Titel: Hering, über Einfluſs der Gichtapparate.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1886, Band 261 (S. 205–211)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj261/ar261072

Die Gicht am Rundschachtofen oder Einfluſs der Gichtapparate auf Ofengang und Metallverflüchtigung; von C. A. Hering.

Mit Abbildungen.

Für jeden Hochofenbetrieb ist die Einrichtung der Gicht von sehr bedeutendem Einflüsse auf den Schmelzgang wie auf den Schmelzerfolg. Bei den Eisenhochöfen kommen fast nur die Gase, welche als Brennstoff verwendbar sind, in Betracht und der sich ergebende Flugstaub hat eine untergeordnete Bedeutung; bei den Hochöfen der Metallhütten finden die Gase dagegen nur in sehr seltenen Fällen, wie z.B. in Mansfeld, Verwendung als Brennstoff, während hier der Flugstaub und die Metalldämpfe von Werth sind.

Welch hohe Bedeutung die Condensation bei den Bleihütten hat, geht recht aus den Darlegungen hervor, welche Freudenberg (vgl. 1882 245 * 333) gemacht hat. Ich habe bereits im März 1875 in meiner Schrift: Eine neue Verfahrungsart statt des periodischen Abstechern...“ die Einrichtung von Flugstaubkammern derart empfohlen, daſs dieselben aus hohen Kanälen bestehen sollten, weil meine Erfahrungen dahin gingen, daſs weite Kammern wohl für die Ablagerung des Flugstaubes, weniger aber für die Niederschlagung metallischer Dämpfe geeignet sind. Durch die besondere Einrichtung, welche ich meiner Condensationsvorrichtung gab, in Folge dessen der Rauch in einer Schlangenlinie sich hindurchbewegen muſs, wird der Vortheil der Flächenwirkung mit dem der verringerten Zuggeschwindigkeit für die bessere Condensation erzielt. Der ausfallende Flugstaub liegt ganz auſserhalb der Zugbewegung, kann also nicht aufgewirbelt und wieder fortgerissen werden und laſst sich während des Betriebes bequem aus den Kanälen entfernen.

Wie nothwendig es nun auch ist, gute Condensationsvorrichtungen anzubringen, ebenso wichtig, ja vielleicht noch viel wichtiger erscheint es mir, von vornherein die Einrichtungen danach zu treffen, daſs aus den Oefen so wenig als möglich von dem auszubringenden Metalle verflüchtigt werde, und so habe ich in dieser Richtung bei Schachtöfen Beobachtungen angestellt, inwieweit auf diese Verflüchtigung die Art des Gichtverschlusses Einfluſs übt. Im Nachstehenden will ich nun meine Ansichten darlegen, wie sich die in ihrer Einrichtung wesentlich von einander verschiedenen Gichtapparate in angegebener Hinsicht verhalten.

Eine Metallverflüchtigung überhaupt wird begünstigt durch: 1) hohen Gebläsedruck, 2) stoſsweise Wirkung des Gebläses, 3) feine pulverförmige Beschaffenheit der Beschickung, 4) sehr starken Zug an der Gicht, 5) zu heiſsen Ofengang, 6) zu enge Gicht, 7) zu geringe Ofenhöhe, 8) zu grobes Aggregat der Beschickung und 9) anormalen Ofengang.

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Diese Umstände möglichst in ihrer Wirkung zu beschränken, hängt nun theils von der Ofenführung, theils von der Ofenconstruction ab.

Die Gichtapparate oder Gichtverschlüsse, welche bei den Metallhochöfen in Anwendung kommen, sind meist sehr einfache Constructionen, wenn die Gichtgase nicht als Brennstoff verwerthbar sind, von denen ich die praktisch am meisten angewendeten in Nachstehendem einer Besprechung unterziehen will.

Fig. 1 stellt einen senkrechten Schnitt, Fig. 2 einen wagerechten Schnitt eines Apparates (nach Langen) dar, welcher früher auf vielen Hütten in Anwendung stand. Die Beschickung wird in den Trichter a um die Glocke c ringförmig gleichmäſsig vertheilt und durch Heben der Glocke in den Cylinder b herabgelassen, aus welchem sie in den Ofenschacht g herabrutscht. Die Gase treten aus dem Schachte g in den Fangraum f zwischen Ofenwandung und Beschickungsapparat a und b aus und werden durch den Kanal d, der natürlich auch ein eisernes Rohr sein kann, zur Flugstaubkammer abgesaugt.

