Titel: | Die indirecte aber höchste Nuzung der rohen Brennmaterialien, oder Umwandlung derselben in Gas und Nuzung dieses Gases zu Feuerungen jeder Art, namentlich zu metallurgischen Zweken; von Bischof, Hüttenmeister in Mägdesprung. |
Fundstelle: | Band 93, Jahrgang 1844, Nr. CXII., S. 417 |
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CXII.
Die indirecte aber hoͤchste Nuzung der
rohen Brennmaterialien, oder Umwandlung derselben in Gas und Nuzung dieses Gases zu
Feuerungen jeder Art, namentlich zu metallurgischen Zweken; von Bischof, Huͤttenmeister in
Maͤgdesprung.
Aus Hartmann's berg- und hüttenm. Zeitung, 1844,
Nr. 16, 18 und 19.
Mit Abbildungen auf Tab.
VI.
Bischof, über Verwandlung der Brennmaterialien in Gas und Nuzung
desselben zu Feuerungen.
Vorwort.
Der nachstehende Aufsaz betrifft einen in neuerer Zeit vielfach besprochenen
Gegenstand und eine Reihe von Versuchen über denselben, die von mir auf
verschiedenen Hüttenwerken angestellt worden sind. Von Unkundigen ist dieser
Gegenstand vielfach angefochten und, aus leicht begreiflichen Gründen, im falschen
Licht erschienen. Anstatt nämlich bei der Köhlerei, der Verkohkung und den bisher
üblichen Feuerungsanlagen so enorme Mengen Brennstoff undankbar zu verschwenden,
sollten wir doch das, was die Natur uns noch so reichlich bietet, naturgerecht zu unserm Bedarf verbrauchen und weniger
Geld für den Ankauf fremder Steinkohlen verausgaben, da man bei vielen technischen
Einrichtungen mit der Nuzung inländischer Materialien vielseitig besser bestehen
würde. Müssen wir Deutschen doch einmal durch Mühsamkeit und Studium zu ersezen
suchen, was anderen Nationen von der Natur oft reichlicher gegeben ist, so werden
wir um so mehr Nuzen aus der richtigeren Verwendung der Brennmaterialien ziehen
können, da die Art und Weise dieser Nuzung so ungemein einfach und wissenschaftlich
die richtigste ist.
Außer der viel höheren Nuzung der rohen Brennstoffe ist aber namentlich bei der
Torfanwendung zur Eisenfabrication noch der große Vortheil damit verbunden, daß
dabei unsere Erbfeinde: Schwefel und Phosphor, die bei directer Anwendung des Torfs
in der Regel das Eisen verderben, gänzlich davon abgehalten werden. Es scheiterten
bekanntlich bisher fast alle Versuche, den Torf zum Roh- und
Kupolofenbetriebe etc. zu verwerthen; auch der Puddlingsproceß mit Torf liefert
keineswegs sehr günstige Resultate, weil auch hier die Flugasche nicht vom Eisen
abgehalten werden konnte.
Schon oft dachte ich diese Flugasche in Flammöfen dadurch vom Herde abzuhalten, wenn
man nicht nur unter dem Brennmaterial, sondern auch über demselben einige Luft
zuführte. Es würde hierbei die Flugasche mit weniger Gewalt vom Rost in die Höhe
getrieben und auch noch der Vortheil erreicht werden, daß die Kohlenwasserstoffgase,
die sich im oberen
Theil des Feuerraums aus den Brennmaterialien entwikeln, noch Sauerstoff zum
Verbrennen erhielten und nicht, wie so häufig, erst oben bei dem Ausgang des
Schornsteins noch brennen, oder bei unvollständigem Verbrennen Kohlenstoff absezen
könnten. Indessen würde dieß immer nur eine halbe Maaßregel gewesen seyn und es lag
hiernach der Gedanke sehr nahe, diese Kohlenwasserstoffgase durchs Glühen der rohen
Brennmaterialien besonders zu entwikeln und vermittelst zugeführter Luft
naturgerecht zu verbrennen.
Diese Entwiklung wird in schachtähnlich aufgemauerten Retorten (Gasentwiklungsöfen)
sehr leicht bewirkt, denn die Gluth kann innerlich durch die unten auf dem Roste
stattfindende Verbrennung der aus den rohen Materialien zurükbleibenden Kohks
unterhalten werden. Die Kohks verbrennen hierbei bis auf die durch den Rost fallende
Asche vollständig; die gebildete Kohlensäure ändert sich in Umgebung der glühenden
Kohlen in Kohlenoxydgas um und es entweicht dasselbe sammt den genannten
Kohlenwasserstoffgasen oben aus dem Entwiklungsofen.
