Titel: Untersuchungen von Sulu- und Rohkupferschmelzungen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1889, Band 272 (S. 456–461)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj272/ar272076

Auf Gasanalysen begründete Untersuchungen von Sulu- und Rohkupferschmelzungen u.s.w. in Schachtöfen.

(Schluſs des Berichtes S. 428 d. Bd.)

Nach langjähriger Erfahrung ist zu Krughütte, wo man mit 320 bis 230° warmem Winde bläst, das Verhältniſs von CO2 : CO bei dem Suluofen erheblich niedriger als auf den übrigen Werken der Mansfelder Gewerkschaft, die ausnahmslos bei gleicher Ofenconstruction und Beschickung mit derselben Koksqualität hütten; dieser Unterschied muſs daher wenigstens in der Hauptsache Folge der Benutzung warmen Windes sein, der nach allgemeiner metallurgischer Erfahrung eine Temperatursteigerung vor den Formen wie im Allgemeinen im Gestelle und damit eine Verstärkung der reducirenden Wirkung von C auf die erstgebildete CO2 herbeiführt. Daſs auf Krughütte doch auch die Beschickung etwas schwerschmelziger als auf den meisten übrigen Hütten ist, kann das Verhältniſs von CO2 : CO nicht wesentlich beeinflussen.

Beim Rohkupferschmelzen mit Holzkohlen zu Röros analysirte Gase ergaben für CO2 : CO im Mittel 0,44; die Beschickung ist hier relativ leichtschmelzig und demzufolge muſs im unteren Theile des Ofens eine niedrige Temperatur herrschen.

Trotzdem hält das Gas nur 8 bis 10 Proc. CO2; ein Beweis der stark reducirenden Wirkung der sehr porösen Holzkohle auf die erst gebildete CO2 auch bei so niedriger Temperatur.

Die gleichzeitige Anwendung unter einander so verschiedener Brennmaterialien wie Koks und Holzkohle beeinfluſst, theoretisch betrachtet, ebenso wenig das Verhältniſs von CO2 : CO, wie den Nutzeffect der Kohle günstig. Koks erzeugt hohe Temperatur im Verbrennungsraume, und diese steigert wesentlich die Reductionswirkung der Holzkohle auf vorher gebildete CO2; sie spielt im Ofen nothwendiger Weise eine gewichtige Rolle in Folge des viel gröſseren Volums der Holzkohle.

Beim Suluschmelzen zu Röros verwendet man dem Volum nach bis viermal so viel Holzkohlen als Koks, beim Rohkupferschmelzen bis 4,5mal so viel, und das bei der Verbrennung von Koks erzeugte Gasgemisch, ursprünglich wesentlich mehr CO2 als CO enthaltend, muſs deshalb auf seinem Wege durch den Schacht zur Gicht im Allgemeinen auf viel mehr Stücke Holzkohlen treffen und von diesen im hohen Grade reducirt werden.

Im Gase vom Suluschmelzen mit gemischtem Brennmateriale ist in Röros CO2 : CO im Mittel = 0,72, beim gleichartigen Rohkupferschmelzen = 0,26 bis 0,30. Diese Werthe bleiben gegen die beim Koksbetriebe (1,15 bis 1,25) erheblich zurück; noch mehr ist dies der Fall gegenüber den Schmelzprozessen zu Skjäkerdal und Freiberg (1,5 bis 2,5) aus dem vorher dargelegten Grunde.

Der Holzkohlenbetrieb der Rohkupferöfen zu Röros ergab Gase, in denen CO2 : CO = 0,44, der Betrieb mit gemischtem Brennmateriale solche mit dem CO2 : CO-Verhältnisse 0,30 bis 0,35; vom theoretisch-metallurgischen Gesichtspunkte aus betrachtet erscheint hier die Heizkraft des Koks in Folge der lokalen Verhältnisse nur ungenügend ausgenutzt.

Die Factoren, von denen die Reduction der Kohlensäure durch Kohle abhängt, lassen bei den hier in Rede stehenden Schmelzprozessen die Anwendung heiſsen Gebläsewindes für diese selbst wenig lohnen1); übrigens müssen dabei die Formendurchmesser groſs und der Gichtenwechsel lebhaft sein. Diesen beiden Forderungen werden die groſsen Schachtöfen zu Freiberg und im Mansfeldschen gerecht; dem unerachtet finden sich auch da aus den vorher erwähnten Ursachen wesentliche Verschiedenheiten im Verhältnisse CO2 : CO.

