. 1 und 3) regulirt wird; n ist das Windleitungsrohr. Der sich in B ansetzende Flugstaub kann durch Oeffnungen q im Gewölbe mittelst langer Spieße beseitigt werden (Fig. 1).

d, d (Fig. 1 und 3) sind Erzzuführungsschlitze, b (Fig. 3 und 14) |386| Canäle in der Vorderwand mit gußeisernen Beobachtungsbüchsen c, welche eine gewöhnlich mit einem feuerfesten Thonpfropfen f (Fig. 16) verschlossene Durchbohrung e in ihrer Vorderwand g haben. Die Vorderplatte g springt gegen die Wände des Hinterkastens h allseitig um 1/8 Zoll (3 Millim) vor, damit die Büchse nach dem Einschieben in das Mauerwerk besser schließt. Jeder Träger correspondirt mit einer Büchse, und mittelst eines durch die Durchbohrung e eingebrachten Spießes lassen sich Ansätze vom Träger entfernen. Außerdem ist s (Fig. 2 und 3) eine größere Räumöffnung, r ein Rost. h und i sind Canäle zur Benutzung bei Inbetriebsetzung des Ofens, k die Ausziehöffnung, p, p (Fig. 2 und 3) ist die Verankerung des Ofens.

Zur Einführung des Erzes durch die Schlitze d auf die obersten drei Vertheilungsträger dient die darüber angebrachte Schüttvorrichtung (Fig. 6 bis 10). Fig. 6 und 9 zeigen, daß auf der Plattform des Ofens ein gußeiserner, 1 Fuß (0,31 Met.) hoher Kasten a mit 3 Zoll (80 Millim.) breiten Füßen steht, dessen rechte und linke Wand gerade (Fig. 6), die vordere und hintere eingeknickt ist (Fig. 9). Nach Aufstellung desselben wird zunächst die feuerfeste Mauerung innerhalb der Wände noch bis 3 Zoll (80 Millim.) unter seine obere Kante unter Offenerhaltung der Schlitzräume weiter geführt, und die rechts von jedem Schlitz entstehende Kante so verbrochen gehalten, daß eine gekrümmte gußeiserne Platte b (Fig. 6 und 10), welche das Erz nach den Schüttwalzen leitet, sowohl in der Mauerung, als auch auf Ansätzen des Kastens eine Unterlage findet. Aus Fig. 17 und 18 ergibt sich die Art der Befestigung, wo a die Kastenwand, b die Platte und c ein Winkeleisen bezeichnet, dessen einer Schenkel mit der Platte durch zwei Schrauben mit versenkten Köpfen und dessen anderer Schenkel mit dem Kasten verschraubt ist. Nachdem diese Leitplatten gelegt und befestigt sind, werden die Schüttwalzen c durch die in der Vorderseite des Kastens befindlichen 3 1/2 Zoll (90 Millim.) weiten Löcher d (Fig. 7) an die gegenüber liegenden Lager f (Fig. 8 und 9) geschoben, an der Vorderwand mit Verschluß g (Fig. 7 und 9) angeschraubt, und das Zahnrad h mittelst Splintkeiles an die aus dem Schüttkasten ragende Walzenachse getrieben. Mittelst des Verschlusses g bezweckt man, bei vorkommenden Walzenbrüchen das mit dem Zahnrad verbunden gebliebene Stück besser heraus nehmen und bequem eine neue Walze einführen zu können. Aus Vorsorge für dieselbe Eventualität ist auch die Verbindung des Zahnrades mit der Walze lösbar gemacht, damit man nicht nöthig hat, bei jedem Bruche auch ein neues Rad mit gießen zu lassen. Zum Schutz der Walzenlager vor directer Berührung mit der feinen Masse der Beschickung, und um den Schlitzdeckeln h' (Fig. 6, 8 |387| und 9) ein hinreichendes Auflager zu gewähren, sind noch über jedes Walzenlager zwei gußeiserne Stücke i (Fig. 6, 8, 9 und 17) gelegt, welche theilweise in einer Aussparung des Mauerwerkes (Fig. 6), theilweise mit einem dreiseitig prismatischen Ansatze auf der Platte b ruhen. Die Schlitzdeckel h' haben zwei Handgriffe; sie verhindern den directen Abfluß der Beschickung in die Zuführungsschlitze und bewirken, daß die Beschickung nur allein zwischen Schüttwalze und Leitplatte hindurch in den Röstschacht gelangen kann, wodurch es möglich ist, daß die Beschickung per Zeiteinheit stets in gleicher Menge und nicht über eine gewisse Grenze hinaus in den Röstofen gelangt.