Die ersten Versuche in dieser Beziehung wurden, nachdem ich diese Idee vielen meiner
Freunde mitgetheilt hatte und im J. 1839 namentlich vom Hrn. Geh. Medicinalrath
Prof. Mitscherlich und Hrn. Dr. Rammelsberg in Berlin zur Festhaltung
derselben aufgemuntert worden war, in einem mit Flammofen versehenen Frischfeuer,
sodann in einem Kupolofen gemacht und fielen höchst erfreulich aus. Im genannten
Flammofen erzeugten wir durchs Verbrennen der Torfgase schnell höchste Schweißhize,
und die in dem Kupolofen entwikelten Gase leitete man durch eine circa 7 Fuß lange eiserne Röhre nach einem
Kohlenbrennofen, woselbst diese Gase bei Zuführung atmosphärischer Luft in 15
großen, vollkommen klaren Flammen brannten.
Leider wurden indessen diese, in der That zu den besten Hoffnungen berechtigenden,
Versuche vorläufig ignorirt und in Lauchhammer nicht zu weiteren genuzt. Die bekannt
gewordene Faber'sche Nuzung der Hohofengase mußte bei
vorhandenem Hohofen vortheilhafter erscheinen, da diese Gase nicht erst besonders
erzeugt zu werden brauchen.
Das Puddeln mit Hohofengasen gelang vollständig; ich erhielt aus grauem
Wiesenerzroheisen (nachdem man zuvor auf bedauerliche Abwege gerathen) Stabeisen,
welches zäh und hart, im Bruche von gleichartiger Textur und überhaupt von größerer
Güte war, als man im Frischfeuer aus demselben Roheisen erzeugt. Während wir aber so
dem Hohofen Gase entzogen, verminderte sich die zum Heizen des Dampfkessels bereits seit langer
Zeit benuzte Gichtflamme bedeutend; wir mußten zum Betrieb der Gebläsedampfmaschine
in dem untern Reservekessel täglich 5–6000 Stük Torf mehr als gewöhnlich
verwenden und so wurde denn auf Nuzung der Hohofengase zum Puddeln um so mehr
Verzicht geleistet, da man nach den früheren Resultaten bestimmt versichert war, daß
man zur Torfgaserzeugung für einen Puddlingsofen die genannte Menge Torf (von
täglich 6000 Stük) nicht bedürfen würde.
Die wichtigeren der sodann noch angestellten Versuche mit erzeugten Gasen sind in den
hier veröffentlichten Aufsäzen erwähnt Außerdem sind in neuerer Zeit an
verschiedenen Orten Versuche mit diesen Gasen angestellt worden, z.B. vom Hrn.
Hüttenmeister Eck in Oberschlesien in Folge der
Bemerkungen der so schäzbaren Eisenhüttenkunde des Hrn. Geh. Oberbergraths Dr. Karsten, 3te Aufl. 1841,
III. Bd. S. 279 etc. Das Feinen des Roheisens bei Steinkohlengasflamme geschieht
hier mit circa 2/5 Brennmaterialersparniß. Ferner hat
seit 1842 Hr. v. Scheuchenstuel in Leoben Gas aus klaren
Braunkohlen entwikelt und mit Vortheil verwendet, eben so Hr. Ebelmen in Audincourt schäzbare Versuche angestellt. In den bekannt
gemachten Gasanalysen ist der Kohlenwasserstoffgehalt nicht angegeben. Bei allen
diesen Versuchen wendet man Gasentwiklungsöfen an, die der (oft kostbaren)
Gebläseluft bedürfen.
Gott gebe, daß diese eigenthümliche Nuzungsmethode in unserm Vaterlande recht bald
allgemeinen Anklang finden möge. Ersparen wir z.B. bei der Eisenfabrication künftig
die Hälfte der Brennmaterialien, so kann dieser hochwichtige Gewerbszweig um desto
mehr wieder die Concurrenz englischer Hütten ertragen, als leztere hierbei wegen
daselbst so wohlfeilen Brennmaterials uns den Centner kaum einen Groschen billiger
würden liefern können.
Princip der indirecten Nuzung roher Brennmaterialien.
– Bei dem Glühen der Braun- und Steinkohlen, des Holzes, Torfes etc.
entwikelt sich eine große Menge beider Kohlenwasserstoffgase, die bei der Verkohkung und Verkohlung ganz ungenuzt verschwendet werden.
Die zurükbleibenden Kohks und Kohlen werden außerdem z.B. in den Hoh- oder
Kupolöfen höchstens mit 5/8 ihres Brenngehalts verwerthet, denn die Kohlensäure
nimmt bei Umwandlung in Kohlenoxydgas einen großen Theil der Kohlen mit sich fort
und dieses Kohlenoxydgas, welches nach den großartigen Entdekungen des Hrn. Bergrath
v. Faber du Four selbst noch zum Puddeln des Eisens
verwendet werden kann, entweicht bei vielen Oefen ungenuzt ins Freie.
Es liegt daher sehr nahe, daß man die rohen Brennmaterialien ungleich höher verwerthen könne,
wenn man dieselben in Gas umwandelt und sich dann bei naturgerechtem Verbrennen
dieses Gases die für die Betriebsöfen nöthige Hize verschafft.
Gasentwiklungsofen. – Fig. 1 stellt den bisher
angewendeten Gasentwiklungsofen dar, der während des Betriebs immer voll
Brennmaterial gehalten wird. Ich suchte diesen Ofen möglichst einfach zu construiren
und namentlich die oft theure Gebläseluft dabei zu umgehen.
