Titel: Neuerungen im Eisenhüttenbetriebe.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1896, Band 299 (S. 295–302)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj299/ar299075

Neuerungen im Eisenhüttenbetriebe.

Von Dr. Weeren in Charlottenburg.

(Fortsetzung des Berichtes S. 34 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

II. Roheisenerzeugung.

1) Aufbereitung der Erze u. dgl.

Den grossen Mengen pulverförmiger eisenhaltiger Erze und Abfallproducte entsprechend, hat sich die Zahl der Vorschläge, diese wegen ihres Aggregatzustandes gar nicht oder doch nur mit grossen Verlusten verhüttbaren Materialien für den Hochofen geeignet zu machen, in den letzten Jahren erheblich vermehrt. Bei aller Verschiedenheit der einzelnen Verfahren laufen dieselben sämmtlich darauf hinaus, die pulverförmigen Erze o. dgl. in Stückform umzuwandeln.

Zu diesem Zwecke schlägt die Concrete Iron Company in New Jersey vor, die Stauberze in einem Cupolofen niederzuschmelzen und in Formen abzustechen. Die so erhaltenen festen Stücke sollen dann im Hochofen verhüttet werden. (Amerikanisches Patent Nr. 467361.)

Aehnliche Vorschläge sind in Deutschland bereits 1888 von Thau und später von Stein gemacht worden (vgl. die deutschen Patentschriften Nr. 47132, 49963 und 56772). Es dürfte sich indessen das neue amerikanische Verfahren in gleicher Weise wie die älteren deutschen Verfahren als zu kostspielig erweisen. Aus diesem Grunde ist auch in der neuesten Zeit dieser Weg wieder aufgegeben und versucht worden, auf nassem Wege bezieh. durch Beimengung geeigneter Bindemittel den beabsichtigten Zweck zu erreichen.

1891 schlug der Georgs-Marienbergwerks- und Hüttenverein in Osnabrück hierfür die Anwendung von Gichtstaub vor. Die Kiesabbrände oder sonstigen pulverförmigen Eisenerze sollten mit dem trockenen Gichtstaub in einer Mischvorrichtung gemischt und das Gemenge zu Briquettes gepresst werden. Ueber die technische Verwerthbarkeit dieses Verfahrens ist unseres Wissens nichts Nennenswerthes bekannt geworden. Es liegt indessen die Befürchtung nahe, dass derartigen Erzbriquettes die erforderliche Festigkeit fehlt und ein erheblicher Zerfall derselben im Ofen selbst unvermeidlich ist.

Des Weiteren schlug dieselbe Gewerkschaft vor, hierfür die Rückstände der Anilinölfabrikation, sowie die bei der Gasfabrikation benutzte Laming'sche Masse, welche beide in hohem Grade eisenhaltig sind, als Bindemittel zu verwenden. Die Herstellung der Eisenerzbriquettes erfolgt in der vorstehend bereits beschriebenen Weise. (D. R. P. Nr. 69345.)

Schüchtermann und Kremer in Dortmund empfehlen als Bindemittel pulverisirte Thomasschlacke, die mit den Erzen gemengt und zu Pressteinen verarbeitet werden soll. Derartige Erzbriquettes können nach ihrer Angabe ohne weiteres Trocknen verhüttet werden; sie sintern zusammen und bleiben noch bei Weissglühhitze vollständig hart. (D. R. P. Nr. 64264.)

Nikolaus Henzel in Wiesbaden will pulverförmige Schwefelkiesrückstände, welche beim Rösten staubförmiger Schwefelkiese oder bei der Kupferextraction von Kiesabbränden entfallen, dadurch für die Verhüttung im Hochofen geeignet machen, dass er dieselben mit einem angemessenen Procentsatz an zerkleinertem Thon in feuchtem Zustande in einem Rührwerke innig vermengt. Diese Masse wird zu formlosen Klumpen verarbeitet und kann dann ohne weitere Trocknung sofort in den Hochofen aufgegeben werden, obgleich eine vorherige, sehr schnell von statten gehende Austrocknung an der Luft vorzuziehen ist.

Derartige Erzbriquettes erhärten und brennen im Ofen sofort sehr fest, so dass von dem Gasstrom nur sehr geringe Mengen fortgerissen werden, sind aber nichts destoweniger so porös, dass sie den reducirenden und kohlenden Gasen sehr zugängig sind. Der Gehalt der Erzklumpen an Thonerdesilicat befördert die Reduction von Kieselsäure bezieh. die Aufnahme von Silicium in das Eisen.

Die Menge des zuzusetzenden Thones, welcher am besten und billigsten in Form von Lehm verwendet wird, richtet sich in erster Linie nach der Menge des Siliciums, welche in das Eisen gebracht werden soll. Sollen z.B. obengenannte Hüttenproducte mit anderen Erzen auf siliciumarmes Eisen verhüttet werden, so genügen etwa 5 Proc. Thon. Will man jedoch aus jenen phosphorfreien Oxyden, und zwar ausschliesslich aus ihnen, vorzügliches Hämatiteisen erblasen, so rührt man etwa 10 Proc. Thon ein, und man erhält dabei in den erhärteten Klumpen einen „Rotheisenstein“ mit etwa 59 bis 60 Proc. Eisen und 10 bis 11 Proc. unlöslichem Rückstande. Für die Herstellung von Ferrosilicium dagegen mit 14 Proc. und mehr Silicium werden diese Oxyde durch Einrühren von etwa 30 Proc. Thon bezieh. Lehm zu einem vorzüglichen |296| Erz. Ein solches Material enthält 45 bis 46 Proc. Eisen, 29 bis 30 Proc. unlöslichen Rückstand und Spuren von Phosphor. (D. R. P. Kl. 18 Nr. 71203.)