Fig. 1., Bd. 261, S. 206
Fig. 2., Bd. 261, S. 206

Dieser Apparat hat sehr viele und bedeutende Mängel. Der Austritt der Gase aus dem Ofenschachte erfolgt in den schmalen ringförmigen Raum f zwischen Ofenschachtmauer und Beschickungscylinder, sonach ist die Austrittsfläche im Verhältnisse zur Gichtfläche, d.h. zum oberen Querschnitte des wirksamen Ofenschachtes, sehr klein und zwar meist weniger als die Hälfte. In Folge dessen werden die Gase aus den Zwischenräumen der Beschickung mit einer verhältniſsmäſsig hohen Spannung heraustreten, gewissermaſsen herausgepreſst, so daſs alle leichten feinpulverigen Theile der Beschickung zur Flugstaubbildung leicht veranlaſst werden.

Erfahrungsgemäſs ist auch der Flugstaubfall und die Metall Verflüchtigung bei Anwendung dieser Apparate, besonders wenn man einen wesentlichen Theil der Beschickung in Schlieg- oder Pulverform hat, ganz bedeutend und führt nicht nur zu nachtheiligem Schmelzbetriebe, sondern zumal zu groſsem Metallverluste. Um einen Theil des schwersten Flugstaubes sogleich wieder verfügbar zum Schmelzen zu bringen, ordnet man unmittelbar hinter dem Ofen in der Sohle des Gasabführungskanales Flugstaubtrichter e an mit Ablaſsrohr k, so daſs man jederzeit während des Betriebes hier den Flugstaub ausräumen kann.

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Ein zweiter Nachtheil ist der, daſs der Gasstrom innerhalb der Schmelzsäule von der Schmelzzone an nicht gleichmäſsig über den ganzen wirksamen Querschnitt vertheilt, sondern zumal bei lebhaftem Zuge mehr an der Ofenumwandung nach dem ringförmigen Gasfange zu emporsteigt, während ein kegelförmiger Theil in der Beschickung (in Fig. 1 bei g angedeutet) von dem aufsteigenden Gasstrome fast gar nicht durchdrungen wird. Demnach wird sowohl die Condensation innerhalb des wirksamen Ofens, als auch die Wärmeabgabe an die Beschickung und die Vorbereitung der Beschickung im Ofenschachte ganz wesentlich benachtheiligt; dies sind Umstände, welche bei Construction einer Ofengicht in erster Linie zu beachten sind.

Ein weiterer Nachtheil tritt bei diesem Gichtapparate ein, wenn die Schmelzpost von sehr verschiedener Beschaffenheit ist, da bei dem Niedergehen der Gichten in dem Augenblicke, wo dieselben den Gichtcylinder verlassen, also aus einem engeren in einen weiteren Raum übergehen, ein Rollen und Auflockern stattfindet. Es werden die gröberen Stücke nach der Ofenwandung zu rollen, während die pulverförmigen Theile zum Vorrollen einerseits wie zur Verflüchtigung andererseits veranlaſst werden; ersteres verursacht einen für den Schmelzgang sehr störenden Rohgang, letzteres Metallverluste.

Schlieſslich kann dieser Apparat noch besondere Gefahren mit sich bringen und zwar dann, wenn der Betrieb Gase liefert, welche an sich brennbar bezieh. explodirbar sind. Im Mansfeldschen sind die Gase der Hochöfen in Folge des hohen Brennstoffverbrauches und der groſsen Ofenhöhe bereits als Heizmaterial verwendbar und werden als solche zur Winderhitzung bezieh. zur Dampfkesselfeuerung verwendet. Diese Gase enthalten 14 bis 16 Vol.-Proc. Kohlenoxyd. Es muſs also, wenn man die Gase zu Heizzwecken nicht verwenden will, der Betrieb so geleitet werden, daſs die Gase entweder nicht brennbar sind, oder wenn dies nicht erreichbar, daſs die Gase durch sofortige Zuführung von Luft gleich bei der Gicht und zwar in solchem Maſse verdünnt werden, daſs die Gase nicht mehr brennbar sind, oder man muſs Vorkehrung treffen, daſs eine Entzündung der Gicht nicht stattfinden kann.