Durch die mit Steinen verschließbaren Oeffnungen a kann
man sehen, daß bei normalem Gange des Ofens die Gluth ungefähr bis b reicht. In und unter b ist
Entwiklung der Kohlenwasserstoffgase. Die aus den rohen
Brennmaterialien nach dem Entweichen genannter Kohlenwasserstoffgase zurükbleibenden
Kohks gelangen zum Rost und verbrennen hier bei natürlichem Luftzutritt.
Gebläse ist hier nur dann nöthig, wenn man den Entwiklungsofen nicht tief genug
anbringen kann. Weder bei Torf, Holz, Braunkohlen, Anthracit bedarf man der
Gebläseluft; höchstens bei sehr zusammenbakenden Stein- oder sehr klaren
Braunkohlen. – Die entstehende Kohlensäure ändert sich in Umgebung der
glühenden Kohlen schnell in Kohlenoxydgas um, so daß also
die nach dem Canal e entweichenden Gase hauptsächlich in
beiden Kohlenwasserstoffgasen, Kohlenoxyd und dem Stikstoffgehalt der zum Rost
geführten Luft bestehen.Wollte man das Gas nur aus Holzkohlen oder Kohks entwikeln (wobei man, wie
erwähnt, die Kohlenwasserstoffgase verschwenden würde), so könnte das
erzeugte Gas im günstigsten Fall aus 34,7 Proc. Kohlenoxyd und 79,3 Proc.
Stikstoff bestehen, denn 1 Theil Sauerstoffgas der atmosphärischen Luft
bildet 2 Theile Kohlenoxydgas, also 21 Theile bilden 42 Kohlenoxydgas und
hierzu gesellen sich stets 79 Theile Stikstoff. Daß die Hohofengase nur etwa
26 Proc. Kohlenoxydgas enthalten, ist dadurch erklärbar, weil mehrere
Procente sich bei der Erzreduction wieder in Kohlensäure umwandeln. Waren
die Holzkohlen nicht scharf gekohlt, so können dieselben ein paar Procente
Wasserstoff, oder, zumal wenn das Holz nur gebrannt war, auch
Kohlenwasserstoff entwikeln.
Mit dem Schieber c regulirt man die Gasströmung, den
Luftzutritt zum Rost, überhaupt die ganze Gasentwiklung. Die Thürplatte d ist nur zur etwa täglich nöthigen Reinigung des Rostes
vorhanden, übrigens fest verschlossen. Die mit 3 Stük 2 Zoll weiten Oeffnungen
versehene Platte f nimmt man weg, wenn man den
Aschenraum reinigen will. Nicht unwesentlich ist der Absaz g des Entwiklungsofens, wodurch sich, da das Brennmaterial ungefähr nach
den punktirten Linien nach unten sinkt, ringsum ein natürlicher Sammlungscanal h bildet, der das Gas bequem und ohne Flugstaub mit
fortzureißen, nach dem Canal e führt. Bei sehr kurzem
Canal gelangen die Gase circa 200° C. warm nach
dem Orte der Verbrennung und es können sich dann auch die Theerdämpfe unterwegs nicht condensiren. Was
übrigens den bei schwefelkiesreichen Steinkohlen zu befürchtenden Schwefelgehalt der
Gase betrifft, so hat uns die Natur ein recht einfaches Mittel zu dessen Beseitigung
gegeben.
Ungefähr 4 Stunden vor Ende des Betriebs kann man mit dem Nachfüllen des Torfs
aufhören und dann den Ofen fest verschließen. Bei dem Wiederanfang des Betriebs
erhält man sehr bald wieder den gewünschten Gasstrom, denn die Kohks halten die
Gluth darin viele Tag lang.
Abgeänderter Gasentwiklungsofen, Fig. 2. – Die
Erfahrung lehrte, daß eine Zuthat von circa 1/8
Kohlenlösche oder Torfstaub außer der Mitverwerthung dieser
bisher weggeworfenen Körper auch noch deßhalb sehr gute Dienste that, weil
dabei das Durchdringen des Gases nach oben vermieden
wurde. Es wird daher ein kleiner, mehr cylindrischer Schachtaufsaz gut und
der nicht hermetisch schließende Schieber ganz zu entbehren seyn. Uebrigens lieferte
der bisher angewendete Entwiklungsofen für einen Puddlingsofen zu viel Gas, weßhalb
der Schacht circa 1 Fuß enger gehalten werden kann, wie
aus Zeichnung Fig.
2 näher zu ersehen ist.
Kleiner Gasentwiklungsofen für die Fälle, wo es weniger auf
Abhaltung des Flugstaubs und auf einen gleichförmigen Gasstrom ankommt,
Fig. 3.
Durch die obere Oeffnung a wird der Ofen immer voll
gehalten. Diese Oeffnungen muß man durch schiebbare Platten für die Quantitäten Gas
und Luft reguliren können. Leztere strömt durch Wirkung des Schornsteins zu. Es ist
hierbei besonders nöthig, daß man das zum Rost tretende Luftquantum in der Hand
habe, sonst verbrennt im Entwiklungsofen zu viel Torf etc. und die Kohlensäure
wandelt sich nicht vollständig in Kohlenoxydgas um.
