Titel: Versuche mit Schmiedefeuern der Remscheider Fachschule.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1895, Band 306 (S. 52–54)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj306/ar306018

Versuche mit Schmiedefeuern der Remscheider Fachschule.

Mit Abbildungen.

An dem Schmiedefeuer sind nach einem Berichte von Haedicke in der Nummer vom 15. September von Stahl und Eisen neuerdings unabhängig von einander zwei Besserungen vorgenommen worden: die Verwendung von Kleinkoks statt Kohlen und die Einführung des Wasserstaubgebläses.

Textabbildung Bd. 306, S. 52

Unter „Kleinkoks“ versteht man in der Regel Koks, welcher durch ein Sieb von 20 mm gegangen ist und ein solches von 12 mm nicht passiren kann. Dies Material ist in England schon seit langer Zeit für Schmiede im Gebrauch, hat sich aber in Deutschland trotz seiner unbestrittenen Vorzüge noch wenig eingebürgert. In den Werkstätten der königl. Fachschule zu Remscheid wird bereits seit 14 Jahren mit diesem Material an acht Feuern gearbeitet. Die gesetzlich geschützte Esse der dort benutzten |53| Feuer besteht (Fig. 2) aus einem gusseisernen Kasten, welcher, durch einen Hahn regulirbar, den Wind erhält. Der Kasten ist oben durch einen Rost abgedeckt, welcher mit mehreren schmalen Oeffnungen versehen ist und in der Ebene des Herdes liegt. Das Brennmaterial wird seitlich durch zwei Steine eingeengt, deren Abstand sich nach der Grösse des Schmiedestückes richtet. Für die meisten Fälle genügt – bis etwa zu einem zölligen Quadrateisen hin – ein Abstand von 9 cm. Die Platte bleibt durch den Wind gekühlt, hält lange vor und braucht eigentlich nie ausgewechselt zu werden. Die Schlacke lässt sich leicht abheben.

Die zweite Aenderung ist die Verwendung des Wasserstaubgebläses, wodurch die Anbringung einer Windleitung entfällt, dagegen das Vorhandensein einer Wasserleitung mit 5 bis 6 at Druck erforderlich wird. Ist eine solche nicht vorhanden, so lässt sie sich leicht mit Hilfe eines Kessels und einer Pumpe beschaffen.

Fig. 1 stellt die Anordnung dar, wie sie seit einigen Jahren in der Remscheider Fachschule arbeitet.

Die in dem Kessel befindliche Luft wird durch Einpumpen von Wasser, von unten her, auf den gewünschten Druck gebracht und treibt nun ihrerseits das Wasser wieder durch das Rohr a heraus. Dasselbe passirt eine Düse (Fig. 1), durch welche es fein zerstäubt in das Rohr b gelangt und die dort befindliche Luft mit sich reisst. Auf diese Weise wird der Raum c mit einem Gemisch von Wasserstaub und Luft gefüllt, welches unter dem nur sehr geringen Druck von etwa 10 mm steht. Dies Gemisch passirt als Unterwind den Rost d und gibt eine überaus intensive Hitze, eine blendende Glut. Das Feuer arbeitet mit Ausnahme weniger Secunden nach dem Aufgeben der Kohlen rauchlos und gibt trotz des geringen Winddruckes ein eigenthümliches Rauschen von sich.

Man hat über die Erklärung der hier auftretenden hohen Temperatur viel gestritten.

Die auffallende Rauchlosigkeit dürfte beweisen, dass wir es hier nicht mit dem getrennten Process der Entgasung und Verbrennung der Producte wie beim gewöhnlichen Kohlenfeuer zu thun haben, sondern dass das Material sofort von dem Verbrennungsprocess gepackt und verzehrt wird. Ferner dürfte das Factum, dass weder Dampf noch auch warmes Wasser zum richtigen Betrieb des Feuers führen, darauf hinweisen, dass das Wasser als solches in das Brennmaterial eindringt und seine zersprengende Wirkung durch Dampfbildung ausübt. Das Dampfstrahlgebläse ist mit dem Wasserstaubgebläse gar nicht in Vergleich zu stellen, und etwa aus einem Dampfkessel geliefertes, also heisses Druckwasser gibt ebenfalls nicht die Wirkung des kalten Wassers. Der Dampf wirkt eben nicht mechanisch, und auch das warme Wasser dürfte bereits als Dampf an die Kohle treten. Eine Bestätigung dieser Anschauung scheint das erwähnte Geräusch zu liefern, welches das intensive und fast molekulare Zersprengen der Kohlentheilchen begleitet.

Lediglich mit der überall gleichzeitig vor sich gehenden Verbrennung der Kohlentheilchen, welche naturgemäss sehr vollkommen sein wird, hängt wohl die hohe Temperatur zusammen, die sich der theoretisch zu berechnenden möglichst nähert.