Fig. 3., Bd. 261, S. 207

Der Gichtapparat bei den Mansfelder Oefen ist den besten Constructionen der Gasfänge bei Eisenhochöfen ganz ähnlich. Der in Fig. 3 skizzirte Pfort'sche Gichtapparat, welcher jetzt auf den Freiberger Hütten in Anwendung ist, zeichnet sich durch groſse Einfachheit aus. Die Beschickung wird abwechselnd mit dem Brennstoffe schichtenweise in den Cylinder b gestürzt (in Freiberg bei der Bleierzarbeit z.B. auf 1hl Kokes zuerst 1hl geröstete Bleierzbeschickung und dann 1hl unreine Schlacke u.s.f. in dieser Reihenfolge). Dieser Cylinder b |208| muſs, da nur die Beschickung den Austritt der Gase zur Gicht verhindert, mindestens 1m,5 lang sein. Die übrigen Verhältnisse sind genau so wie bei dem vorher beschriebenen Apparate; jedoch kann vielleicht der Nachtheil hier noch besonders hervorgehoben werden, daſs so lang der Cylinder b ist, um ebenso viel die wirksame Ofenhöhe verkürzt wird, oder, was noch mehr sagen will, um ebenso viel die ganze Schachtofenhütte höher gebaut werden muſs, was für eine bestimmte wirksame Ofenhöhe die Anlagekosten nicht unwesentlich vertheuert. Die Flugstaubbildung und die Vorbereitung der Beschickung im Ofen findet unter ganz denselben ungünstigen Bedingungen statt wie bei dem vorigen Apparate.

Fig. 4., Bd. 261, S. 208

Der Gichtapparat (Parry'sche Trichter) Fig. 4 ist wohl am verbreitetsten. Die Beschickung wird in den Trichter a gestürzt, dessen Oeffnung Fig. 4. zum Ofen durch einen Kegel a1, welcher sich in Leitstangen bewegt, verschlossen wird. Der Kegel a1 läſst sich sowohl in den Ofen hinabsenken, wie von der Trichteröffnung aus in die Höhe ziehen, so daſs man die Materialien nach Bedarf mehr nach der Ofenachse oder mehr nach den Ofenwandungen hin abrollen lassen kann. Unter allen Umständen findet auch hier ein schädliches Rollen der Beschickung statt; dagegen hat dieser Apparat vor den beiden oben beschriebenen den Vortheil, daſs der Gasaustritt aus der Schmelzsäule über einen viel breiteren Querschnitt erfolgt, so daſs also hier entschieden viel weniger Flugstaub fallen wird als bei den vorhergehenden Apparaten. Es fällt auch hier der todte Beschickungskegel ganz weg.

Fig. 5., Bd. 261, S. 208
Fig. 6., Bd. 261, S. 208

Fig. 5 und 6 stellen einen von mir angegebenen Gichtapparat dar, wie ich solchen in meiner oben erwähnten Schrift empfohlen habe. Es sind hier zwei Gichtcylinder b und b1 durch radiale Querwände m mit einander verbunden und zwar derart, daſs jeder dadurch begrenzte Raum gewissermaſsen eine selbstständige Gicht für eine darunter befindliche Gebläseform bildet, während der mittlere Cylinder besonders für den Fall dient, wenn man den Brennstoff oder überhaupt irgend einen Stoff regelrechter in die Mitte setzen will. Unterhalb der Gichtcylinder tritt bei x eine plötzliche Verengerung des Ofenschachtes ein, so daſs der Durchmesser des Cylindermantels b gleich ist dem lichten Durchmesser des oberen Theiles des wirksamen |209| Ofenschachtes. In Folge dessen wird sich auf den Absatz bei x bei dem ersten Füllen des Ofens Material aufsetzen, das während der ganzen Ofendauer liegen bleibt und gewissermaſsen als Gasfilter dient. Die Beschickung kann während des Niedergehens beim Verlassen des Cylinders b nicht mehr nach der Schachtwandung hin rollen, sondern muſs immer senkrecht niedergehen. Es ist hiermit der oben besprochene Nachtheil des Verrollens und Verblasens von feinen Erztheilen vermieden. Während also diese Einrichtung gewisse Vortheile, namentlich vor den Apparaten Fig. 1 und 3 besitzt, hat sie immerhin noch den Nachtheil des zu engen Austrittes der Gase in den Gasfang f, also einer doch noch zu groſsen Metallverflüchtigung.

