Titel: Neuerungen im Eisenhüttenbetriebe.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1897, Band 304 (S. 131–135)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj304/ar304032

Neuerungen im Eisenhüttenbetriebe.

Von Dr. Weeren in Charlottenburg.

(Fortsetzung des Berichtes S. 105 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

B. Puddeln und Frischen.

Doppelpuddelofen mit Gasfeuerung von A. Mühle in Berlin (Fig. 16 bis 18). Die beiden Schmelzräume A und A1 von cylindrischer Gestalt sind durch einen Kanal D mit einander verbunden. H und H1 sind die Arbeitsöffnungen. Durch H1 kann eine Reinigung des Kanals D bewirkt werden. E und E1 sind die Kanäle für die Verbrennungsproducte, a die Düsenlöcher für Gas und Luft, deren jeder Ofen drei besitzt.

Textabbildung Bd. 304, S. 131

Die Düsen münden, wie in Fig. 17 durch Buchstaben a1 bis a6 angedeutet, in schräger Richtung in den Ofenraum ein, um hierdurch den ausströmenden Flammen eine kreisende Bewegung zu ertheilen. Das Gas wird den Brennern durch die Hauptleitung P und die Zweigrohre P1 und P2, welche mit Ventilen r und r1 versehen sind, und die Rohre j unter Druck zugeführt, während die Zuleitung der in einem durch die abziehenden Verbrennungsgase erhitzten Winderhitzer vorgewärmten Frischluft durch die Hauptleitung O, Zweigrohre O1 und O2, Ventile t und t1 und Rohre h erfolgt. Eine genaue Regelung von Gas und Luft findet in jedem Brenner durch Ventile p statt. Die abziehenden Verbrennungsproducte gelangen durch Kanal EE1 in den mit Schieber GG1 versehenen Kanal F bezieh. F1 und von hier durch einen unter dem Ofen angeordneten Kanal J zum Winderhitzer W.

Bei dem Betrieb wird immer nur der eine der beiden Herde direct beheizt und zwar der, auf welchem gepuddelt wird, während gleichzeitig das Einschmelzen des Roheisens auf dem anderen Herde durch die aus dem ersten Ofen durch Kanal D austretenden heissen Verbrennungsproducte geschieht. (D. R. P. Nr. 67571.)

Textabbildung Bd. 304, S. 131

Puddelofen mit Generatorfeuerung von W. O. A. Lowe in Liverpool (Fig. 19 und 20). Derselbe bezweckt Wärmeverluste nach Möglichkeit zu vermeiden, wie solche besonders durch Ausstrahlung durch das Ofengemäuer an den Herdseiten stattfinden. Lowe legt hier in die beiden Längswände des Ofens die Kanäle für das in dem Generator a erzeugte Gas. Letzteres zieht durch zwei Oeffnungen a1 in die im Niveau des Herdes d befindlichen Seitenkanäle a2 und tritt an der Vorderseite durch a3 in den Ofenraum ein. Die von dem Eisen an die Seitenwände abgegebene Wärme dient zur Erhitzung des Generatorgases, kommt mithin der Ofenheizung zu Gute. Die Verbrennungsluft tritt durch Düsen d ein. Beides, sowohl Gas- als auch Luftzufuhr, kann durch Schieber geregelt werden.

Der Generator a ist direct unter der Esse b angeordnet, was den Vortheil hat, dass der Boden des Schlackenraumes f geheizt und ein vorzeitiges Erstarren der Schlacke verhindert wird. Um das Gewicht des Schornsteins nicht auf dem Generator selbst ruhen zu lassen, sind Träger e angebracht, die auf Säulen e1 gelagert sind; letztere stehen auf einem besonderen Fundament. (D. R. P. Nr. 71281.)

Puddelofen mit Schwartzkopff'scher Kohlenstaubfeuerung. Auf dem Hüttenwerke von Victor v. Neumann in Marktl bei Lilienfeld ist ein solcher mit verbesserter Schwartzkopff'scher Feuerung im Betrieb. Da sämmtliche Puddel- und Schweissöfen dieses Werkes mit einer gleichen Feuerung eingerichtet werden sollen, so darf angenommen werden, dass die Kohlenstaubfeuerung sich für Puddelöfen durchaus eignet. Die Einrichtung des Ofens zeigt Fig. 21. Die Construction der Schwartzkopff'schen Kohlenstaubfeuerung a kann als bekannt vorausgesetzt werden (1894 292 * 267); für den vorliegenden Zweck ist sie dahin modificirt |132| worden, dass die Luftzuführung vollkommen selbständig ist, so dass mit beliebig stark vorgewärmter Luft oder Druckluft, wie solche zur Erzielung hoher Temperaturen erforderlich ist, gearbeitet werden kann. Demgemäss findet die Zuleitung der im Winderhitzer D vorgewärmten Luft durch Kanäle b statt. B ist ein Staubsammler.