Die zwei Ansätze k (Fig. 7, 8 und 9), an die Vorderwand des Kastens a angeschraubt, tragen je ein Lager l für eine Welle, an welcher gehörigen Ortes drei Schrauben ohne Ende sitzen, deren Windungen in die Zähne der Räder h eingreifen. Die Schrauben sind mit einem Stift auf die Welle gekeilt, welcher im Querschnitt zum Theil in einer Nuth der Welle, zum Theil in der Nabe der Schraube sitzt. Die auf der einen Seite über das Lager l hinaus ragende Welle trägt hier noch die Scheibe m (Fig. 7 und 9) für einen Laufriemen, welcher die Kraft auf die Welle überträgt und die Bewegung der Schüttwalzen durch die Schrauben und die Räder h vermittelt.

Ein auf den eisernen Kasten a aufgesetzter hölzerner Rumpf n (Fig. 6) versieht, wenn gefüllt, längere Zeit die Schüttvorrichtung. Das früher vorhandene Sieb o zur Abhaltung gröberer Theile ist beseitigt, weil man hoffte, die Walzen würden solche Theile zerkleinern, was sich indeß nicht bewährt hat. Die Schüttwalzen haben in den Rippen einen Durchmesser von 3 Zoll (80 Millim.), im Walzenkörper einen solchen von 2 Zoll (52 Millim.), bei 3/8 Zoll (10 Millim.) breiter Walzenrippe.

Behufs Inbetriebsetzung des Ofens bringt man durch die mittlere Oeffnung i (Fig. 2 und 3) 15 bis 16 Roststäbe r ein, verschließt i mit Ziegelsteinen und Lehm, füllt die Lücken zwischen den einzelnen Roststäben an der Außenseite mit Gestübbe, bringt durch h Braunkohlen auf den Rost und entzündet dieselben durch ein Holzfeuer von unten, während die oberen Oeffnungen a mit Eisenplatten dicht verschlossen werden, k aber offen bleibt. Damit die Erzträger nicht springen, muß der Ofen während etwa drei Wochen ganz allmählich in Weißgluth versetzt werden, wobei man die Feuergase nach Verschließung des Canales g nicht in die Bleikammern, sondern durch einen seitlichen Canal in eine Esse leitet. Man erhält die Träger zwei Tage in Weißgluth, und läßt dann die Schüttwalzen langsam an, so daß sie etwa in 5 Minuten einen Umgang machen. |388| Schon mit dem Beginne des Anwärmens hat man die Schüttvorrichtung gefüllt, um zu verhindern daß die Feuergase durch die Schlitze d entweichen. Durch die Bewegung der Walzen füllen die Erzträger sich allmählich mit der Beschickung bis zum natürlichen Böschungswinkel derselben, und man feuert noch so lange fort, bis man durch die Büchsen c beobachtet hat, daß ungefähr die vierte Querreihe der Träger von unten sich zu füllen beginnt. Alsdann wird ein Roststab nach dem anderen heraus gezogen, und die entstandene Lücke durch Stein und Mörtel verschlossen, bis die provisorische Oeffnung i gänzlich geschlossen ist. Der Aschenraum wird sodann gereinigt, hierauf geschlossen, und das Ventil m (Fig. 5) behufs der Windzuführung durch a geöffnet. Das Füllen mit Beschickung dauert bei dem obigen Walzenumgange etwa 6 2/3 Stunden. Nach Anlassung der Windes läßt man die flüchtigen Röstproducte noch einige Schichten durch die Esse abziehen; erst dann öffnet man die Oeffnung g und verschließt die zur Esse führende Oeffnung. Wie aus Vorstehendem erhellt, fällt die Röstmasse durch die Schlitze d zunächst auf die Träger, und sammelt sich auf denselben so lange an, bis sich der der Röstmasse zukommende natürliche Böschungswinkel hergestellt hat; dann rutschen die weiter ankommenden Theilchen der Beschickung auf den schiefen Ebenen der Böschung ab, füllen die Träger der nächst folgenden Reihe, bis der natürliche Böschungswinkel entstanden ist u.s.f.