Die Flamme erzeugter Gase. – Die Flamme des aus
rohen Brennmaterialien erzeugten Gases unterscheidet sich von der Hohofengasflamme darin, daß dieselbe eine ungleich höhere
Hize entwikelt und frei von Kieselstaub etc. ist. Es befindet sich in den erzeugten
Gasen ein viel größerer Brenngehalt, namentlich außer dem Kohlenoxydgas noch circa 15 Proc. Kohlenwasserstoffgas, wovon die
Hohofengase kaum 2–3 Proc. (und nur als Grubengas) enthalten.Die bei der Verbrennung des Kohlenoxyd-, Kohlenwasserstoff- und
Wasserstoffgases frei werdenden Wärmemengen verhalten sich resp. 18 1/2 wie
zu 63 3/4 zu 225.
Dieses Kohlenwasserstoffgehalts wegen verlangt das erzeugte Gas bei der Verbrennung
mehr LuftKohlenoxydgas bedarf bei dem Verbrennen Sauerstoff 1/2 Raumtheil, niederes
Kohlenwasserstoffgas 2 Theile, öhlbildendes Kohlenwasserstoffgas 3 Theile,
Wasserstoffgas 1/2 Theil. und, damit die chemische Verbindung mit dem Sauerstoff derselben vollendet
sey, ehe die Flamme in den Herd des Puddlingsofen gelangt, eine größere Erhizung und eine etwas längere Feuerbrüke.
Bei Nichterfüllung dieser Bedingungen und Gewohnheit an die bisherige
Puddlingsmethode erhält man sehr leicht ein rohes Product. Dieser große Gehalt an
brennbarem, namentlich Kohlenwasserstoffgase verleiht ganz besonders dieser Flamme,
je nachdem man Gas oder Luftüberschuß anwendet, die Eigenschaft zu reduciren oder zu oxydiren.
Wollte man bei Hohofengasen einen oder den andern Ueberschuß anwenden, so würde die
sofortige Abkühlung zu groß seyn; denn die Hizentwiklung bei dem Verbrennen des
Kohlenoxydgases ist an und für sich nicht groß, die Menge unbrennbarer Gase aber,
die mit erhizt werden muß, ziemlich bedeutend.
Das sehr unvollständige und auch unregelmäßige Verbrennen, der oft wechselnde
Ueberschuß an Sauerstoff und Kohlenwasserstoffgas, welches leztere dann, wie
erwähnt, häufig selbst erst beim Ausgang des Schornsteins brennt oder wenigstens bei
geringem Luftzutritt Kohlenstoff absezt, unterscheidet übrigens die auch durch
Flugstaub (bei Torf mit Gehalt an phosphor- und schwefelsauren Salzen)
getrübte Flamme gewöhnlicher Feuerungen von der naturgerecht erzeugten Gasflamme.
Bisheriger Puddlingsofen mit Gebläseluft. – Der
bisher versuchte Puddlingsofen ist in Fig. 4 im
Verticallängendurchschnitt gezeichnet. In dem Apparate A
wurde die Gebläseluft erhizt die dann mit circa 2 3/4
Zoll Wassersäulenspannung und circa 300° C.
Erhizung durch 7 Düsen à 1 1/2 Zoll Breite und 1
1/4 Zoll Höhe zu dem Gas in die Feuerbrüke strömte.
Puddlingsmethode bei Gasflamme, wobei man selbst aus
fehlerhaftem Roheisen bestes Product und höchstes Ausbringen erhält.
– Die weißglühende Kohlensäure der Gasflamme hat die unschäzbare Eigenschaft,
unter Bildung von Kohlenoxydgas vorzugsweise die Beimengungen des Roheisens zu oxydiren. Es geschieht dieß nicht so
energisch, als durch freien Sauerstoff und Zuschläge, jedoch unter Vermeidung des Verlustes zur Erzeugung des besten Stabeisens sehr sicher. Ein Ueberschuß von freiem
Sauerstoff in der Flamme oxydirt auch viel Eisen; es entsteht Verschlakung, Verlust
und bei zu rascher Einwirkung schlechtes Product. Ein Ueberschuß an Gas hingegen hält
das Gahren auf und dürfte selbst auf die gahrenden Zuschläge reducirend wirken. Es
ist also nöthig: Ueberschuß an Gas zu vermeiden.
Zweitens muß, wenn fehlerhaftes Roheisen gutes Stabeisen liefern soll, jedes kleinste
Eisentheilchen lange Zeit wechselsweise mit Flamme und
Schlake in Berührung kommen. Erstere scheidet aus, leztere nimmt das Ausgeschiedene
auf und befördert die Ausscheidung. Fleißigste Arbeit und Verhinderung des zu
zeitigen Zusammengehens zum Deul ist deßhalb unerläßlich nöthig.