Die Duisburger Kupferhütte verwendet nach einem ihr geschützten Verfahren (D. R. P. Nr. 78013) die Asche von Steinkohlen oder Koks unter Zusatz von gebranntem Kalk als Bindemittel für Kiesabbrände und gibt an, sehr gute Resultate erzielt zu haben. Abgesehen von der Verwerthung dieser Abfallproducte soll der Gehalt derselben an Kieselsäure und Thonerde, Kalk, Alkali u.s.w. ein sehr gutes Flussmittel abgeben, vor allem aber der nicht unerhebliche Eisengehalt derselben nutzbar gemacht werden. Zeigen doch nach Analysen von Dr. F. Muck die Aschen westfälischer Steinkohlen den erheblichen Eisenoxydgehalt von 46, 51, 55, ja 74 Proc., während Kohlen aus dem Aachener Revier bis 60 Proc. Eisenoxyd ergaben.

William Thomlinson in West Hartlepool (England) stellt aus gemahlener Hochofenschlacke, Wasser und gebranntem Kalk einen Cement her, mit dem er die pulverförmigen Eisenerze oder Eisenrückstände aller Art vermengt, zu Briquettes formt und durch künstliche oder natürliche Trocknung zu harten Steinen gestehen lässt. Ein Kalkzusatz erweist sich bei hohem Gehalt der Schlacke oder der Erze an Kalk oder Thonerde als überflüssig. (D. R. P. Kl. 18 Nr. 80278.)

Dr. Fritz Wüst in Duisburg wendet für mulmige Eisenerze u. dgl. Wasserglas an. Dieselben werden mit etwa 7 Proc. Wasserglas gemischt und in einer Presse zu Briquettes gepresst. Dann setzt man sie bei mässiger Temperatur der Einwirkung von Kohlensäure aus. Letzteres hat den Zweck, das Wasserglas in freie Kieselsäure und in kohlensaures Natron zu zerlegen. Die Kieselsäure wird durch die Trocknung in die wasserunlösliche Form übergeführt, so dass das Erz nunmehr durch ein kieseliges Bindemittel briquettirt ist. Das Natron des kohlensauren Natrons wirkt insofern günstig, als es nicht nur die fallende Schlacke leichter schmelzbar macht, sondern auch das Uebertreten von Schwefel in das Eisen verhindert, indem es mit jenem Schwefelnatrium bildet. Dieser Umstand ist bei der Verhüttung von Kiesabbränden, die meistens noch einige Procent Schwefel enthalten, von Wichtigkeit. (D. R. P. Kl. 18 Nr. 82120.)

Schliesslich ist noch ein Vorschlag von Richard Fegan in Templecrone (England) zu erwähnen, der sich zwar allem Anscheine nach mehr auf die Verhüttung anderer staubförmiger Erze, z.B. Zink- oder Bleierze, als auf die Briquettirung von Eisenerzen bezieht, indessen der Vollständigkeit halber an dieser Stelle zu nennen ist.

Ausgehend von dem Gedanken, dass die Reduction von Metalloxyden eine um so vollständigere ist, je inniger die Berührung derselben mit Reductionsstoffen ist, mischt Fegan die Erze und das Reductionsmittel in fein zerkleinertem Zustande mit Naphtalin und den Destillationsrückständen von Harz oder Paraffin unter Erhitzung bis zum Schmelzen des Naphtalins und lässt dann das Ganze in Formen erkalten, wobei das Naphtalin und die Harzrückstände die anderen Bestandtheile fest zusammenbinden. Derartige Erzkohlenbriquettes sind nach Fegan's Angabe sehr fest und widerstandsfähig und behalten ihre Form im Schmelzofen genügend lange, um eine Reduction des gesammten Metallgehaltes zu gestatten. (D. R. P. Kl. 40 Nr. 81906.)

Th. Twynam in Blandford formt aus Kohle und Eisenerzen Briquettes und erhitzt dieselben so weit, dass bereits eine theilweise Reduction des Eisenoxyds durch die Kohle stattfindet. Diese Briquettes werden beim Stahlschmelzen dem Bade zugesetzt. (Englische Patentschrift Nr. 5568 A. D. 1893.)

F. W. Lürmann berichtet in Stahl und Eisen, 1894 Bd. II S. 618 u. ff., über die magnetische Aufbereitung und Verhüttung von Spatheisenstein bei Allevard in Savoyen, südlich von Genf durch die Firma Schneider und Co. in Creuzot.

2) Hochofenbetrieb.