Was die Gleichmäßigkeit der Abröstung betrifft, so steht der Gerstenhöfer'sche Ofen den anderen Schachtöfen und besonders auch den Muffelöfen weit voraus, indem sich, wie dieß bei anderen Oefen nicht der Fall ist, in allen Horizontalschnitten des Röstraumes gleich viel Beschickung in derselben Zeit aufhält. Es muß die Beschickung in hinreichend feiner Form aufgegeben werden, damit in der kurzen Zeit die Abröstung vor sich gehen und die nöthige Hitze zur weiteren Röstung durch Oxydation des Schwefels entwickelt werden kann.

Während des regelmäßigen Betriebes wird die staubtrockene Beschickung von Rohstein in Mehl- oder Granalienform mit Schaufeln in den Rumpf der Schüttvorrichtung geworfen, und mittelst Menschenkraft von einer Kurbel mit Vorgelege mittelst Riemen die Bewegung bis zu den Schrauben ohne Ende übertragen, welche in die Zahnräder h (Fig. 7) eingreifen. Man beabsichtigt, die Schüttwalzen später durch eine kleine Dampfmaschine zu bewegen und dadurch auch dem Siebe im Rumpfe eine stoßende Bewegung zu ertheilen. Da der Rohstein leicht röstet, so hat man den anfangs erhitzt angewendeten Ventilatorwind durch kalte, neuerdings sogar durch einfache Zugluft ersetzen können; für einfache, durch Hitze schwerer zu zerlegende Schwefelmetalle (Zinkblende, Halbschwefelkupfer, |389| Bleiglanz) dürfte jedoch heißer Wind beizubehalten seyn. Bei einem Durchsetzquantum von 100 Ctrn. in 24 Stunden hat man durchschnittlich 19 Pfd. atmosphärische Luft per Minute zuzuführen, wornach das Gebläse einzurichten ist.

Als Gezähe verwendet man zwei Schürhaken von 1/2 Zoll (13 Millim.) Dicke und etwa 5 Fuß (1,57 Met.) Länge zum Aufräumen versetzter Zwischenräume zwischen zwei Trägern durch die Büchsendurchbohrung e (Fig. 17) hindurch, und zum Entleeren des Sammelraumes in unter die Oeffnung k gefahrene Wagen eine Kratze mit eisernem Helme von 4 Fuß (1,25 Met.) Länge. Zum Reinigen des Abzuges B durch q hindurch dient ein längerer Haken.

In einer 12stündigen Schicht arbeiten vier Mann vor einem Ofen, welche aber auch gleichzeitig mehrere Oefen bedienen können. Der Sammelraum wird bei einem Durchsetzquantum von 50 Ctrn. zwei Mal in 12 Stunden geleert, wobei zur Verhütung der Abkühlung die Oeffnung k mit einem Eisenbleche versetzt ist, durch dessen schmale Oeffnung die Kratze eingeführt wird, wo dann das Ausgezogene auf schiefer Ebene in die Wagen gleitet. Das Aufräumen der Zwischenräume zwischen den Trägern geschieht in 12 Stunden etwa vier Mal; auch wird in jeder Schicht der Flugstaub in der Höhe des Ofens durch die beiden seitlichen Büchsen mit dem Haken weggestoßen.

Der Canal nach der Esse wird alle drei Tage von Flugstaub gereinigt. Mittelst einer fahrbaren Bühne kann man zu den oberen Büchsen gelangen. Das Resultat der Röstung hängt wesentlich von der Geschicklichkeit und Aufmerksamkeit des mit dem Räumen der Erzträger-Zwischenräume betrauten Arbeiters ab.