Daſs der obere Theil des Ofens auch ohne den äuſseren Vorsprung construirt werden kann, ist selbstredend, so daſs der Schachtmantel von unten bis zum Gichtboden gleichmäſsig sich kegelförmig verläuft.

Fig. 7., Bd. 261, S. 209
Fig. 8., Bd. 261, S. 209

Der Gichtverschluſs, welcher in Fig. 7 veranschaulicht ist, weist dagegen ganz andere Einrichtung auf.1) Mit der Beschickung kommt derselbe in gar keine Berührung, sondern er ist nichts weiter als ein einfacher Gasfang-Gichthut. Der Apparat besteht also darin, daſs der Blechmantel des Ofenschachtes (welcher auch ausgemauert werden kann) um etwa 2m in die Höhe fortgesetzt ist und daſs vom Gichtboden aus eine Thür q in demselben sich befindet, durch deren Oeffnung das Aufgichten erfolgt. Dasselbe geschieht am besten in der Weise, daſs über der Ofengicht das Schienengeleise n, auf denen der Gichtwagen w läuft, ins Ofeninnere fortgesetzt ist, so daſs der Gichtwagen über die Ofenmitte gefahren und dort entladen wird. Durch entsprechende Einrichtung des Gichtwagens ist es hier ebenso gut möglich, aufzugichten, wie man will, da ja der Gichtwagen den Aufgichtapparat ersetzt. Diese Einrichtung der Gicht hat gegenüber den vorbeschriebenen entschiedene Vortheile, zunächst groſse Uebersichtlichkeit und leichte Beaufsichtigung der Gicht. Die Gichtgase entweichen aus der Beschickung ganz gleichmäſsig über dem gesammten Gichtquerschnitte, sonach mit der geringsten Spannung.

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In Folge dessen muſs auch hier die kleinste Menge an Flugstaub fallen; aber auch der Metall Verflüchtigung wird dadurch vorgebeugt, daſs die gesammte Beschickung condensirend wirkt durch die möglichst groſse Berührung und Abkühlung. Aus der gröſseren Abkühlung folgt dann auch noch eine bessere Ausnutzung der Wärme für den Zweck der Arbeit. Die entweichenden Gase und Dämpfe werden hier mit wesentlich niedriger Temperatur entweichen als bei allen vorbesprochenen Gichtapparaten, so daſs also hier eine Brennstoffersparniſs ebenso wohl als ein höheres Metallausbringen erzielt wird. Ferner ist einleuchtend, daſs hier die wirksame Ofenhöhe von der Gebläseform bis so zu sagen zum Gichtboden gerechnet werden kann, jedenfalls der geringste Verlust an wirksamer Höhe stattfindet. Endlich ist hier jede Explosionsgefahr durch Entzündung der Ofengase vermieden, da die Gicht nicht geschlossen, sondern offen ist und durch den freien Luftzutritt eine derartige Verdünnung der Ofengase eintritt, daſs eine Explosion ganz undenkbar erscheint.