W. Hawdon und R. Howson haben in ihrem Werke zu Newport (Cleveland) seit einiger Zeit einen neuen Hochofen erbaut, dessen Form die Fig. 4 veranschaulicht. Die oberste Rast A befindet sich 6,705 m unter der Gicht; die zweite Rast B liegt 6,095 m unter der ersten und 7,925 m über der unteren C. Letztere liegt wesentlich tiefer und ist weniger steil, als dies gewöhnlich der Fall ist. Der Hauptzweck dieser Anordnung ist der, den oberen beiden Rasten A und B einen grossen Theil des Druckes der Beschickung zu übertragen, um die darunter liegende Beschickung lockerer zu erhalten. Die untere Rast C ist so tief angelegt, dass sich die auf ihr ruhende Beschickung bereits in einem halb geschmolzenen Zustande befindet.

Textabbildung Bd. 299, S. 296

Nach einem Vortrage Hawdon's auf dem Meeting des Iron and Steel Institute 1894 soll ein derartiges Hochofenprofil gegenüber den bisherigen ganz erhebliche Vortheile bieten. Der Gang eines Hochofens mit mehreren Rasten sei, wie zwölfwöchentliche Versuche in Newport ergeben hätten, ausserordentlich regelmässig, die Production derselben eine erheblich grössere und der Koksverbrauch niedriger, als bei einem gewöhnlich profilirten Ofen gleichen Inhaltes. Die wöchentliche Erzeugung betrage etwa 690 t Roheisen bei einer Ersparung von 50 k Koks auf 1 t Roheisen Nr. 2 oder 3.

Ausführlichere Mittheilungen über den Hawdon-Howson-Hochofen finden sich im Journal of the Iron and Steel Institute, Bd. XLV S. 78, 89 und 104, Engineering vom 6. Juli 1894, S. 27 und 28, und Stahl und Eisen, 1894 Nr. 13 S. 574 bis 581.

Franz Büttgenbach berichtet in der Berg- und Hüttenmännischen Zeitung, 1895 S. 331 u. ff., über Bodensteine für Hochöfen und empfiehlt zum Schluss, einen solchen aus einem Roheisenblocke, der von einigen Kühlkanälen für Wasser durchzogen ist, herzustellen. Eine derartige Anordnung erscheint mit Rücksicht auf die nicht unerhebliche Wärmeentziehung durch denselben nicht unbedenklich.

Kühlformen und Kühlkästen für Hochöfen von Büttgenbach, Berg- und Hüttenmännische Zeitung, 1895 S. 415 u. ff.

Zur Sicherstellung gegen Eisenausbrüche aus Hochöfen empfiehlt Büttgenbach in der Industrie Brüssel, 1895 Nr. 44, das Gestell bis zur Höhe der Formen und vortheilhaft 15 bis 20 cm tief in den Bodenstein mit gusseisernen Segmenten von 12 bis 15 cm Stärke zu umgeben. Ein Blechmantel biete wenig Schutz, falls einmal das Eisen |297| bis zu diesem durchgedrungen sei. Eine 12 bis 15 cm starke Gusseisenumhüllung hielte hingegen, besonders wenn sie noch von aussen mittels des von den Formen im Ueberfluss zur Verfügung stehenden Kühlwassers berieselt würde, durchgebrochenes Eisen mit Sicherheit zurück.

Textabbildung Bd. 299, S. 297

Ueber Versuche mit Hochofenformen aus Chamottemasse berichtet Büttgenbach a. a. O. S. 349 u. ff. (Fig. 5 und 6). a stellt die Chamotteform dar, in welcher die bewegliche Metalldüse b sich mit dem Düsenring fest anlegt. Zweckmässig wird dem Maule der Chamotteform derselbe Durchmesser gegeben, den die Düse besitzt, da unter diesen Umständen der Gebläsewind directer in den Ofenraum dringt und die Gestell wände weniger, angreift. Derartige Formen sollen etwa nur den 20. Theil einer Metallform kosten.

Diese Chamotteformen, die ohne Wasserkühlung waren, hielten sich bei demselben Ofen verschieden gut: während die einen 4 bis 6 Wochen aushielten und dann rasch und leicht entfernt werden konnten, waren sie an anderen Stellen schon nach wenigen Tagen der Auswechselung bedürftig.

Aus diesem Grunde wurden neue Chamotteformen mit Wasserkühlung ähnlich wie Metallformen ausgestattet. Derartig verbesserte Chamotteformen ergaben sehr gute Resultate; doch konnten die Versuche nicht lange genug, um ein abschliessendes Urtheil abgeben zu können, fortgesetzt werden, weil die Oefen wegen Handelsconjuncturen ausgeblasen werden mussten. Trotzdem glaubt Büttgenbach zu weiteren Versuchen ermuthigen zu dürfen und schlägt ausserdem vor, jegliche Metallformen mit einem Schutzmantel a aus Chamotte zu umgeben, welch letzterer die Metallform b vorzüglich gegen die zerstörende Wirkung des herabtropfenden Roheisens schützt. Eine besondere Wasserkühlung dieses Mantels ist überflüssig, weil er sich eng an die Metallform b anschmiegt und durch diese mitgekühlt wird.