Textabbildung Bd. 304, S. 132

Als Vortheile werden neben nahezu idealer Verbrennung Erzielung hoher Anfangstemperaturen von über 1300° C., Unabhängigkeit vom Heizer und leichte Regulirung der Verbrennung bezeichnet, welche die Mahlunkosten reichlich decken.

Deckenconstruction für Puddel- und andere Oefen von C. Martini in Lehrte (Fig. 22). Die Decke besteht aus einer Reihe von Rohren a, durch welche Kühlflüssigkeit circulirt, mit darauf oder dazwischen gelegten Steinen b. (D. R. P. Nr. 78783.)

Puddelofenanlage zum directen Verarbeiten von dem Hochofen entnommenem flüssigen Roheisen von Emile Bonehill in Hourpes s. Sambre (Belgien). Das wiederholt vorgeschlagene Puddeln direct vom Hochofen aus ist neuerdings von Bonehill, wie es scheint nicht ohne Erfolg, auf seinem Hüttenwerk zu Hourpes versucht worden. Das aus dem Hochofen abgestochene Roheisen wird in einem grossen Behälter durch Gichtgasheizung flüssig erhalten und nach Bedarf in die um den Behälter aufgestellten Puddelöfen abgelassen.

Textabbildung Bd. 304, S. 132

Nach Fig. 23 bis 25 gelangt das aus dem Hochofen kommende Eisen durch Rinne l in den überwölbten Behälter C, der mindestens für einen Eisenabstich Raum haben muss. Der Behälter liegt höher als die Puddelöfen B, die zu beiden Längsseiten angeordnet und ebenfalls mit Gasfeuerung versehen sind. Jeder der sechs Puddelöfen hat einen besonderen Roheisenabstich n, aus dem er durch eine Rinne m und Trichter o mit flüssigem Roheisen beschickt wird. Die zur Beheizung des Behälters und der Puddelöfen dienenden Gichtgase werden vorher in dem Apparate a mittels Wasser gereinigt. Von c aus gelangen die Gichtgase in den Vertheilungskanal ii1, mischen sich mit heisser Luft und treten aus den Brennern G in die Puddelöfen B. Sie verlassen dieselben durch Kanäle K (Fig. 23), durchstreichen den Roheisenbehälter C, gelangen dann in den einen der unter Behälter C angeordneten Regeneratoren D oder D1 und entweichen durch die Esse E. Die Verbrennungsluft tritt bei L bezieh. L1 ein, erwärmt sich in dem einen der beiden Regeneratoren und gelangt durch Rohr f zu den beiden Brennern G. (D. R. P. Nr. 68265.) Da voraussichtlich die Gichtgase des das Roheisen liefernden Hochofens neben der Erhitzung des Windes und der Dampferzeugung für die Betriebsmaschinen zur Beheizung der Puddelofenanlage nicht ausreichen, hat Bonehill letztere dahin umgeändert, dass neben den Gichtgasen nach Bedarf auch noch Generatorgase verwandt werden. Ausserdem wird die Verbrennungsluft der Heisswindleitung des Hochofens entnommen, wodurch die Regeneratoren fortfallen und die Abhitze der Puddelöfen in bekannter Weise zur Kesselheizung verfügbar wird.

Textabbildung Bd. 304, S. 132

Fig. 26 und 27 zeigen eine derartige Bonehill'sche Puddelofen anläge. Der Roheisenbehälter G, in den das flüssige Roheisen durch Rinne L gelangt, ist oberhalb einer Gruppe von vier Puddelöfen freistehend auf Säulen angebracht. Von den beiden unterirdischen Kanälen A und B führt der Kanal A die verfügbaren Hochofengichtgase, Kanal B die Generatorgase den Puddelöfen mittels der Zweigrohre a und b zu. Die Verbrennungsluft wird durch Rohre c aus der Heisswindleitung des Hochofens in die Verbrennungskammern D eingeleitet, wo sie mit den Verbrennungsgasen zusammentrifft und diese entzündet. Die eingebauten feuerfesten Ziegel d befördern Mischung und Verbrennung. Die Flammen durchstreichen die Puddelöfen und ziehen dann durch die stehenden Kessel H ab.