Die höchste Temperatur im Ofen befindet sich bei einem Durchsetzquantum von 100 Ctrn. in 24 Stunden – womit sich die Geschwindigkeit der Schüttwalzen und die dem Ofen per Minute zugeführte Beschickung bestimmt – ziemlich in der Mitte des Schachtes; nach oben hin geht sie in schwache Rothgluth über, während die untersten Träger gar keine Gluth mehr zeigen. Bei Zutritt von zu viel kalter Luft rückt die Gluth aufwärts; bei zu wenig Wind sinkt sie abwärts; der Ofen geht im ersteren Falle zu kalt, im letzteren zu heiß. Bei normalem Gange muß sich in der heißesten Zone beinahe Weißgluth befinden, wornach man bei eintretenden Unregelmäßigkeiten entweder Wind absperrt oder die Schüttwalzen sich schneller drehen läßt. Das Durchsetzquantum ist so zu normiren, daß die in der Zeiteinheit entwickelte Wärme gerade ausreicht, um die neu in den Ofen tretende Beschickung abzurosten. Auf Eckardthütte |390| hat sich per 24 Stunden ein Quantum von 100 Ctr. Rohstein am besten bewährt, wofür 4 Thlr. Löhne im Gedinge gegeben werden. Tritt durch zu schnelle Oxydation, z.B. bei gemahlenen Concentrationssteinen, eine Sinterung ein, so muß man die rohen Materialien mit bereits gerösteten versetzen. Das Anlagecapital für einen Ofen beträgt etwa 1000 bis 1200 Thlr. außer der Entschädigung des Patentinhabers, mit Einschluß der Dampfmaschine für drei Oefen rund 3600 Thlr.

Wir bemerken zum Schluß noch, daß nach J. R. Wagner's „Technologischen Studien auf der allgemeinen Kunst- und Industrieausstellung in Paris im Jahre 1867“ auf Eckardthütte und Kupferkammer (bei Hettstädt) durch Rösten des Kupfersteines im Gerstenhöfer'schen Ofen eine jährliche Production von 6300 Ctrn. Schwefelsäure möglich gemacht ist.121) Ferner ergibt sich aus dem Geschäftsbericht der Mansfeldschen Kupferschiefer bauenden Gewerkschaft, daß auf den genannten Hütten ein Gerstenhöfer'scher Röstofen so viel Schwefligsäure-Gas erzeugte, daß der Kammerraum nicht ausreichte, die Umwandlung in Schwefelsäure möglichst vollständig zu bewirken. Man ist bis zu circa 32 Proc. Schwefelsäurefall zu 50° Baumé im Maximo gelangt, während circa 40 Proc. hätten erlangt werden können, wenn größere Kammern vorhanden wären. Die Leistung eines Ofens per Tag hat sich bis circa 200 Ctr. Rohstein erhöht, während früher auf Grund der in anderen Bezirken gemachten Erfahrungen das passende Schüttungsquantum nur zu 60 bis 80 Ctr. täglich angenommen werden konnte. Das Röstmehl war trotz der starken Schüttung so hoch abgeröstet, daß man beim Spuren Kupferausscheidungen bemerkte, und zur Verhütung derselben, sowie zur Bildung von circa 65procentigen Spursteinen bis 25 Proc. ungerösteten Rohstein zuschlagen mußte. Bei dieser Art zu rösten konnte durchaus nicht constatirt werden, daß in dem Röstmehle mehr Vitriol gebildet war, als bei schwacher Schüttung. Bedingung des Gelingens sind Zuführung genügender Oxydationsluft in die Röstöfen und Verwendung trockener, durch Erwärmung von ihrem Wasser befreiter Granalien.

Dagegen haben nach einer Mittheilung des Hrn. C. Trainer an den Verfasser die Gerstenhöfer'schen Röstöfen in Swansea zur Röstung |391| von Zinkblende sich nicht bewährt, indem sich zu viel Zinkvitriol bildete. (Zeitschrift für das Berg-, Hütten- und Salinenwesen in dem preußischen Staate, Bd. XIV, Lief. 1; Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure, Bd. XII S. 681.)

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Hr. Hüttenfactor Nauwerck berichtigt diese Angabe dahin, daß im Jahre 1867 auf Eckardthütte allein 8069 Ctr. Schwefelsäure gewonnen sind, während die Fabrik auf Kupferkammer mit Gerstenhöfer'schen Oefen noch keine Schwefelsäure darstellte. Auf letzterer Hütte waren indessen die Muffelöfen der bisherigen kleinen Schwefelsäurefabrik mit den Kammern in Verbindung gebracht, und sind in dieser Fabrik auch 5059 Ctr. Schwefelsäure dargestellt, so daß sich das ganze producirte Quantum Schwefelsäure der Mansfelder Hütten auf 13128 Ctr. berechnet. (Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure, Bd. XIII S. 35.)

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