In einem Vortrage über die technischen Fortschritte des deutschen Hochofenbetriebes seit dem Jahre 1882 berichtet van Vloten in Horde u.a. über Hochofenstopfbüchsen, welche die neueren Hochöfen, bei denen das Gichtplateau unabhängig vom Ofen ist und durch ein eigenes Gerüst getragen wird, benöthigen. Der Gasfang derartiger Oefen wird vom Gichtplateau getragen, woraus sich beim Betriebe des Ofens die Schwierigkeit ergibt, der fortwährenden Verschiebung des Ofens in dem Gasfang, hervorgerufen durch die wechselnde Ausdehnung desselben, Rechnung zu tragen. Sowohl von Steffen als auch von Lürmann sind Vorschläge gemacht, dass sich der eigentliche Ofenschacht in dem an dem Gichtplateau aufgehängten Ofentheil frei bewegen kann. Derartige Stopfbüchsen, wie man füglich diese Einrichtungen bezeichnen kann, sind in ihren zweckmässigsten Ausführungen in den Fig. 7 bis 12 abgebildet und zwar bedeutet in denselben a das eigentliche Ofengemäuer und b den an dem Gichtplateau aufgehängten Ofentheil.

Neue Gichtverschlüsse und Beschickungsvorrichtungen für Hochöfen enthalten die amerikanischen Patente Nr. 518769 von T. F. Witherbee in Port Henry und Nr. 533019 von Philetus C. Reed in Sharpsville.

Textabbildung Bd. 299, S. 297

Grosse Bedeutung hat die Frage der Winderhitzung gewonnen, da man den grössten Theil der gegen früher erzielten Ersparnisse auf die jetzige hohe Winderhitzung zurückführen darf. Während dieselbe früher bei eisernen Apparaten durchschnittlich höchstens 450°, bei steinernen höchstens 600° betrug, arbeitet man jetzt in der Regel mit Temperaturen von 750 bis 800, selbst 1000° C. Höhere Windtemperatur verursacht sowohl Koksersparniss als auch erhöhte Production. Es dürfte für die rheinischwestfälischen Verhältnisse bei einem Steigen von 450 auf 750° C. für 1 t Roheisen 200 bis 300 k Koksersparung einbringen. Zur Zeit haben die steinernen Winderhitzer die eisernen vollkommen aus dem Felde geschlagen, und unter ersteren hat wiederum der Cowper'sche Winderhitzer die übrigen steinernen Systeme, wie z.B. die Whitwell- und Massicks-Crooke-Apparate, mehr und mehr verdrängt. Dabei macht sich das Streben bemerklich, die Apparate bei demselben Durchmesser höher als früher zu bauen; denn während vordem bei einem Durchmesser von 6 m die Höhe 20 bis 21 m betrug, gibt man ihnen jetzt bei demselben Durchmesser 23,25 m und noch mehr Höhe.

Um den Wind für einen grösseren Hochofen constant auf 700 bis 800° C. zu erhitzen, müssen in der Regel drei Cowper-Apparate in Betrieb sein; ausserdem ist für je zwei Hochöfen ein Reserveapparat erforderlich. Bei Neuanlagen gibt man jedem Hochofen sogar vier Cowper und eine eigene Heisswindleitung, wodurch es möglich wird, jeden Ofen mit der Windpressung zu betreiben, welche der Betrieb als wünschenswerth erscheinen lässt.

Als Ausmauerungsmaterial nimmt man jetzt in der Regel feuerfeste Quarzsteine, die sehr billig sind. Nur für den oberen Theil des Gitterwerkes, für die Kuppel und häufig auch für den Schacht werden gewöhnlich Chamottesteine von Hochofenqualität genommen, weil dieselben widerstandsfähiger gegen Verschlacken durch den Gichtstaub sind.

Als bedeutungsvoll für eine möglichst lange und ungeschwächte Betriebsdauer der steinernen Winderhitzer hat sich ein möglichst sorgfältiges Reinhalten derselben von Gichtstaub erwiesen, was man auf zweierlei Weise anzustreben sucht. Entweder werden die Gichtgase, falls |298| sie grössere Mengen von Gichtstaub enthalten, sehr gründlich in besonderen Apparaten gewaschen und gereinigt, oder aber der Winderhitzer selbst in bestimmten Intervallen ausser Betrieb gesetzt und durch Ausblasen mit Wind, durch Schiessen, besser aber durch Auskehren mit Drahtbürsten gereinigt. Am rationellsten ist aber eine Reinigung der Gase, bevor sie in den Winderhitzer gelangen. Einerseits leiden die Apparate ganz erheblich durch die Abkühlung, haben also eine kürzere Lebensdauer, andererseits wird bei Einschaltung genügend grosser und zweckmässiger Reinigungsapparate der sonst unumgänglich erforderliche Reservewinderhitzer überflüssig und schliesslich enthält in vielen Fällen der Gichtstaub eine grosse Mengeverwerthbarer Producte, wie z.B. Zinkstaub. Dass bei sorgfältiger Reinigung der Gichtgase eine Reinigung der Winderhitzer selbst bei hohem Gehalt der Gichtgase an Gichtstaub unnöthig ist, beweisen die Verhältnisse auf der Friedenshütte in Schlesien. Trotz des bekanntlich sehr starken Gichtstaubgehaltes der dortigen Gichtgase sind die Winderhitzer bereits 7 Jahre in Betrieb, ohne bis jetzt einer Reinigung bedurft zu haben.