Jeder Puddelofen hat seine eigene leicht zu regulirende Heizung, desgleichen der Roheisenbehälter G, dem durch Rohre a1b1 Gas und ausserdem so viel heisse Luft zugeführt wird, dass eine neutrale oder etwas reducirende Flamme gebildet wird, die eine vorzeitige Entkohlung des flüssigen Roheisens verhindert. Die durch P abziehenden Verbrennungsgase können gleichfalls zur Kesselheizung H1 dienen. (D. R. P. Nr. 77683.)

In einem ausführlichen Berichte von E. Laduron in der Revue universelle des mines, Vol. XXXIII S. 22 bis 41, |133| sur le puddlage direct de la fonte liquide sortant du hautfourneau werden als wesentliche Vortheile des Bonehill'schen Puddelverfahrens gegenüber dem gewöhnlichen Puddelprocesse vor allem die wesentlich grössere Leistungsfähigkeit des einzelnen Puddelofens hervorgehoben. Während nach dem alten Processe 275 k Roheisen durchschnittlich 1 ½ Stunden zu ihrer Umwandelung in Schmiedeeisen erforderten, gebrauche das neue Verfahren hierzu nur ¾ Stunden, da die Schmelzung des Eisens wegfiele. Es ergebe sich mithin für jeden Ofen fast das doppelte Durchsetzquantum. Dadurch vermindere sich der Abbrand auf etwa 6 bis 7 Proc. und der Verbrauch an Kohlen auf etwa ¼ des früheren. Beim directen Puddeln erzielten acht Puddler 12 t Puddeleisen, d. i. der Puddler ungefähr 1500 k, beim gewöhnlichen Puddelprocess hingegen zwei Puddler nur 1860 k, d. i. der Puddler ungefähr 930 k (8 Chargen zu je 275 k Roheisen). Die Production beträgt in Hourpes in 24 Stunden im Minimum 96000 k, bei einem Gesammtbrennstoffverbrauch von 21200 k Kohle (19200 k für die Puddelöfen und 2000 k für den Roheisenbehälter). Der Brennstoffverbrauch beträgt demgemäss 22,1 Proc. gegenüber etwa 100 Proc. beim gewöhnlichen Puddelprocess. Auch die Lohnersparniss soll nach Laduron ganz beträchtlich sein, der folgende Zahlen für die Verminderung der Kosten von 1 t gepuddeltem Eisen angibt.

Ersparniss an Kohlen 7,79 Frcs.
„ „ Abbrand 4,50 „
„ „ Arbeitslöhnen 2,41 „
–––––––––
Sa. 14,70 Frcs.
Textabbildung Bd. 304, S. 133

Die Veröffentlichung des Laduron'schen Berichtes hat zu verschiedenen Widersprüchen Veranlassung gegeben.1) Praktische Versuchsergebnisse von anderer Seite liegen bis jetzt nicht vor; doch verlautet, dass das Bonehill'sche Verfahren mit Erfolg in Hourpes ausgeübt wird.

An dieser Stelle erwähnen wir das Verfahren zur Erzeugung von Roheisen und zum directen Frischen desselben von Alexander Sattmann und Anton Homatsch in Donawitz bei Leoben (Steiermark), obwohl den wichtigeren Theil desselben die eigenartige Darstellung des Roheisens bildet. Von demselben Gedanken wie Günther in Witkowitz (D. R. P. Nr. 76043) ausgehend, dass ein Theil des Hochofenprocesses, nämlich die Reduction der Erze zu metallischem Eisen, mit minderwerthigem festen oder gasförmigen Brennstoff ausgeführt werden könne, schlagen sie vor:

1) Die Erhitzung der Erze und Zuschläge, gegebenenfalls die Röstung der ersteren und

2) die Reduction der Erze und Kohlung des gebildeten Eisenschwammes durch aus minderwerthigen Brennstoffen (nicht verkokbare Steinkohle, Braunkohle, Lignit, Torf, Holzabfälle) gewonnene reducirend zusammengesetzte Gase,

3) das Niederschmelzen des gekohlten Eisenschwammes durch directe Verbrennung festen Brennstoffes,

4) im unmittelbaren Anschluss Frischung des erhaltenen flüssigen Roheisens durch heisse oxydirende Gase.