Fig. 9., Bd. 261, S. 210

Es sei hierzu noch bemerkt, daſs die Abführung der Ofengase womöglich nicht sogleich über der Gicht seitlich stattfinde, sondern besser nach oben, damit der emporgeblasene Flugstaub nicht sogleich aus dem Bereiche des Ofens geführt werde, sondern leichter auf die Gicht zurückfallen kann. Auf der alten, der Mitterberger Gewerkschaft gehörigen Hütte zu Mühlbach hatte man die Einrichtung ähnlich Fig. 1 getroffen und bei der Verschmelzung der Kupfererze, welche theils aus Graupen, theils aus Schliegen bestanden, wurde mehr als die gesammte Masse der Schliege an Flugstaub und zwar 16 bis 18 Procent des Erzvorlaufens gewonnen, von dem auſserdem wegen der ganz ungenügenden Flugstaubkammer noch überdies ein groſser Theil verloren ging. Auf der von mir neu erbauten Hütte dieser Gewerkschaft traf ich die Einrichtung Fig. 9 und erzielte damit den erwarteten Erfolg. Der Flugstaubfall verminderte sich bis auf etwa 2 Procent des Erzvorlaufens und ebenso wurden die oben angeführten Vortheile dieser Gichteinrichtung festgestellt. Die Ofengase treten |211| also hier aus der Schmelzsäule zunächst in den weiten Gichthut o und werden durch die Gichtgasleitung p in die Flugstaubkammer u gesaugt.

Der Gichtapparat Fig. 82) bildet gewissermaſsen ein Zwischenglied zwischen den Apparaten Fig. 1, 3, 4, 5 und dem Apparate Fig. 7 und vereinigt in sich all die angegebenen Vortheile jener Apparate; nur ist er in der Anschaffung theurer.

Bei beiden Apparaten Fig. 7 und 8 ist es von Wesenheit, daſs man den Fassungsraum des Hutes und besonders den Durchmesser möglichst weit macht, wenn man die Flugstaubbildung beschränken will, da durch den weiteren Raum die Geschwindigkeit der abziehenden Gase entsprechend abnimmt und daher alle schwereren Theilchen, also gerade die werthvollsten, unmittelbar wieder auf die Gicht zurückfallen. Die Beschickung wird hier also in den Trichter a gestürzt, aus welchem sie durch Emporziehen des Cylinders c in den Ofenraum gelangt. Die Gase entweichen aus dem ganzen Gichtquerschnitte gleichmäſsig durch c, ziehen in den erweiterten Hut o und werden durch das Rohr p zur Flugstaubkammer fortgeführt.

Wenn nun die beiden letzten Arten der Gichtverschlüsse (Fig. 8 und 9) die vollkommensten für unsere Zwecke sind und der in Fig. 7 dargestellte Apparat keineswegs etwas Neues bietet, sondern die älteste Art der Gichteinrichtung darstellt, so könnte man sich wundern, warum man überhaupt von der einfachen Gicht zu so umständlichen Einrichtungen gelangt ist? Es ist dies doch sehr zu entschuldigen. Das Aufgichten der Materialien erfordert die gröſste Gewissenhaftigkeit des Personals, sonst kann man gewaltige Störungen im Betriebe erleiden, und da man sehr oft mit unzuverlässigen Arbeitern zu rechnen hatte, so suchte man durch besondere Constructionen der Gichtapparate das bei einem vielförmigen Rund Schachtofen erforderliche, ringsum gleichmäſsige Beschicken in einer Weise zu bewirken, daſs die Zuverlässigkeit der Arbeiter weniger beansprucht wird. Dies vollständig zu erreichen, ist aber doch nicht möglich. Ich weiſs, daſs die Nachtheile, die man durch jene Apparate erleidet, sehr bedeutende sind und oft nicht genügend erwogen werden, besonders wenn man den Gehalt der Erze nach dem schlieſslichen Ausbringen berechnet und keine gewissenhafte chemische Nachprüfung übt.

Es kann sonach für die Gicht der Schachtöfen empfohlen werden, die Gicht möglichst weit zu machen, über der Gicht einen groſsen, möglichst weiten Gichthut anzubringen, durch welchen die Gase nach oben und zwar mit geringer Geschwindigkeit abziehen können, um dergestalt den größten Theil der Condensation der Metalldämpfe und des Flugstaubes durch die Gichteinrichtung selbst zu bewerkstelligen.

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Aehnliche Einrichtung findet sich auf der Kgl. Friedrichshütte bei Tarnowitz, vgl. Zeitschrift für Berg-, Hütten- und Salinenwesen, 1884 * S. 89.

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Diesen Apparat construirte ich zuerst im J. 1882 für die Mitterberger Gewerkschaft. Ein sehr ähnlicher Gichthut ist von Macco und Schrader in der Berg- und Hüttenmännischen Zeitung, 1885 * S. 215 empfohlen worden.

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