Textabbildung Bd. 299, S. 298

An neuen steinernen Winderhitzern ist zunächst der von Mc. Clure und Amsler in Pittsburgh zu nennen, der manche Verbesserungen aufzuweisen hat. Die Zeichnungen Fig. 13 und 14 zeigen diese an den Ausführungen von Massicks und Crooke, für einen Apparat von 18 engl. Fuss Durchmesser. Innerhalb eines Jahres sollen 14 dieser Oefen in Betrieb gesetzt worden sein. Um einem Versetzen und Zerreissen des Mauerwerkes durch Ausdehnung und Wiederzusammenziehen vorzubeugen, ist der obere Verbindungskanal, anstatt sich fortsetzende Feuerzüge zu bilden, zu einem Zwischenraum ausgebildet. Sowohl die Decke d als auch der gewölbeförmige Boden b bilden getrennte Theile des senkrecht aufsteigenden Mauerwerkes. Der Ofen hat einen äusseren Mantel m, dessen Decke aus einem den Schornsteinaufsatz s tragenden abgestumpften Kegel besteht. Das innere Gemäuer ist in eine Anzahl ringförmiger und concentrisch laufender Feuerzüge eingetheilt. Als Verbrennungskammer dient der untere Theil des centralen Zuges z, der sich bis an den oberen, den Boden des oberen Zwischenraumes bildenden Gewölbebogen b erstreckt. Von da steigt ein mittlerer Feuergang f, welcher, um die Heizfläche zu vergrössern, durch radial eingesetzte Wände w in eine Anzahl Kammern getheilt ist, wieder bis zur Ofensohle nieder. In dem unteren Theile dieses mittleren Feuerzuges sind Oeffnungen o angebracht, welche die Gase gleichmässig in einen äusseren ringförmigen Zug r überführen. Auch dieser äussere Zug a ist durch senkrechte Radialwände l in eine grosse Anzahl Kammern eingetheilt. Diese Zwischenwände reichen jedoch nicht bis zu den Verbindungsöffnungen zwischen dem mittleren und äusseren Feuerzügen, so dass hierdurch eine ununterbrochen umlaufende Eintrittskammer gebildet wird. Der Kamin ist mit einem Abschlussventil h versehen. Zur besseren Verbrennung der bei i eintretenden Gase ist bei n ein Luftzutritt vorgesehen.

Textabbildung Bd. 299, S. 298

Der Winderhitzer von Hugh Kennedy (Fig. 15 und 16) besitzt drei völlig von einander unabhängige Verbrennungsräume A, B und C, die sich quer durch den ganzen Apparat erstrecken und die an jedem Ende verschliessbare Oeffnungen E haben. Durch letztere werden während der Heizperiode sechs Gasbrenner (von jeder Seite drei) eingeführt. Die Verbrennung ist beim Gaseintritt in die Ziegelthürme beendet, obwohl die Höhe vom Boden bis zum Gewölbefusse nur 4 m beträgt. Die Verbrennungsproducte treten direct durch die 3 m hohen Kamine aus, deren einer für die Kammer A, und der zweite für B und C dient. Die Abschlussventile der Kamine werden gegen die heissen Gase durch Cylinder H geschützt, die beim Heizen in den Kamin herabgesenkt werden.

Der Gebläsewind tritt durch F ein und erwärmt sich etwas in dem schmalen Kanal D aufsteigend. Dann geht derselbe in dem ersten Verbrennungsschacht A nieder, steigt in B wieder hoch, um in den dritten Schacht C niederzufallen und durch Kanal G den Apparat zu verlassen. Während in dem ersten und dritten Verbrennungsschacht A und C der durchströmende Wind auf immer heissere Steinmassen trifft, erfolgt im mittleren Raume B der umgekehrte Vorgang, was gegen diese Führung des |299| Windes zu sprechen scheint. Es ist indessen zu berücksichtigen, dass die Räume A und B nur vorwärmend wirken sollen, die Endtemperatur aber erst in dem letzten Schachte C erreicht werden soll. Als vortheilhaft dürfte sich die Anordnung von mehreren Brennern E herausstellen, von denen jeder für sich regulirt werden kann, wodurch eine sehr vollständige Verbrennung der Heizgase erreicht und das Vorhandensein überflüssiger Verbrennungsluft vermieden werden kann. Jeder der Brenner besteht aus einem 20,3 cm weiten Rohr, in welchem eine 7,6 cm weite Röhre concentrisch eingebaut ist. Durch letztere tritt in regulirbarer Menge Luft ein, während der Rest derselben durch den zwischen dem weiten Rohre und dem Apparate verbleibenden Zwischenraum eintritt. Das Gas strömt durch das weite Rohr ein, und zwar bei 103 mm Quecksilberdruck in der Leitung. Es expandirt deshalb bei seinem Austritt sehr stark und verbrennt fast augenblicklich.