Die 1. und 2. Stufe des Verfahrens wird mit Reductionsgasen durchgeführt, die aus minderwerthigem Brennstoff in einem besonderen Ofen erzeugt werden. Um aus diesen Gasen den Stickstoff nach Möglichkeit zu entfernen, werden die an der Gicht des schachtförmigen Reductions- und Schmelzofens austretenden kohlensäurereichen Gase in einem Generator durch Hindurchleiten durch glühenden minderwerthigen Brennstoff chemisch regenerirt und dann von Neuem zur Reduction verwendet. Auf diese Weise gelingt es zwar nicht, völlig stickstoffreie Gase zu erzielen, indessen tritt doch, wie leicht ersichtlich, durch die fortwährende Aufnahme von Sauerstoff bezieh. Kohlensäure aus den Erzen und Zuschlägen bei dem Kreislauf der Gase eine ziemlich erhebliche Abnahme des Stickstoffgehaltes ein, wodurch der Verlauf der Erzreduction beschleunigt wird.

Die 3. Stufe des Verfahrens – Schmelzen des aus den Erzen durch Reduction mit den vorgenannten Gasen erhaltenen Eisenschwammes – erfolgt in unmittelbarem Anschlusse an die Reduction mittels eines heissen, nicht oxydirenden Gasstromes, welcher durch Verbrennung eines festen, sehr kohlenstoffreichen Brennstoffes erzeugt wird. Dieser Brennstoff wird im unteren Theile des Ofens seitlich eingeführt oder in einem seitlich angebauten generatorartigen Raume durch Winddüsen verbrannt und der Eisenschwamm in unmittelbarer Berührung mit dem glühenden festen Brennstoffe geschmolzen und fertig gekohlt. Das Frischen des Roheisens (4. Stufe) erfolgt durch einen oxydirenden genügend heissen Gasstrom, der in möglichst innige Berührung mit dem in dem Frischraum herabfliessenden Eisen gebracht wird. Je nach der Höhe der im Frischraume erzeugten Temperatur und der Dauer des Frischprocesses kann als Endproduct Flusstahl bezieh. Flusseisen oder Sehweisstahl bezieh. Schweisseisen gewonnen werden.

Sattmann und Homatsch haben dieses Verfahren sowohl für einen unterbrochenen als auch für einen ununterbrochenen Betrieb ausgebildet. Für den ununterbrochenen Betrieb schlagen sie die in den Fig. 28 und 29 dargestellte Ofenanlage vor.

Die ersten drei Stufen des Verfahrens vollziehen sich in dem Schachtofen A und zwar die Erhitzung und |134| gegebenenfalls die Röstung der Erze in dem obersten Theile a, ihre Reduction und theilweise Kohlung in dem mittleren Theile a1 und die vollständige Kohlung und Schmelzung in dem unteren Theile b. In den Schacht a werden Erze und Zuschläge ohne Brennstoffe aufgegeben und durch die heissen noch brennbaren Gase, die aus dem unteren Theile des Ofens aufsteigen und denen durch die Düsen g2 aus der Heisswindleitung g Verbrennungsluft zugeführt wird, vorgewärmt und wenn nöthig geröstet. In dem mittleren Theile a1 des Schachtofens angelangt, findet die Reduction der bereits genügend erhitzten Erze durch die aus dem Schmelzraume aufsteigenden vorwiegend aus Kohlenoxydgas bestehenden heissen Gase statt. Zur Beschleunigung derselben wird noch durch die Gasdüsen d1 reducirendes Gas eingeblasen und zur weiteren Erhitzung des Erzes und der Gase ein Theil desselben durch Einblasen von Heisswind durch die Düsen g3 verbrannt. Beim Verlassen des Reductionsraumes a1 sind die Erze nicht nur vollständig reducirt, sondern auch bereits theilweise gekohlt. Letzteres wird in dem Schmelzraume b durch Einführen von festem Brennstoff durch die Brennstoffschächte c1 beendet und der Eisenschwamm durch die hier herrschende hohe Temperatur geschmolzen. Die nöthige Verbrennungsluft wird durch die Heisswinddüsen g1 eingeblasen.

Textabbildung Bd. 304, S. 134

Die Giftgase ziehen durch Rohr f ab und werden in eine aus zwei Generatoren bestehende Ofen anläge eingeführt, woselbst die Rückwandlung der in den Gasen enthaltenen Kohlensäure zu Kohlenoxydgas stattfindet. Die regenerirten Gase gelangen dann durch Rohr d und Düsen d1 in den Ofen zurück, woselbst sie zur Durchführung der Reduction, Erhitzung und Röstung der Erze, wie oben beschrieben, benutzt werden.