Drittens muß die Schlake so beschaffen seyn, daß sie die abgeschiedenen Bestandtheile
des Eisens begierig aufnimmt und mit ihnen Luppenschlake
(einfach kieselsaure Verbindung, oft sehr schön in der bekannten Form der
Olivenkrystalle krystallisirend) bilden kann, muß also bei rohem Gußeisen einigen
Ueberschuß an Basen enthalten (Eisenoxydul, Kalk etc.).
Feineisen (d.h. nicht nur sehr von Kohlenstoff, sondern
auch von Silicium etc. durch Luftstrom möglichst befreites Weißeisen) bedarf zwar
weniger Zuschläge und Zeit, indessen geht bei Gasflamme das directe Puddeln des
rohen Eisens recht gut. – Phosphor und Silicium haltendes Roheisen verträgt
etwas Kalkpulver und Schwefel (und Kupfer?) haltendes scheint einen etwas trokenen
Gang zu bedürfen, wobei die herausschlagende Gasflamme oft eigenthümlich gefärbt
ist.
4) Die Schlake muß in gehöriger Menge vorhanden seyn, um Zertheilung des Eisens zu
befördern.
5) Die Schlake darf selbst nur wenige, bereits abgeschiedene fehlerhafte
Bestandtheile enthalten, weßhalb Herausnahme einiger Rohschlake nach dem
Einschmelzen nöthig, und wenn man mit sehr fehlerhaftem Roheisen zu thun haben
sollte, es nicht gut ist, sämmtliche Luppenschlake, die bei dem Zängen abfällt,
wieder mit zu verwenden.
Puddlingsarbeit selbst. – Es ist gut, den Proceß
in bestimmte Arbeitsperioden einzutheilen, die nur bei Ungeschiklichkeit des
Arbeiters ununterscheidbar sind, aber das sicherste Anhalten zur Beurtheilung der
Arbeit gewähren.
1) Einsezen (1/4 Stunde). Theils zur Erhaltung des Herdes,
theils zur Erfüllung genannter Bedingungen: den größern Theil der abgefallenen Luppenschlake; circa 3
Schaufeln voll Gahrschlake oder die beim Ausschmieden und
Walzen gewonnenen Abfälle an Schlake und Hammerschlag,
und 1/4 Schaufel Kalkpulver in den Herd zu werfen und 3
1/2 Cntr. vom Sand befreites und im Wärmofen des
Puddlingsofens gut angewärmtes Roheisen darauf
einzusezen. Der Gahrschlakenherd hält so auf der eisernen Grundplatte circa 1/2 Jahr.
2) Einschmelzen (1/2 Stunde; nur die Brechstange
anzuwenden; alles, was daran haftet, in dem Ofen zu lassen). Durch möglichste Hize;
durch Vermeidung des Vermengens des Eisens mit Gahrschlake; durch Wegnahme der
oberen weich und weiß gewordenen Theile; – durch Auflokerung mit der
Brechstange das Roheinschmelzen zu erreichen, bis das
lezte Stük Eisen von der Flamme weich geworden, und der Herd ganz glatt ist, was
durch ein strichweises Aufbrechen und Reinigen mit der Brechstange erlangt wird.
Wenige Minuten hiernach ist alles flüssig und es beginnt bald darauf bei fleißigem
Umrühren:
3) die Rohschlakenabsonderung (circa 1/2 Stunde; nur die starken Rührhaken zu gebrauchen. Die flüssige
Rohschlake mit herauszunehmen). Es wird mit dem starken Haken ununterbrochen strichweise hinter und zurük, rechts und links umgerührt.
Die bald auf dem Eisen schwimmende sehr flüssige Rohschlake fließt durch die
Bewegung der Rührstange geleitet, vorn heraus, denn die ganze Masse steigt dabei
etwas in die Höhe. Wird man die Rohschlake auf diese Weise nicht los, so muß man das
Gezäh öfters wechseln; der Herd ist in diesem Falle zu tief oder man kann mehr auf
einmal puddeln.
Das Rühren ist ohne Unterbrechung so lange fortzusezen,
bis sich weiße Haarspizchen über der Schlake erheben und die Masse sich wieder etwas
gesezt hat.
4) Gahren (1/2 Stunde; erst die breite Schaufel, dann
fortwährend nur die Brechstange. Es muß alles, was daran haftet, im Ofen bleiben).
– Die ganze Masse ist mit der breiten Schaufel strichweise vom Herd zu heben,
umzuwenden, ein paarmal links und rechts zu schieben, bis die Masse teigig ist und
langsam breit fließende Berge bildet.
Dann ist der Herd mit der Brechstange strichweise zu entblößen und die entblößte
Stelle des Herdes, die sich hierbei erhizt, 6 bis 10mal links und rechts hin-
und herzuziehen, wobei das Eisen mit der Brechstange zertheilt, aufgehoben, gewendet
und dahin geworfen wird, woher man mit der Stange kommt. Auch ist die flüssige
Schlake öfters über das Eisen zu sprizen.