Die Vortheile dieses Winderhitzers sollen folgende sein: Die Gasverbrennung ist überall im Apparat controlirbar und deswegen eine sehr gute Verbrennung leicht zu erzielen. Die Gewölbe werden nie überhitzt, da sie von der Verbrennungsstelle sehr fern liegen. Gasruss setzt sich wenig ab, ist aber überdies durch Oeffnen der Reinigungsventile leicht zu entfernen.

Auf den Werken der Warwick Iron Co. sollen drei Apparate im Betrieb sein, welche 18,3 m hoch sind und 6,1 m Durchmesser besitzen. Die Maximalgebläsemenge beträgt 594,6 cbm in der Minute, die durchschnittliche 450 cbm und die Erwärmungsfläche nur etwa 1765 qm. Die Heizperioden sollen sehr kurz, die Winderhitzungsperioden jedoch sehr lang und fast ohne jegliche Temperaturschwankungen sein. Dabei soll sich fast jede Temperatur des Windes erreichen lassen.

Der Winderhitzer von Siepermann und Riegermann in Elberfeld (Fig. 17 bis 19) besteht aus zwei Erhitzungskammern AA1, von denen immer eine durch die Gichtgase und einen Theil der hocherhitzten Gebläseluft beheizt wird, um dann nach Umstellung des Apparates zur Erhitzung der Gebläseluft zu dienen. Dabei ist die Einrichtung so getroffen, dass die Ventile oder Klappen nur mit verhältnissmässig kalten Gasen in Berührung kommen. Die Trennung der hocherhitzten Luft in einen zum Betriebe des Hochofens oder zu anderen Zwecken dienenden Strom und in den für die Verbrennung des Kohlenoxydgases erforderlichen Theil erfolgt vielmehr in einer Kammer mit entsprechend gewählten Oeffnungen, die während der Thätigkeit des Apparates nicht geregelt zu werden brauchen.

Die beiden Kammern A und A1 stehen durch Kanäle aa1 mit der Umstellklappe E in Verbindung, der ein Kanal b die kalte Gebläseluft zuleitet, während der Kanal d zum Schornstein führt. Diese Erhitzungskammern gehen in die Verbrennungskammern V und V1 über, welche durch eine Kammer B mit einander durch Oeffnungen cc1 zusammenhängen. Die Verbrennungskammern V und V1 sind durch Kanäle vv1 mit der Leitung mit Umstellklappe D für die Kohlenoxydgase verbunden. Der Kanal F für die Ableitung der erhitzten Luft steht durch eine Oeffnung c2 mit der Mittelkammer B in Verbindung.

Stehen beide Klappen E und D wie in der Zeichnung angegeben, so geht die vom Gebläse kommende Luft durch a, durchstreicht die Kammer A, wird hier stark vorgewärmt und gelangt aus Kammer V durch Oeffnung c in die Kammer B. Hier theilt sich die hoch erhitzte Luft, ein Theil geht durch c2 nach Kanal F und zur Verbrauchsstelle, der andere Theil hingegen gelangt durch c1 in die Kammer V1 und trifft hier mit den durch Kanal v1 zuströmenden Kohlenoxydgasen zusammen. Durch die Verbrennung der letzteren wird dann die Kammer A1 erhitzt und die Verbrennungsgase gelangen durch a1 zum Schornstein.

Werden beide Klappen D und E umgestellt, wie durch punktirte Linien angedeutet, so tritt die Gebläseluft durch a1 nach A1, erhitzt sich hier, tritt durch c1 nach B und theilt sich; ein Theil derselben geht wieder durch c2 zur Verbrauchsstelle, der andere durch c nach V, wo er zur Verbrennung der Kohlenoxydgase dient und die Kammer A erhitzt.

Durch passende Wahl der Grösse der Oeffnungen c, c1 und c2 hat man es in der Hand, nach jeder Richtung das gewünschte Luftquantum zu treiben. Da diese Oeffnungen nur von heisser Luft und nicht von brennenden Gasen durchströmt werden, sind ihre Wände einem Verschleiss oder einer Verschlackung nicht unterworfen. (D. R. P. Nr. 82159.)

Textabbildung Bd. 299, S. 299

Wladimir Berner in St. Petersburg schlägt vor, den Gebläsewind anstatt wie bisher durch den Winderhitzer zu pressen, durchzusaugen. Diese saugende Wirkung wird durch Anwendung eines Injectors erzielt, der mit durch einen Compressor gelieferter Druckluft betrieben ist.

Zum Erhitzen der durch diese Injectoren angesaugten Luft werden vortheilhaft die gewöhnlichen Siemens-Regeneratoren angewendet, wobei die Luft vor ihrem Eintreten in diese Regeneratoren dadurch vorgewärmt wird, dass sie Gruben passirt, in welche glühende Eisen- oder Schlackenmassen eingebracht werden.

Um die Wirkung der Injectoren zu verstärken, können zwischen den Regeneratoren und den Injectorkammern Ventilatoren eingeschaltet werden, welche die durch die Regeneratoren erhitzte Luft ansaugen und vor den Injectoren verdichten.

Die Fig. 20 bis 24 zeigen eine derartige Winderhitzungsanlage.