Als besondere Vortheile dieses Verfahrens nennen Sattmann und Homatsch:

1) Die Ermöglichung des Ersatzes des grössten Theiles des beim Hochofen benöthigten theuren Brennstoffes durch minderwerthigen;

2) einen geringeren Verbrauch an festem Brennstoff und demgemäss eine geringere Schlackenmenge, Ersparniss an Zuschlägen, Wärme und Arbeit, reineres Product;

3) die Ermöglichung der allenfalls nöthigen Röstung der Erze ohne besonderen Röstofen;

4) die Erzeugung von hochgradig reducirend wirkenden stickstoffarmen Gasen aus den Gichtgasen.

Es folgt nunmehr im unmittelbaren Anschluss an das Schmelzen das Frischen des erhaltenen Roheisens, welches in dem durch Fig. 29 dargestellten Terrassenofen vorgenommen wird. An Stelle des Abstiches besitzt der Schachtofen einen Wallstein m und einen Tümpelstein n. Das Abfliessen des geschmolzenen Roheisens in den Frischofen erfolgt somit continuirlich seiner Bildung entsprechend. Ueber eine Anzahl von Stufen fliesst dasselbe zur Sohle des Frischofens, auf seinem Laufe nach abwärts von aus den Düsen j ausströmenden Heisswindstrahlen getroffen, die eine Oxydation des Siliciums und des Kohlenstoffs bewirken. Zur Aufrechterhaltung der für die Frischung erforderlichen hohen Temperatur werden durch das Rohr f Heizgase zugeführt. (D. R. P. Nr. 74987.)

Textabbildung Bd. 304, S. 134

Aehnliche Vorschläge macht Wladimir F. Berner in Petersburg in dem D. R. P. Nr. 76646.

Nils Persson Wikström in Stägarp (Schweden) behandelt geschmolzenes Roheisen während des Durchfliessens durch eine lange geschlossene Rinne mit gepresster Luft unter gleichzeitigem Erwärmen der Metallmasse durch einen starken elektrischen Strom. Zur Beförderung der hierbei stattfindenden Oxydationsvorgänge kann mit dem Winde fein gepulvertes Eisenoxyd oder Mangansuperoxyd eingeblasen werden. In der Fig. 30 stellt A einen Cupolofen, der auch durch einen Hochofen ersetzt werden kann, dar, an dessen Abstich sich eine lange überdeckte Rinne R aus feuerfestem Thon oder sonst geeignetem, die Wärme und Elektricität nicht leitendem Material anschliesst. Die Rinne ist mit einem Windmantel w umgeben, aus dem in das Innere der Rinne zahlreiche Windformen f einmünden (Fig. 31). Die Zuführung des Windes erfolgt durch das mit einer Stopfbüchsendichtung versehene Rohr a. Die richtige Einstellung der Rinne gegen die Horizontale, durch die der mehr oder minder lange Aufenthalt des Eisens in der Rinne und damit die Einwirkungsdauer der oxydirenden Medien bestimmt wird, wird durch in dem Bocke B vorgesehene Gewindespindeln bewirkt.

Textabbildung Bd. 304, S. 134

Die Ein- und Ableitung des elektrischen Stromes findet bei c bezieh. d statt, woselbst Metallmuttern m eingesetzt |135| sind, die durch Platte i gegen die eiserne Rinne isolirt sind (Fig. 32). Der elektrische Strom soll lediglich zur Erhitzung des durch die Oxydationsvorgänge schwerflüssiger werdenden Eisens dienen. (D. R. P. Nr. 76606.)

Heinrich Höfer in Hagen schlägt für das Frischen von flüssigem Roheisen einen unter einem Winkel von 50° geneigten Schacht A (Fig. 33) vor, in dessen oberes Ende das Roheisen durch eine Rinne B eingeführt und über dieselbe nach unten stürzt, wobei es abwechselnd auf Stufen C und Sturzbrecher D aufschlägt, die eine beträchtliche Zertheilung desselben bewirken. Während dieses Falles wird es von den heissen oxydirend gehaltenen Verbrennungsgasen der Feuerung F umstrichen und durch den freien Sauerstoff derselben gefrischt. Unter dem Schacht A befindet sich ein Sammelherd H. (D. R. P. Nr. 77904.)

(Fortsetzung folgt.)

|133|

Génie civil, t. XXVII 18. V. und 1. VI. 1895.

Stahl und Eisen, 1895 S. 539 und 540.

Bulletin de la Société d'Encouragement, 1895 S. 1007 bis 1010.

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