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Bei der Verbrennung von Kohle zu Kohlensäure werden durch 1k C 8080, bei Verbrennung zu Kohlenoxyd dagegen nur 2473 W.-E. erzeugt, in praktischer und theoretischer Beziehung gibt demnach C bei Verbrennung zu reiner CO2 die gröſstmögliche Wärmemenge. Dies dient in einfacher, übersichtlicher Weise als Grundlage für Vergleichungen, indem dieses Resultat mit dem Ausdrucke 100 Proc. Nutzeffect bezeichnet wird; verbrennt C zu CO unter Erzeugung von 2473 W.-E., so berechnet sich dieses Resultat zu 2473 : 8080 = 30,61 Proc. Nutzeffect. Da nun das Schluſsproduct der Verbrennung ein Gemisch von CO2 und CO, so muſs der Mittelwerth des Nutzeffectes desselben immer zwischen dem theoretischen Maximum (100 Proc.) und Minimum (30,61 Proc.) Hegen.

Nach Schertel's Gasanalysen geben Erz- und Schlackenarbeit bei Koks zu Freiberg mittlere Nutzeffecte von 79,2 bezieh. 81,9 Proc., und man darf wohl beiden Prozessen dort einen durchschnittlichen Nutzeffect von 80 Proc. zuschreiben.

In Skjäkerdal beträgt der mittlere Nutzeffect beim Suluschmelzen nach den dort ausgeführten Untersuchungen 71,5 Proc.; das Verhältniſs CO2 : CO = 1,68 läſst indessen 74,1, und wenn jenes als wahrscheinlicher zu 1,50 angenommen wird, 72,5 Proc. berechnen; derselbe mag thatsächlich 72 Proc. ausmachen.

Nach den Gasanalysen vom Suluschmelzen mit gemischtem Brennmateriale zu Röros stellt sich dessen mittlerer Nutzeffect auf 58,9 Proc; aus CO2 : CO = 0,72 läſst er sich auf 59,5 Proc. berechnen; beim reinen Koksbetriebe betrug er 66,0, der Verhältniſszahl 1,15 für CO2 : CO entspricht 67,4 Proc. Die wahrscheinlichen Mittelwerthe beider Nutzeffekte werden 59 bezieh. 67 Proc. gewesen sein.

Beim Rohkupferschmelzen mit gemischtem Brennmateriale ebendaselbst ist aus den Gasanalysen ein durchschnittlicher Nutzeffect von 47,8, beim reinen Koksbetriebe von 69,7 Proc. zu entwickeln; in beiden Fällen steilen sich die Nutzeffecte nach dem Verhältnisse CO2 : CO = 0,35 und 0,30 bezieh. 1,17 und 1,25 auf 48,6 und 46,6 bezieh. 67,9 und 69,1 Proc; man wird also beim ersteren 47,5, beim letzteren 69 Proc. als Schluſsresultat annehmen können. Beim Betriebe mit Holzkohlen allein berechnet sich nach den Analysen der Nutzeffect zu 51,8, bei CO2 : CO = 0,44 zu 51,7, und 51,5 bis 52 Proc. ist das Schluſsresultat.

In Krughütte (Mansfeld) liegt beim Suluschmelzen mit heiſsem Winde das Verhältniſs CO2 : CO innerhalb der Grenzen 0,29 und 0,33, woraus sich ein mittlerer Nutzeffect von 47 Proc. feststellt; in Kochhütte dagegen bei kaltem Gebläsewinde ist CO2 : CO = 0,8 und 1,0 und der Nutzeffect im Mittel 63 Proc

Nach allem bisher Gesagten gibt Koks unter sonst gleichen Verhältnissen einen besseren Nutzeffect als Holzkohle allein, wie auch als gemischtes Brennmaterial; wachsende Schwerschmelzigkeit der Beschickung, abnehmende Nutzeffecte aus zweierlei Gründen und die Anwendung heiſsen Gebläsewindes zieht den Nutzeffect des Brennmaterials herab.