Das Ansaugen der Luft erfolgt, wie erwähnt, durch |300| Injectoren A aus Aluminiumbronze, und zwar aus den Regeneratoren B (vortheilhaft Siemens-Regeneratoren), welche durch die Kanäle 1 und 2 mit den Injectorräumen in Verbindung stehen.

Textabbildung Bd. 299, S. 300

Die Injectoren wirken mittels comprimirter Luft, zu welchem Behufe ein Compressor C angeordnet ist, der die Druckluft in den Regulator D zwecks Druckausgleichung und aus diesem durch die Rohre a und die Einströmkanäle a1 (Fig. 22) in die Injectoren A treibt. In Folge dessen wird die behufs Vorwärmung durch die glühende Eisen- oder Schlackenmassen enthaltenden Schlackengruben b geleitete und darauf in die Regeneratoren B einströmende, daselbst erhitzte atmosphärische Luft durch die Kanäle 1 und 2 (Fig. 22) angesaugt.

Die durch den Kanal 1 nach oben strömende Luft wird hierbei vom Staub befreit und gelangt zu Gittern E aus Aluminiumbronze, welche alle mitgerissenen festen Bestandtheile zurückhalten, so dass eine Verunreinigung der Injectoren hinten angehalten wird.

Da sich die Druckluft mit der angesaugten, durch die Regeneratoren B erhitzten und sodann gereinigten Luft, welche durch seitliche Oeffnungen a2 in die Injectoren eintritt, mischt, so ordnet man die Zuleitungsrohre a für diese Druckluft, um Wärmeverlusten vorzubeugen, in einem Rauchkanal G an, wodurch die Druckluft ebenfalls heiss die Injectoren durchströmt und sich in erhitztem Zustande mit der heissen Luft mischt. Hierbei wird die gereinigte Luft in Folge der Ausdehnung der Druckluft beim Durchgang durch die Injectorendüsen a3 derart verdichtet, dass sie in die Windleitung F mit einem Druck eintritt, welcher zur Erzeugung einer für metallurgische Zwecke geeigneten Temperatur (500 bis 600° C.) genügt.

Die zur Fortbewegung der Luft aus den Regeneratoren in den Ofen zur Ueberwindung des Widerstandes in dem letzteren nothwendige Arbeit ist ebenso gross, wie bei Anwendung von Gebläsemaschinen und steinernen Winderhitzungsapparaten.

Zwischen die Regeneratoren B und die Injectoren A können auch Ventilatoren eingeschaltet werden.

In diesem Falle wird dann erhitzte atmosphärische Luft, anstatt sie aus den Regeneratoren einzig und allein durch die auf Compressorwind von etlichen Atmosphären arbeitenden Injectoren anzusaugen, vorher nach ihrer in gleicher Weise erfolgten Erhitzung und Reinigung von diesen Ventilatoren angesaugt und verdichtet, um, von dem hohen Druck des Compressorwindes unterstützt, in den Düsen der Injectoren eine grössere Pressung zu erlangen und mit dieser Pressung in die Windleitung getrieben zu werden.

Diese Ventilatoren werden je nach der zu erzielenden Temperatur aus Gusseisen (für Temperaturen bis 400° C.) oder aus Aluminiumbronze (für solche bis 700° C.) hergestellt und ihre Kammern mit feuerfesten Steinen ausgekleidet. Die Fig. 23 und 24 zeigen eine solche Anlage.

Textabbildung Bd. 299, S. 300

A sind die Injectoren, V1V2V3 die Ventilatoren, deren Kammern V einen fortlaufenden Kanal bilden, in welchen die aus den Regeneratoren kommende Luft durch den Kanal 1 eintritt, um der Reihe nach durch die Ventilatoren zu gehen. Hierbei wird sie immer mehr verdichtet und gelangt schliesslich aus dem letzten Ventilator in einen cylindrischen Behälter W, aus dem sie durch die Reinigungsgitter E in die Injectorkammer eintritt. Durch den hohen Druck des mit den Injectoren A in Verbindung stehenden Compressors wird diese verdichtete Luft angesaugt und in den Injectordüsen noch stärker verdichtet, um schliesslich durch die Windleitung F mit dem erforderlichen Druck und der geeigneten Temperatur in den Ofen zu gelangen.

Diese Anordnung ist zwar gegenüber der erstbeschriebenen |301| complicirt, für höhere Lufttemperatur weniger vortheilhaft und macht zum Betriebe der Ventilatoren eine besondere Dampfmaschine nothwendig; dagegen wirkt sie wegen des grösseren Zuflusses von bereits vorher verdichteter Luft um so sicherer für einen schnelleren Hochofengang.

Je nach Erforderniss können die Ventilatoren auch ausser Betrieb gesetzt werden.

Die Regelung der zu liefernden Luftmenge geschieht in beiden Fällen durch Schieber s (Fig. 20 und 21).

Die beschriebene Anlage eignet sich am besten für Hochöfen und insbesondere für Regenerativschachtöfen (D. R. P. Nr. 78290.)