Der Wasserstaub dringt, mit Luft gemengt, in die Kohle, zersprengt diese und zersetzt sich. Die nun entstandenen Producte: Sauerstoff, Wasserstoff und Kohlenstoff, in feinster Zertheilung, vereinigen sich wieder zu Wasser und Kohlensäure und geben dabei möglichst die berechnete Temperatur, die bei anderen Feuerungen wegen der nicht vollkommen erfüllten Bedingungen nicht immer erreicht wird. Deswegen ist das Wasserstaubfeuer vielen anderen Feuern überlegen.

Die Ergebnisse der Versuche, welche man mit dem Wasserstaub an Dampfkesseln angestellt hat, sind recht verschieden. Während, nach einem Vortrag des Oberingenieurs Voigt, die Firma Bechem und Post Ersparnisse von etwa 45 Proc. erzielt hat, haben anderweitig angestellte Versuche nur etwa 5 Proc. ergeben. Hier liegen offenbar noch Unklarheiten vor. Ferner wird der Art und der Anbringung der Düsen manches zugeschrieben. Vielleicht spricht auch der Umstand mit, dass das, was dem Schmiedefeuer günstig ist – eine kurze, energische Flamme mit hoher Temperatur –, bei Dampfkesseln nicht immer gern gesehen wird, weil es, abgesehen von dem Angriff der Flammen auf den Kessel, nicht immer zu den erwarteten Erfolgen führt.

Es handelt sich nun bei allen diesen Feuern nicht nur um die entwickelte Hitze, sondern auch um den Kohlenverbrauch. Um diesen beiden Factoren näher zu treten, sind folgende Versuche angestellt worden.

Eine Anzahl jedesmal genau gewogener Eisenstücke – 2 cm Rundeisen von 10 cm Länge – wurden thunlichst schnell hinter einander in dem zu untersuchenden Feuer unter Beobachtung der dazu gebrauchten Zeit und des verwendeten Brennmaterials auf gute Rothglut gebracht. Die Eisenstücke wurden in eine gewogene Menge Wasser geworfen, dessen Temperatur vor und nach dem Versuch bestimmt wurde.

Die Menge der durch das erwärmte Eisen auf das Wasser übertragenen Calorien einerseits und das für ein bestimmtes Gewicht aufgebrauchte Brennmaterial andererseits geben einen Einblick in den praktischen Werth des Feuers, wobei noch die Erwärmungszeit in Rechnung zu bringen ist. Zum Versuch gelangten folgende Schmiedefeuer:

1) Ein Feuer mit Seitenwind unter der persönlichen Handhabung eines der geübtesten Remscheider Werkzeugschmiede.

2) Ein Feuer mit Unterwind, ebenfalls unter der Bedienung eines anerkannt tüchtigen Schmiedemeisters.

3) Ein Koksfeuer der königl. Fachschule zu Remscheid.

Diese drei Versuche wurden mit Kohlen angestellt.

4) und 5) Das letztgenannte Feuer mit Koks, bedient vom Werkmeister der Schmiede der Fachschule, mit Kleinkoks.

6) und 7) Das Wasserstaubfeuer der Fachschule, mit Kleinkoks.

8) und 9) Dasselbe Feuer mit Kohlen.

Die Resultate der genannten Versuche sind in der Tabelle I zusammengestellt.

In dieser geben die Spalten d und e über den Grad der Erwärmung Auskunft. Um aus letzterer vergleichbare Resultate zu erhalten, wurden die Werthe für das gebrauchte Brennmaterial auf Grund der Zeile e auf 2000 Calorien reducirt, wie in Zeile b geschehen. Interessant ist die Zeile i, welche den Nutzeffect des Feuers |54| ergibt, unter der Annahme von 7500 Calorien für 1 k Kohle und 8000 Calorien für 1 k Koks. Es zeigt sich die Ueberlegenheit des Wasserstaubfeuers überzeugend. Während das übliche Feuer unter guter Leitung nur 1,66 Proc. der in der Kohle vorhandenen Wärme liefert, weist das Wasserstaubfeuer bis und über 5 Proc. auf. Dann kommen die Koksfeuer der Fachschule, mit nicht unbedeutendem Abstand das vorzüglich geleitete Feuer mit Unterwind und dann, immer noch in bemerkenswerthem Abstand von dem gewöhnlichen Schmiedefeuer, das mit Kohlen arbeitende Koksfeuer.

Tabelle I.