Bei der Freiberger Erzarbeit werden auf 1000k Beschickung durchschnittlich 80k Koks mit 89,5 Proc. C oder 71k,6 C mit einem mittleren Nutzeffecte von 79 Proc. verbraucht; als Leistung des Brennmateriales berechnete sich daraus auf 1k Beschickung 0,0716 × 0,79 × 8080=457 W.-E.; bei der Schlackenarbeit daselbst gehen nur 75k Koks oder 67k,1 C für 1000k Beschickung auf, und es berechnen sich daraus 442 W.-E. für 1k Beschickung.

In Skjäkerdal stehen beim Suluschmelzen 1000k Beschickung auf 140k Koks mit 89 Proc. C und einem mittleren Nutzeffecte von 72 Proc; für 1k Beschickung entwickelt man daraus 725 W.-E. Beim gleichen Prozesse mit gemischtem Brennmateriale zu Röros erfordern 1000k Beschickung 113k,7 C und geben 59 Proc. Nutzeffect; die Leistung für 1k Beschickung besteht in 542 W.-E. Wenn ebendaselbst beim Rohkupferschmelzen mit gemischtem Brennmateriale die ganze Menge der undestillirbaren Kohle im Brennmateriale verbrannt wird, muſsten für 1k Beschickung 0,190 × 0,475 × 8080 = 729 W.-E. entwickelt worden sein; da aber ein gewisses, nicht näher bestimmtes Kohlenquantum als Reductionskohle aufgeht, wird man bei Annahme von 630 W.-E. der Richtigkeit am nächsten kommen.

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Zu Kochhütte tragen 150k Koks mit 92 Proc. C = 138k C 1000k Beschickung mit einem Nutzeffecte von 63 Proc. beim Suluschmelzen und für 1k Beschickung werden 0,138 × 0,63 × 8080 = 710 W.-E. erzeugt, Im gleichen Prozesse mit heiſsem Winde stehen zu Krughütte 1000k Beschickung auf 200k Koks oder 184k C und werden mit einem Nutzeffecte von 47 Proc. verblasen; Leistung für 1k Beschickung 699 W.-E. Hierzu ist noch diejenige Anzahl von Wärmeeinheiten zu fügen, welche für 1k Beschickung mit dem etwa 200° warmen Winde dem Ofen zugeführt wird. Den Analysen entsprechend hat man bei Ermittelung dieser Wärmeeinheiten von einer Gaszusammensetzung von 6,5 CO2, 24,5 CO und 69,0 N dem Volumen nach auszugehen, welche 8k,5 Luft für 1k C erheischt; für 1k Beschickung müssen hier 1k,56 Luft in den Ofen eingeblasen werden. Die Beschickung erfordert für 1k 0k,184 C, die specifische Wärme der Luft zwischen 0 und 200° ist 0,2375 und die mit dem Gebläsewinde für 1k Beschickung eingeführte Wärme 1,56 × 200 × 0,2375 = 74 W.-E. Die Gesammtwärme für 1k Beschickung beträgt also 699 + 74 = 773 W.-E.

Je leichtflüssiger die Beschickung, um so weniger Wärmeeinheiten werden, wie im Vorhergehenden festgestellt, für 1k verbraucht; daſs in Freiberg die kleinste Anzahl Wärmeeinheiten in Anspruch genommen wird, ist Folge der Leichtschmelzigkeit der Beschickung, der groſsen täglichen Production und der zeitgemäſsen Einrichtung der Oefen, die äuſsere Wärmeverluste für 1k Beschickung auf das kleinste Maſs zurückführen.

Der Wärmeverlust durch die ausströmenden Gase ist zu Freiberg der folgende: Die Gase (Analyse Nr. 8, 9 und 18) haben eine Temperatur von 70, 75 und 75°, die Wärme des Gebläsewindes beträgt 20°, die specifische Wärme des Gases 0,25, und es werden (nach Schertel) für 1k Koks 101,1, 130,3 und 132,0, für 1k Beschickung 7,3, 8,3 und 8,8, im Mittel 8 W.-E. durch die abgehenden Gase verloren; es bleiben demnach für das Schmelzen, für Verlust durch Strahlung und Leitung u.s.w. 430 – 8 = 422 W.-E.

In Skjäkerdal werden für 1k C etwa 10k,8 Gase entwickelt, welche mit 200° den Ofen verlassen; bei einer Windtemperatur von 10° und einer specifischen Wärme der Gase von 0,25 berechnet sich die für 1k verbrauchte C mit den Gasen verloren gehende Wärme zu 190 × 10,8 × 0,25 = 513 W.-E.; auf 1k Beschickung bezogen entspricht dies 64 W.-E., die, von 725 abgezogen, 661 W.-E. lassen.