Es darf durchaus kein Eisenklumpen entstehen; ist solcher bei Ungeschiklichkeit des
Arbeiters entstanden, so muß derselbe erst der höchsten Hize an der Feuerbrüke
ausgesezt, dann durch die Brechstange mit Gewalt zertheilt werden.
Sind alle kleinsten Theilchen weich und weiß, haben solche das Bestreben leicht
zusammenzuhaften; steht die flüssige Schlake im entblößten Herde weiß und ohne
Bläschen; ist der Herd ganz glatt und die Wendung rein, dann schreitet man zum Luppenmachen.
5) Luppenmachen (1/2 Stunde). Die Luppen müssen durch das
Gezäh und nicht im Ofen von selbst gebildet werden. Es werden dieselben mit der
Brechstange und dem Haken zusammengeballt, gedrükt und an der Hinterwand ringsum
gestoßen. Das Eisen schweißt so in der Hize sicherer zusammen, verliert Schlafen
(und selbst noch etwaige rohe Theile, die jedoch bei guter Arbeit nicht vorkommen
dürfen). – Vollständiges Reinigen des Ofens von Gahrbroken und Anschweißen
derselben an die Luppen gehört mit zu dieser Arbeit. Kalt gewordene Stüke sezt man
der Flamme aus. Die hizigste Luppe kommt zuerst unter den Hammer. Sämmtliche Schlake
bleibt im Herde.
6) Das Zängen dauert nur noch circa 1/4 Stunde, also der
ganze Proceß
circa 2 1/4 Stunde.
Torfaufgang für den Betrieb eines Puddlingsofen.
Der Lauchhammer'sche Torf ist ziemlich leicht; 1 Kübel (= 13 1/4 rhnl. Kubikf.) wiegt
circa 1 Cntr. und enthält 30 Stük.
So lange dem Raum nach circa 1/8 Kohlenlösche mit
verwendet wurde, war der Torfaufgang per Stunde circa 150 Stuf, und per Tag
circa 3600 Stük und dieser Aufgang stieg fast auf
das Doppelte, wenn bei Nichtanwendung von Kohlenlösche zugleich eine große Menge Gas
verloren ging.
EisenproductionperTag. – Der in Lauchhammer benuzte Puddlingsofen
war zwar zu 3 1/2 Cntr. Roheiseneinsaz construirt, die bequem binnen 2 1/4 Stunden
verpuddelt werden können, indessen war die Localität zwischen dem Puddlingsofen und
der kaum 6 Fuß abstehenden Dampfmaschine, so wie die deßhalb drükende Hize der
Arbeit so hinderlich, daß wir nur Einsäze von 2 Cntr. versuchen konnten.
Da nach obiger Angabe, wie auch die auf der Eisenspalterei von mir auf Befehl des
hohen königlichen preußischen Finanzministeriums angestellten Versuche bestätigten,
in 24 Stunden über 36 Cntr. Roheisen verpuddelt werden können, so sind pro Cntr. circa 100 Stük
Torf erforderlich, die nur wenige Groschen kosten. Das Schweißen der Luppen nimmt
dann ungefähr noch eben so viel in Anspruch und man erreicht mit Torfgas sehr
schnell die höchste Schweißhize.
Verbrennen der erzeugten Gase vermittelst natürlichen Luftzuges.
– Getreu den bisherigen Grundsäzen, vor allem mit höchster Einfachheit das zu
benuzen, was uns die Natur bietet, sollten wir zur Verbrennung des Gases die
Gebläseluft möglichst zu vermeiden suchen; erst dann hat die Anwendung dieser
Nuzungsmethode noch größeren Werth für alle technischen Feuerungsanlagen. Gewiß wird
auch der natürliche Luftzutritt, außerdem daß solcher der billigste ist, in vielen
Fällen mindestens dieselben Dienste thun, als Gebläseluft;
1) hängt hier die augenblikliche Verbrennung des Gases nur von der Temperatur ab,
wenigstens kann man kaltes Gas selbst mit Sauerstoffgas in einer Röhre ziemlich hoch
comprimiren, ohne chemische Verbindungen zu erhalten;
2) verlangt nur ein dichterer Körper dichtere Gebläseluft und die Gasflamme ist bei
gespanntem Gebläsestrom sehr unruhig flakernd. Wir hatten die genannte Spannung von
2 1/4 Zoll Wassersäule, der angewendeten engen Düsen wegen, nöthig, um nur das pro Minute erforderliche Luftquantum durchzubringen;
3) das Gas brennt selbst in kalter atmosphärischer Luft
mit leidlicher Hizentwiklung;
4) hat man durch Einfluß eines Schornsteins das constante Verhältniß zwischen Gas und
Luft, so wie gleichförmige Berührung ebenso und besser in der Hand, als bei
Gebläseluft. Die Luftzuströmungsöffnung kann man, je nach dem Bedarf, vorn zum Theil
mit Steinen zusezen.