Die Kühlung von Heisswindschiebern geschah bisher, sofern eine solche überhaupt zur Anwendung kommt, nur durch Wasser. Diese Art der Kühlung besitzt indessen mancherlei Uebelstände. Das Wasser setzt in den Schieber Kesselstein ab und benöthigt dadurch eine öftere Reinigung derselben; ausserdem veranlasst seine Beschaffung an manchen Orten viel Schwierigkeiten.

Ein von der Firma Dango und Dienenthal in Sieghütte bei Siegen vorgeschlagenes Verfahren dürfte diese Mängel nicht besitzen. Die Genannten benutzen an Stelle des Wassers atmosphärische Luft zur Kühlung und erreichen eine sehr gute Kühlung der Schieber ohne Zuhilfenahme besonderer Apparate und ohne besonderen Aufwand an Betriebskosten. Es kann dies in zweierlei Weise geschehen: entweder wird der vom Gebläse kommende Wind zum Theil durch den Heisswindschieber abgeleitet und aus demselben der Windleitung, um im Winderhitzer weiter verwerthet werden zu können, zurückgeführt, oder es wird atmosphärische Luft dadurch durch den Schieber gesaugt, dass das Abzugsrohr nach dem Innern eines Kamins geleitet wird und hier, mit seinem Ende aufwärts gerichtet, endigt.

Die erstgenannte Art, das Verfahren zur Ausführung zu bringen, wird in Fig. 25 der Zeichnung in schematischer Darstellung erläutert, während die zweite Ausführungsart einer zeichnerischen Darstellung nicht bedarf.

Textabbildung Bd. 299, S. 301

Das von der Gebläsemaschine kommende Hauptrohr a der Kaltwindleitung führt mit Hilfe eines Zweigrohres b nach dem Winderhitzer c in bekannter Weise und von diesem Zweigrohr b wird ein Rohr d abgeleitet, welches in das Innere des Heisswindschiebers e mündet. Die aus dem Winderhitzer c durch das Rohr g austretende heisse Luft wird in dem Centralrohre h gesammelt, um von hier dem Hochofen zugeführt zu werden. Das Abzugsrohr i vom Heisswindschieber e kann auch in ein Sammelrohr f einmünden, aus welchem die durch den Schieber e gezogene Luft entweder dem Winderhitzer bei h unmittelbar zugeführt oder mittels des Zweigrohres l in die Kaltwindleitung bei m vor dem Kaltwindschieber n zurückgeleitet wird.

Es wird also nicht nur die vom Gebläse durch den Schieber getriebene Luft im Winderhitzer weiter verwerthet, sondern es wird auch die dieser Luft im Schieber mitgetheilte Wärme vortheilhaft ausgenutzt, indem dadurch die in den Winderhitzer eindringende Luft eine Vorwärmung erfährt. Bei grösseren Anlagen, in welchen eine grössere Anzahl von Winderhitzern vorbanden ist, macht sich der Vortheil dieser Vorwärmung dann besonders fühlbar, wenn die aus den verschiedenen Heisswindschiebern kommende und im Rohr f gesammelte Luft nur einem Winderhitzer zugeführt wird.

Textabbildung Bd. 299, S. 301

In den Fig. 26 und 27 ist eine besondere Ausführungsform eines Heisswindschiebers veranschaulicht. Das Zuleitungsrohr d (Fig. 25) steht mit dem Rohre d2 (Fig. 29), welches durch Zweigrohre d3 am Schieber e angeschlossen ist, durch einen nachgiebigen Schlauch d1 in Verbindung. Die Führungsstange i2 des Schiebers ist als Rohr ausgebildet und mittels eines Schlauches i1 mit dem Abzugsrohre i verbunden. Im Innern des Schiebers wird die Luft durch geeignete Scheidewände e1 derart geführt, dass sie den Schieber in mehreren Windungen durchzieht und die Kühlung dadurch eine möglichst vollkommene wird.

Soll die Kühlung durch Ansaugen von Luft erfolgen, so kann das Rohr d2 und der Schlauch d1 fortfallen, so dass die Rohre d3 oben offen sind, während das Rohr i an das in der oben genannten Weise in den Kamin einmündende Saugrohr angeschlossen wird. Steht zu befürchten, dass die Einführung von Luft in den Kamin ein Nachglühen der in letzterem hochsteigenden Gase zur Folge haben kann, so kann man sich auch eines Saugrohres bedienen, welches aussen an dem Kamine bezieh. an dem Mauerwerke des Hochofens entlang hochgeführt wird.

In derselben Weise, wie der Schieber selbst, kann auch die Kühlung der Ausmauerung des Schieberkastens erfolgen. Zu diesem Zwecke wird in das Mauerwerk o (Fig. 26 und 27) des Schieberkastens p an jeder Seite des Schiebers ein ringförmiges Rohr q eingebettet, welches einerseits mit der vom Gebläse kommenden Kaltwindleitung bezieh. mit der |302| atmosphärischen Luft und andererseits mit dem Luftsammler f (Fig. 25) bezieh. mit der Saugleitung in Verbindung steht.

In den verschiedenen Zweigrohren sind geeignete Hähne oder Ventile r eingeschaltet, um die Durchleitung der Luft regeln und die Schieber von der Windleitung absperren zu können. (D. R. P. Nr. 76049.)

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