Auch in Röros werden beim Suluschmelzen mit gemischtem Brennmateriale 10k,8 Gase für 1k C erzeugt, welche mit 200° ausströmen; specifische Wärme der Gase und Windtemperatur wie vorher. Mit den ausströmenden Gasen werden dem Ofen 513 W.-E. für 1k C, für 1k Beschickung 58 W.-E. entzogen; der verbleibende Rest beträgt 484 W.-E. Beim Rohkupferschmelzen entwickelt daselbst 1k C nur 8k Gase bei gleicher Windtemperatur wie vorher; sie verlassen den Ofen mit 300°, ihre specifische Wärme ist 0,25. Der Wärmeverlust mit den Gasen belauft sich auf 580, für 1k Beschickung auf 110 W.-E., verbleibender Rest 520 W.-E.

Der bei den Mansfeld-Werken mit den ausströmenden Gasen den Oefen erwachsende Wärmeverlust ist für 1k Beschickung auf etwa 25 W.-E. anzunehmen; es verbleiben 748 bezieh. 685 W.-E.

Nach R. Akerman: „Om wärmebehofven för olika masugns slaggers smältning“, Jernk. ann., 1886 S. 1, beträgt der Schmelzwärmebedarf gewöhnlicher Hochofenschlacken einschlieſslich der latenten Schmelzwärme im Allgemeinen 340 W.-E. als Minimum und 490 W.-E. als Maximum. Indessen sind Hochofenschlacken gewöhnlich schwerschmelziger als Rohsteine und Bleischlacken, die meist sehr viel den Bedarf an Schmelzwärme herabsetzendes FeO enthalten. In Uebereinstimmung mit Akerman's Untersuchungen kann man davon ausgehen, daſs die Schlacken der hier in Rede stehenden Werke zum Schmelzen und zur Erhitzung von 0° bis zur Schmelztemperatur folgenden Wärmebedarf haben:

im Mansfeld'schen etwa 400 bis 500 W.-E.
in Skjäkerdal 350 380
in Röros, beim Suluschmelzen 300
in Röros, beim Rohkupferschmelzen 300
in Freiberg 300
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Schertel bestimmte die Schmelzwärme einer gewöhnlichen Freiberger Schlacke mit:

23,95 SiO2 0,92 MnO 2,87 PbO
4,45 Al2O3 44,41 FeO 4,46 S
4,75 CaO 14,81 ZnO
0,54 MgO 0,86 CuO

zu 295 W.-E. und L. Grüner (Annales des mines, 7. Ser. T. IV. S. 241) fand als Wärmemenge einer geschmolzenen Schweiſsofenschlacke – annähernd ein FeO – Singulosilicat – 316 bis 319 W.-E. Hieraus läſst sich schlieſsen, daſs der Wärmebedarf zur Schlackenschmelzung in Röros und Freiberg ziemlich richtig angenommen wurde.

Die Schlacke muſs indessen im Ofen nicht allein schmelzen, sondern auch zur Dünnflüssigkeit überhitzt werden; die dazu erforderliche Wärme ist bei dünnflüssigen Schlacken auf 50, bei zähflüssigen auf 75 bis 100 W.-E. zu schätzen. Im vorliegenden Falle sind deshalb etwa erforderlich für 1k Schlacke: im Mansfeld'schen 500, in Skjäkerdal 400 bis 450, in Röros und in Freiberg 350 W.-E.

Direkte Untersuchungen über den Schmelzwärmebedarf der Steine liegen nicht vor; er läſst sich nur approximativ schätzen.

Die specifische Wärme bei Temperaturen zwischen 10 und 100° ist bei FeS = 0,136, Cu2S = 0,121, CuFeS2 = 0,131 und bei NiS = 0,128.2) Gleiche specifische Wärme auch für höhere Temperaturen vorausgesetzt, würden zur Erhitzung von 0° bis auf 1200 bezieh. 1500° an Wärmeeinheiten verbraucht werden: für FeS 163 bezieh. 204, Cu2S 145 bezieh. 181, CuFeS2 157 bezieh. 196 und für NiS 154 bezieh. 192.