1 2 3 4 5 6 7 8 9
a Gesammtgewicht des erwärmten Eisens
in k, 50 Stück

12,15

12,02

12,04

12,09

12,07

12,02

12,01

12,02

11,98
b Gewicht des verbrauchten Brennmaterials, k 12 8,5 10,5 5,25 5,5 5,25 4,75 6,5 7
c Art des Brennmaterials Kohle Kohle Kohle Koks Koks Koks Koks Kohle Kohle
d Abbrand des Eisens in Procenten 0,115 0,216 0,241 0,121 0,248 0,099 0,163 0,118 0,06
e Vom Wasser aufgenommene Calorien 1505 1750 2065 1733 1750 2013 2047 1715 1680
f Zeit für 1 Stück, im Mittel, Stunden (rund) 98 66 93 60 60 59 63 92 82
g Gewicht des in Stücken von etwa 0,24 k
in 1 Stunde erwärmten Eisens, k

6,69

11,41

9,61

12,51

12,63

14,73

14,25

8,03

8,86
h Für 1 k Eisen verbrauchtes Brennmaterial,
reducirt auf 2000 Calorien

1,32

0,808

0,845

0,501

0,520

0,434

0,384

0,639

0,697
i Ausnutzung des Brennmaterials, in Pro-
centen (Kohle 7500, Koks 8000)

1,66

2,745

2,62

4,14

4,21

4,79

5,40

3,49

3,2

1 Feuer mit Seitenwind, mit Kohlen; 2 Feuer mit Unterwind, mit Kohlen; 3 Koksfeuer der Fachschule, mit Kohlen; 4 und 5 Koksfeuer der Fachschule, mit Kleinkoks; 6 und 7 Wasserstaubfeuer der Fachschule, mit Kleinkoks; 8 und 9 Wasserstaubschmiede der Fachschule, mit Kohlen.

Bemerkenswerth ist ferner der Unterschied der Ergebnisse, welche mit dem Wasserstaubfeuer einerseits mit Koks und andererseits mit Kohlen erhalten wurden. Letztere geben ein immerhin wesentlich besseres Resultat, als das beste Remscheider Feuer, reichen aber nicht an das mit einem gewöhnlichen Gebläse arbeitende Koksfeuer der Fachschule heran.

Alles dies gilt einstweilen nur für die übertragene Wärme. Es fehlt noch die Berücksichtigung der auf die Erwärmung verwendeten Arbeitszeit. Dieselbe ist in den Spalten f und g angegeben. Dieselben zeigen, dass sich die Koksfeuer, ob mit Wasserstaub, ob mit gewöhnlichem Wind arbeitend, ziemlich gleich stehen, sowie, dass das Kohlenfeuer mit Unterwind auch hierin Vorzügliches leistet. Dagegen treten die sämmtlichen anderen Kohlenfeuer recht zurück. Man sieht, dass sich auch in dieser Beziehung mit Kohlen viel erreichen lässt.

Um nun ein Resultat zu erhalten, welches die entwickelte Hitze mit der Zeit und dem Kohlen verbrauch zugleich enthält, ist auf Grund der durch die Versuche enthaltenen Resultate ein Beispiel aus der Praxis durchgerechnet und in den Resultaten in Tabelle II zusammengestellt worden. Als Beispiel ist folgender Fall angenommen worden: Es sollen 4000 Stück Eisen von je ¼ k Gewicht in das Gesenke geschlagen und zu diesem Behufe erwärmt werden. Was betragen für die verschiedenen Feuer die Kosten für das Brennmaterial und wie hoch stellen sich dieselben für den Arbeitslohn? Es soll hierbei angenommen werden, dass es aus irgend welchen Gründen erforderlich sei, die Stücke nach einander im selben Feuer warm zu machen. Es treffen dann die bei den Versuchen stattgefundenen Verhältnisse genau zu.

Man erkennt in der Zeile k (Tabelle II) denselben Vorzug des Wasserstaubfeuers in erster und des Koksfeuers in zweiter Linie u.s.w., wie in der Zeile i der Tabelle I; Zeile 1 entspricht den Werthen der Zeile f.

Tabelle II.

Kosten für Brennmaterial und Arbeitslohn bei Erwärmung von 4000 Stück Eisen zu je 0,25 k. – Preis der Kohlen 130 M., des Koks 160 M. für 10000 k. – Arbeitslohn 2,70 M. für 10 Stunden. – Für die gleichartigen Versuche: ⅘, 6/7, 8/9 als Mittel.

1 2 3 6/7 8/9
k

l
Kohlen d. Brenn-
materials
Arbeitslohn

17,16
40,40

10,50
23,70

10,90
28,10

8,17
21,50

6,54
18,70

8,68
32,50
m Zusammen 57,56 34,20 39,00 29,67 25,24 41,18

Der grosse Vorzug, den der Koks den Kohlen gegenüber zeigt, liegt zum wesentlichen Theil mit in der grösseren Schwierigkeit der Behandlung der Kohlen, die wohl auch in der Verschiedenheit der Resultate von 8 und 9 zum Ausdruck gelangt. Nicht alles dürfte der Art der Windleitung zuzuschreiben sein. Die Eigenschaft des Backens, unter Umständen sehr angenehm, führt bei der Kohle nur zu leicht zum hohlen Feuer, ein Umstand, der namentlich dem achtlosen Schmied gefährlich ist. Da dies indessen bei dem vorliegenden Versuch Nr. 1 durchaus ausgeschlossen ist, so lässt sich ermessen, welchen Schaden ein unachtsamer Gehilfe seinem Brotherrn ahnungslos zu bereiten im Stande ist.

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