Um einen Versuch über diesen Gegenstand anstellen zu können, ließ ich bei einem für
erzeugtes Gas sich sehr bewährten Puddlingsofen (siehe Fig. 5, 6, 7 und 8) nach Anbringung einer
breiten, in der Zeichnung punktirt angegebenen Oeffnung a die Luft (die zuvor zur Herdabkühlung gedient hatte und erhizt nach
Seitenöffnungen b entwich) unmittelbar zum Gas in die
Feuerbrüke gelangen, die Düsenröhre c aber herausnehmen.
Es bedürfen bekanntlich die Canäle der Fuchs- und Feuerbrüke und die eiserne
Herdgrundplatte auch bei gewöhnlichen, vor allem aber bei Gaspuddlingsöfen der
beständigen Abkühlung durch vorüberströmende Luft, oder selbst durch Wasser. Daher
eigneten sich dieselben sehr gut zur Erhizung der zum Gas geführten atmosphärischen
Luft, und da die rothglühende Fläche des Herdes über dreimal so groß als die
Außenfläche des bisherigen Lufterhizungsapparats ist, so stand zu erwarten, daß
genannte Erhizung mindestens eben so bedeutend seyn würde.
Bei einem nur wenige Stunden dauernden Versuche erreichte ich in dem zuvor kalten
Ofen hohe, durch weiße Strahlen durchstrichene Gelbglühhize, worin die
Schlakenkanten bereits weich wurden. Auch bei dieser Luftzuführung war die Verbrennung, also die
Nuzung des Gases so vollständig, die Flamme aber und der entweichende Rauch so
vollkommen klar, daß diese Methode zu den meisten technischen Feuerungsanlagen
empfohlen zu werden verdient.
Zu versuchen bleibt es nun allerdings, wie hoch der Schornstein z.B. bei einem
Puddlingsbetriebe seyn muß und ob die hier gezeichneten, für Gebläseluft passenden
Constructionen der Feuerbrüke und des Fuchses zu gleicher Zeit für natürlichen
Luftzug die richtigen sind, oder ob erstere nicht geräumiger und lezterer geneigter
zu construiren ist. Zur Lebendigkeit und Intensivität der Flamme wird der
Schornstein nicht zu niedrig seyn dürfen.
Kellenbrennofen, durch Gase des Kohkskupolofens gespeist
(Fig. 9,
10 und
11).
– Wie viel man selbst mit kalter atmosphärischer Luft bei Verbrennung der
Gase zwischen glühenden Wandungen, die zur chemischen Verbindung so wesentlich
beitragen, erreichen kann, zeigt der zur Benuzung der Kupolofengase von mir
construirte Kellenbrennofen, dessen Beschreibung hier kurz folgen soll.
Die 5 1/2 Zoll weite Röhre mündet circa 2 1/2 Fuß unter
der Gicht des Kohkskupolofens und führt die mit einiger Spannung ausströmenden Gase
wieder unter das Gewölbe des Kellenbrennofens. Neben dieser Röhre strömt bei a zur Verbrennung des Gases atmosphärische Luft dazu und
durch die 12 Oeffnungen à 3 Zoll Quadrat schlagen
hohe Flammenspizen, über welche eben so viele Kellen binnen 1/4 Stunde scharf
gebrannt werden können. Unter dem Gewölbe in x ist die
Hize circa 2 Stunden nach Anfang des Kupolofenbetriebs
so hoch, daß Roheisen darin zum Schmelzen kommt.
Dem Kupolofen geschieht dadurch kein Nachtheil; es wurde ganz derselbe Eisensaz
beibehalten, und die immer noch sehr lebendige Gichtflamme zeigt, daß das
niedergehende Eisen in der genannten Tiefe von 2 1/2 Fuß von der Gichtplatte an,
sich immer noch in einer ausreichenden Hize zum Anwärmen und in einer Atmosphäre
derselben Gase, wie zuvor, befindet.
Mit diesem Ofen, der schon mehrere Jahre in Lauchhammer im Betrieb steht, werden
jährlich für mehrere hundert Thaler Brennmaterial erspart und es ist der Gebrauch
desselben für die Gießerei höchst bequem. Ein ähnlicher Ofen würde z.B. zum Brennen
der Lehmkerne gute Dienste thun.
Wirkung des Wasserdampfs und Nüzlichkeit eines Dörrofens für
Torf etc. – Die Glühhize in dem Gasentwiklungsofen ist bei normalem
Gange nicht sehr hoch; einestheils ist Verbrennung der nach dem Rost gelangenden
(aus den aufgegebenen rohen Brennmaterialien durch Entweichung der
Kohlenwasserstoffgase etc. zurükbleibenden) Kohks bei dem atmosphärischen Luftzutritt
nicht energisch, anderntheils bindet das sich in Umgebung der glühenden Kohlen aus
der Kohlensäure umwandelnde Kohlenoxydgas und das sich in und über der Gluth
entwikelnde Kohlenwasserstoffgas etc. eine so große Hize, daß unmittelbar an dem
Ort, wo die gesammten Gase aus dem Entwiklungsofen entströmen, die Temperatur kaum
200° C. beträgt.