In Wirklichkeit steigert sich aber die specifische Wärme bei Sulfiden jederzeit, wenn auch nicht in hohem Grade, mit der Temperatur, und der Wärmebedarf zur Erhitzung von 0 auf 1200 bezieh. 1500° eines Kilogramms Kupfer- oder Nickelstein mag deshalb 180 bis 200 bezieh. 220 bis 240 W.-E. betragen; durch die latente Schmelzwärme wird dieser Bedarf auf 200 bis 230 bezieh. 240 bis 270 W.-E. vergröſsert.

Die Schmelztemperatur des Bleis ist 325°, seine latente Schmelzwärme beträgt 5,86 oder 5,37 W.-E., die specifische Wärme desselben bei Temperaturen von – 78° bis + 11° = 0,03065, bei.+ 19 bis + 48° = 0,0315 und im Flüssigkeitszustande (+ 340 bis + 450°) = 0,0402. Vorausgesetzt, daſs die specifische Wärme auch bei Blei mit der Temperatur steigt, findet man den Wärmebedarf zur Erhitzung von 1k bis auf 1200 bezieh. 1500° mit 60 bis 75 W.-E. äuſserst klein im Vergleiche zu Schlacken und Stein.

Metallisches Kupfer und Rohkupfer mit 80 bis 85 Proc. Cu bedarf zur Erhitzung wesentlich mehr Wärmeeinheiten als Blei, da die specifische Wärme des Kupfers zwischen 0 und 250° 0,097 beträgt; mit Sicherheit ist der ganze Wärmebedarf desselben nicht zu berechnen, da weder die Schmelzwärme desselben noch seine specifische Wärme bei höheren Temperaturen bekannt ist; angenommen kann dieselbe zu etwa 190 W.-E. bei 1200 und zu 230 W.-E. bei 1500° werden.

Rücksichtlich ihrer Menge spielen bei den hier in Rede stehenden Prozessen die Schlacken eine viel gewichtigere Rolle als die Steine beim Suluschmelzen oder das Blei und Rohkupfer bei deren Schmelzbetriebe; ihr Wärmebedarf ist gröſser bei gleichem Quantum, sie beeinflussen hauptsächlich die Zahl der zum Schmelzen eines Kilogrammes Beschickung erforderlichen Wärmeeinheiten und dadurch den Gesammtverbrauch an Brennmaterial.

Unter Berücksichtigung aller vorliegenden Angaben über den Schmelzwärmebedarf der verschiedenen Schlacken und mit Rücksicht auf das gegenseitige Verhältniſs zwischen Schlacke, Stein, Blei oder Kupfer läſst sich der Schmelz- und Ueberhitzungswärmebedarf für 1k Beschickung feststellen beim Suluschmelzen im Mansfeld'schen zu etwa 450 bis 460, beim Rohsteinschmelzen in Skjäkerdal zu 350 bis 400, beim Suluschmelzen in Röros zu 300 bis 320, beim Rohkupferschmelzen daselbst zu 300 bis 320 und beim Freiberger Bleischmelzen zu 280 bis 300 W.-E.

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Wenn diese ohne Rücksicht auf die Angaben der für 1k Beschickung erzeugten Wärmemenge berechneten Werthe mit der zum Schmelzen und zur Deckung der Wärmeverlaste bei den chemischen Prozessen, durch Leitung, Strahlung u.s.w. erforderten Anzahl Wärmeeinheiten verglichen werden, ergibt sich, daſs der wesentlichste Theil der aus der Kohle entwickelten Wärmemenge zum Schmelzen der Beschickungsbestandtheile verbraucht wird und daſs der übrige Wärmeverbrauch eine ziemlich untergeordnete Rolle spielt. Sieht man ab von der mit den ausströmenden Gasen verloren gehenden Wärmemenge., so erhält man zur Deckung aller übrigen Verluste für 1k Beschickung einen Rest von etwa 260, 260, 160 bis 180, 180 bis 200 bezieh. 120 bis 145 im Mittel von 150 bis 200 W.-E., vielleicht noch etwas kleiner, wenn man sich moderner Ofenconstructionen mit groſser täglicher Production bedient.

Die nicht sicher zu berechnenden äuſseren Wärmeverluste durch Leitung und Strahlung besonders im unteren Theile des Ofens, dem Gestelle, haben groſse Bedeutung. Nach Schertel wurden bei den Freiberger Pilz'schen Oefen von den Kühlwassern an den Gestellwänden für 1k Beschickung 48 bis 54 W.-E. absorbirt. Beträgt im Mansfeld'schen der Wärmeverlust durch die Gestellwände ebenso viel als in Freiberg nach Procenten von der Verbrennungswärme der Kohle, so wird man daselbst für 1k Beschickung einen Verlust von etwa 100 W.-E. erleiden, und man wird nicht fehlgehen, wenn man im Allgemeinen den Verlust durch Leitung, Strahlung, Absorption durch die Kühlwasser u.s.w. durch die Gestellwände auf etwa 50 bis 100 W.-E. für 1k Beschickung anschlägt. In jedem Falle bleibt noch ein Theil Wärme erforderlich (gewöhnlich 50 bis 100 W.-E. für 1k Beschickung) zur Deckung der im Ofen stattfindenden Wärmeverluste, in erster Reihe der, welche durch die chemischen Prozesse, dann der, welche durch die Austreibung von Wasserdampf und destillirbaren Gasen aus Beschickung und Brennmaterial veranlaſst werden.

Die Reduction der Oxyde des Eisens zu Oxydul und zum Theil zu metallischem Eisen, die von Kupferoxyd, Kupferoxydul und Bleioxyd zu ihren Metallen sind die wichtigsten chemischen Prozesse, bei welchen Wärme gebunden oder eventuell erzeugt wird. Die Reduction vollzieht sich entweder durch CO oder durch C. Sämmtliche hier in Rede stehenden Beschickungen führen sehr viel Eisen, in Folge des dem Schmelzen voraufgehenden Rostprozesses gröſstentheils in Form von Oxyd (Fe2O3). Geht man davon aus, daſs 1k Fe bei Verbrennung zu Fe2O3 und FeO 1796 bezieh. 1352 W.-E. erzeugt, so ergibt sich, daſs für 1k Fe bei den nachfolgenden Reductionsprozessen die Wärmemenge

bei Fe2O3 + CO = 2FeO + CO2 vergröſsert wird um 157 W.-E.
2Fe2O3+ C = 4FeO + CO2 vermindert 11
Fe2O3 + 3CO = 2Fe2 + 3CO2 vergröſsert 7
Fe2O3 + 3C = 2Fe2 + 3CO vermindert 1000
FeO + CO = Fe + CO2 150
FeO + C = Fe + CO 822

Die Reduction von Fe2O3 zu FeO spielt bei den in Rede stehenden Schmelzungen die Hauptrolle. Erfolgt sie durch C, so wird allerdings viel Wärme erzeugt, die übrigen Reductionsprozesse aber erheischen Wärme; und man darf annehmen, daſs Wärmeerzeugung und -verbrauch bei der Reduction der Oxyde des Eisens sich gegenseitig ausgleichen, vielleicht auch, daſs möglicher Weise etwas mehr Wärme dabei consumirt wird.

Für 1k ausreducirtes Pb wird3) bei den folgenden Reductionen die Wärmemenge vermehrt (+) bezieh. vermindert (–).

PbO + CO = Pb + CO2 mit + 190 W.-E., PbO + C = Pb + CO mit – 52 W.-E., 2PbO + C = 2Pb + CO2 mit + 70 W.-E.

Bei Reduction von Cu2O und CuO erleidet die Wärmemenge für 1k Cu:

Cu2 + C = 2Cu + CO, Verminderung um 87 W.-E., CuO + C = Cu + CO, |461| Verminderung um 119 W.-E., Cu2O + CO = 2Cu + CO2, Vermehrung um 209 W.-E., CuO + CO = Cu + CO2 Vermehrung um 474 W.-E.

Die Oxyde des Kupfers und des Nickels werden in Sulfide übergeführt nach den Formeln: Cu2O + FeS = Cu2S + FeO, CuO + FeS = CuS + FeO, NiO + FeS = NiS + FeO u.s.w.

Es ist wahrscheinlich, daſs bei diesen Reactionen weder wesentliche Vermehrung noch Verminderung der Wärmemenge stattfindet; zuverlässige Untersuchungen in dieser Richtung sind nicht vorhanden.

Schlieſslich fordert die Schlackenbildung, d.h. fordern die chemischen Prozesse, durch welche vorzugsweise die in den Mineralen vorhandenen Säuren und Basen (SiO2, Al2O3, FeO, CaO, MgO u.s.w.) in neue Silicatverbindungen übergeführt werden, erhebliche Wärmemengen, wie viel, läſst sich genau nicht sagen, wahrscheinlich für 1k Beschickung gegen 50 W.-E.; auch Austreibung des hygroskopischen Wassers und anderer destillirbarer Stoffe im oberen Theile des Ofens bei Verwendung von Holzkohlen beansprucht Wärme.