Es thut nun allerdings der in feuchter Luft durch den Rost nach den glühenden Kohlen
gelangende Wasserdampf deßhalb gute Dienste, weil die Brennbarkeit der erzeugten
Gase durch das zutretende Kohlenoxyd- und Wasserstoffgas vermehrt wird,
indessen findet die Menge des Wasserdampfs bald seine Gränze. Die bei der
Verbrennung des genannten Kohlenoxyd- und Wasserstoffgases frei werdende
Wärme wird nämlich zuvor bei der Zerlegung des Wasserdampfs dem Entwiklungsofen
entzogen und der normale Gang desselben wird bald dadurch gestört. Was nun den
Wasserdampf betrifft, der sich aus feuchtem Torf oben in den Entwiklungsofen
entwikelt, so kann solcher nur sehr nachtheilig seyn. Es gelangt derselbe unzersezt
nach dem Orte der Verbrennung der Gase und bindet hier bei seiner Zerlegung viele
Wärme.
Wo daher der Betrieb eines Dörrofens mit so wenig Unkosten verknüpft ist und man, wie
z.B. bei Puddlingsöfen, die aus dem Fuchs nach dem Schornstein entweichende Flamme
zum Erhizen der Speiseluft für den Dörrofen benuzen kann, wird man durch das Dörren
des Torfes mindestens 15 Proc. unbrennbare Dämpfe wohlfeil aus dem Gase entfernen
und dann mit viel wenigerem Gase bei der Verbrennung intensive Hize erreichen
können. – Brennbare Gase gehen bei dem Dörren nicht verloren. Ein Dörrofen
für den Bedarf eines Puddlingsofens ist in Fig. 12 gezeichnet.
Sezt man den lufttroknen Torf etwa einen halben Tag einer Temperatur von 100°
R. aus, so verliert derselbe über 30 Proc. unbrennbare Dämpfe. Die bei der
Destillation sich dann entwikelnden Gase liefern eine viel intensivere Flamme, als
von lufttroknem Torfe.
Anderweitige Anwendung der Gasflamme. – Die
ausgezeichnet klare und intensive Flamme der erzeugten Gase wird ganz vorzügliche
Dienste bei Glas-, Porzellan- und Kalkbrennöfen thun, auch zu
untergeordneten Feuerungen, z.B. Kesselfeuerungen etc. die wohlfeilste seyn und
ihrer Eigenschaften wegen mit größtem Vortheil und ganz einfach zum Abtreiben des
Bleies bei der Silbergewinnung, zur Stahlfabricatien, zum Umschmelzen des Roheisens
und zur directen Herstellung des Stabeisens und vieler Metalle aus ihren Erzen verwendet werden
können. Unsere Ureltern hatten bei der directen Stabeisendarstellung zu viel
Verlust, der bei Gasflamme vermieden wird.
Die Zeichnung höchst einfacher Stubenöfen, die vermittelst
Thonröhren das Gas aus dem Entwiklungsofen des Souterrains erhalten, behalte ich mir
einstweilen vor.
Project zu einer Dampfkesselfeuerung (Fig. 13 und 14). –
Es ist bei allen Feuerungen dieser Art zu berüksichtigen:
1) daß die atmosphärische Luft ganz bequem zum Gase gelangen könne;
2) daß, namentlich bei dem kalten Luftzutritt, die Feuerbrüke wenigstens 36 Zoll hoch
sey;
3) daß die Feuerbrüke zur kräftigen Vermittlung der chemischen Verbindung der Gase
eng aneinander stehende, glühende Wandungen schlechter Wärmeleiter darbiete.
Ein paar Worte über Stahlerzeugung. – Wenn man den
Puddlingsproceß nach der angegebenen Art leitet, bei der Rohschlakenabsonderung die
Schlake möglichst aus dem Ofen zu schaffen sucht, sodann, wenn mitten im Gahren die
ganze Masse sandig ist, nur so viel Luftzutritt gibt, daß einiger aus dem
Kohlenwasserstoffgase ausgeschiedener, weißglühender Kohlenstoff die Flamme trübt,
und das sandige Eisen möglichst lange in dieser Flamme
fleißig zertheilt und durcharbeitet, zulezt aber
wieder kurze Zeit Schweißhize gibt, so könnte man auf die wohlfeilste Art ordinären
Stahl erhalten.
Project eines Umschmelzungsofens (Fig. 15 und 16). –
Bei Construction dieses Ofens müßte man darauf bedacht seyn:
1) daß die Flamme keinen freien Sauerstoff, sondern eher etwas Gasüberschuß
enthalte;
2) daß kein starres Eisen den Herd berühre;
3) daß der Flammenabzug geräumig sey und
4) daß in der Gicht nicht zu viele Wärme ungenuzt entweiche. 100 Cntr. Roheisen kann
man, im Vergleich zu dem theuren Kupolofenbetrieb, mit circa 10 Thalern Brennmaterialersparniß umschmelzen und es gewährt dieser
Umschmelzungsofen noch den großen Vortheil, daß man es, je nach dem Verhältniß
zwischen Gas und Gebläseluft, ganz in der Gewalt hat, graues Eisen für die Gießerei
oder etwa halb geweißtes Eisen zu dem Hartwalzenguß darzustellen.