Die Untersuchung, welches Theilquantum der durch die Verbrennung erzeugten Wärme consumirt wird von den eigentlichen Zwecken des Ofenprozesses, d.h. von der Schmelzung und Ueberhitzung der Beschickung nebst dem Ersätze der Wärme, welche von den mit den Prozessen verbundenen chemischen Reactionen in der Beschickung verbraucht wird, und wie groſs der Theil ist, welcher andererseits mit den ausströmenden Gasen und durch Leitung, Strahlung u.s.w. verloren geht, bietet ein gewisses theoretisches Interesse. Geht man dabei für die chemischen Reactionen von der eben angenommenen Gröſse – 50 W.-E. – aus für 1k Beschickung und hält sich im Uebrigen an die anderen vorher ermittelten Werthe für Erzeugung und Verbrauch von Wärme, so ergibt sich, daſs von der erzeugten Wärmemenge in Anspruch nehmen


die chemischen
Reaction sammt
der Schmelzung
der Beschickung
die secundären,
nicht unmittelbar
mit dem Prozesse
verbundenen
Wärmeverluste
im Mansfeld'schen, beim Rohstein-
schmelzen

etwa

65 bis 70 Proc.

etwa

30 bis 35 Proc.
in Skjäkerdal, beim Rohstein-
schmelzen


60 Proc.


40 Proc.
in Röros, beim Rohsteinschmelzen 65 bis 70 Proc. 30 bis 35 Proc.
in Freiberg, beim Bleischmelzen 80 Proc. 20 Proc.

Der Rohkupferprozeſs in Röros muſs hier auſser Berücksichtigung bleiben, weil er weit mehr als ein anderer als Reductionsprozeſs anzusehen ist.

Das thatsächliche Wärmeerzeugungsvermögen des Brennmateriales wird natürlich niemals völlig entwickelt, es sei denn, alle Kohle werde zu Kohlensäure verbrannt. Will man ermitteln, ein wie groſser Theil von jenem für den eigentlichen Schmelzprozeſs sammt Zubehör zu gute gemacht wird, so hat man die eben gegebenen Procentzahlen mit dem Nutzeffecte der Kohle zu multipliciren; das Product ergibt dann, daſs der procentuale Verbrauch von der ganzen dem Brennmateriale eigenen Wärmemenge beträgt:


beim Schmelzen
u.s.w.
der Beschickung
bei der Bildung
von CO und bei
secundären
Wärmeverlusten
im Mansfeld'schen, beim Rohstein-
schmelzen mit kaltem Winde

etwa

41 bis 44 Proc.

etwa

56 bis 59 Proc.
in Skjäkerdal, beim Rohstein-
schmelzen mit kaltem Winde


43 Proc.


57 Proc.
in Röros, beim Rohsteinschmelzen
mit gemischtem Brennmaterial


38 bis 41 Proc.


59 bis 62 Proc.
in Freiberg, beim Bleischmelzen 64 Proc. 36 Proc.

Die beiden eben mitgetheilten Resultatsreihen lassen schlieſsen, daſs auch bei den neuesten Werken noch Verbesserungen in Construction und Betrieb der Schachtöfen zum Schmelzen von Stein, Blei u.s.w. müssen gemacht werden können.

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Gemäſs im Mansfeldschen gesammelten Erfahrungen werden allerdings durch Anwendung heiſsen Windes, obwohl der Nutzeffect des Brennmaterials dadurch wesentlich herabgedrückt wird, einige Procente Kohlen erspart; aber die Windheizung, die stets besondere Anlagen erheischt, würde sich nicht lohnen, würden nicht die Gichtgase zum Dampfaufmachen und für die Windheizung selbst verwendet.

|459|

Nach Landolt und Börstein, Physikalisch-chemische Tabellen, Berlin 1883.

|460|

1k Pb erzeugt nach Thomsen (Journal für praktische Chemie, 2. Folge Bd. 12 S. 47) bei Verbrennung zu PbO 243, 1k Cu bei Verbrennung zu Cu2O und CuO, loco citato S. 285, 321 und 586 W.-E.

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