Titel: | Ueber die beste Verwendungsweise der Brennmaterialien beim Hüttenbetriebe; von Hrn. L. Gruner, Oberbergingenieur zu Saint-Etienne. |
Fundstelle: | Band 142, Jahrgang 1856, Nr. XLVI., S. 195 |
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XLVI.
Ueber die beste Verwendungsweise der
Brennmaterialien beim Hüttenbetriebe; von Hrn. L. Gruner, Oberbergingenieur zu
Saint-Etienne.
Aus dem Bulletin de la Société de l'Industrie
minérale, T. I. p. 239.
Gruner, über die beste Verwendungsweise der Brennmaterialien beim
Hüttenbetriebe.
Vorstehenden allgemeinen Betrachtungen des Hrn. Lan füge
ich einige Thatsachen hinzu, um den Hüttenleuten die Wiederholung schon angestellter
Versuche zu ersparen und überdieß die Richtung anzugeben, in welcher neue Versuche
zu unternehmen seyn dürften.
Der zu erreichende Zweck besteht im Weglassen der Roste bei den Flammöfen, welche
offenbar einen sehr bedeutenden Brennmaterialverlust verursachen.
Man hat statt derselben verschiedene Vorrichtungen angewendet, die wir durchgehen
wollen.
1. System der Waleser Oefen zu Swansea. In den
Kupferhütten zu Swansea in Südwales hat man zwar eine Art Rost, der aus wenigen und
weit auseinander liegenden Stäben besteht, beibehalten, man läßt aber auf demselben
große Stücke von Cinders oder Rostkohks sich anhäufen, die durch viele Zwischenräume
einen sogenannten Klinkerrost bilden, durch welchen die
Luft dringen kann, während die kleinen Brennmaterialbruchstücke nicht durchfallen
können. Dieses System, dessen Vortheile Hr. Le Play
Le Play, Beschreibung der Hüttenprocesse, welche
in Wales zur Darstellung des Kupfers angewendet werden u.s.w. Deutsch
bearbeitet von Carl Hartmann. Quedlinburg und
Leipzig, 1851. auseinandergesetzt hat, wurde von englischen Schmelzern erfunden,
hauptsächlich in der Absicht, das wohlfeile Anthracitklein benutzen zu können,
welches mehr als die Backkohlen durch die Roststäbe fällt.
Bei dieser Vorrichtung erhitzt sich die Luft, indem sie die rothglühenden
Klinkermassen durchströmt und verwandelt sich dann in Kohlenoxydgas, indem sie durch eine 20 bis 24
Zoll starke glühende Brennmaterialschicht streicht. Dieser Apparat ist daher ein
wirklicher, aber höchst einfacher Generator. Er ist hauptsächlich dann zweckmäßig,
wenn ein verhältnißmäßig sehr großer Flammofen mäßig aber gleichförmig gefeuert
werden soll. Dieß ist nun hauptsächlich bei den Kupferrostöfen der Fall. Der
Röstproceß wird in den Waleser Oefen durch 120 Kil. Anthracit auf 1000 Kil. Erz
bewirkt, während in gewöhnlichen Rostöfen bis 500 Kil. Steinkohlen dazu erforderlich
sind.
Bei Backkohlen ist jedoch diese Einrichtung nicht wohl anwendbar, denn die nur durch
eine Esse angesaugte Luft würde eine so starke und zusammengebackene
Brennmaterialschicht nicht durchströmen können.
Die Anwendung dieses Verfahrens ist auch dann schwierig, wenn es sich, die
Beschaffenheit des Brennmaterials sey welche sie wolle, darum handelt, eine sehr
hohe und eine in Beziehung auf Stärke, oxydirende oder reducirende Wirkung der
Flamme, sehr veränderliche Temperatur zu erlangen.
Die Schmelzer zu Swansea können jedoch mit einem zweckmäßigen Gemenge von Steinkohlen
und Anthracit und mit einer minder starken Schicht desselben auf dem Rost, sehr
leicht die zur Schmelzung der Erze, der Steine und des Rohkupfers erforderliche
Temperatur hervorbringen; bei diesem Processe sind aber diese Oefen nicht so
vortheilhaft als die gewöhnlichen, und auch nicht so vortheilhaft wie zum Rösten.
Uebrigens ist bei diesen verschiedenen Schmelzprocessen nie eine plötzliche
Verstärkung oder häufige Veränderung in der Beschaffenheit der Ofenatmosphäre
erforderlich. Zum Puddeln des Eisens würde daher diese Feuerungsmethode selbst dann
nicht taugen, wenn das Material aus einer geeigneten Vermengung von Steinkohlen und
Anthracit bestände. Zweckmäßiger würde sie bei Schweißöfen seyn, aber auch hier wäre
Brennmaterialverlust unvermeidlich, denn wenn man viel Klinker fallen läßt, so würde
damit auch viel Kohlenklein verloren gehen.
2. System mit eigentlichen oder unabhängigen Generatoren.
Eine zweite Vorrichtung, welche in gewissen Fällen den angegebenen Nachtheilen
abhilft, besteht in besonderen Generatoren; jedoch nur in
gewissen Fällen, denn es ist klar, daß die Generatoren mit Rost den Hauptfehler der Flammöfen vollständig
bestehen lassen. Es kann daher zur Zeit nur von Schacht-Generatoren die Rede seyn.
Die Einrichtung derselben dürfen wir als bekannt voraussetzen: man weiß, daß bei der
einen, nach dem Vorschlag des verstorbenen Ebelmen
Man s. polytechn. Journal Bd. CXXXVII S.
33., die Asche der
Brennmaterialien durch Schmelzen entfernt wird, und in diesem Fall ist der Betrieb
ununterbrochen, während derjenige der übrigen intermittirend ist, da zu gewissen Zeiten das Wegnehmen der Schlacke und
der Asche im festen oder teigigen Zustande nothwendig ist. Die zu treffende Wahl
hängt von der Arbeit ab, für welche man die Gase erzeugt.
Alle diese Generatoren wurden jedoch, nachdem sie eine Zeit lang bei den
Eisenhüttenleuten in Gunst gestanden hatten, fast überall aufgegeben. Lag dazu ein
eigentlicher Grund vor?
Ich muß dieß verneinen, obgleich ich die Vertheidigung aller je in Vorschlag
gebrachten Generatoren nicht übernehmen möchte. Mit Recht kann man ihnen vorwerfen,
daß sie eine zu große Triebkraft beanspruchen und Constructionen erheischen, die
gänzlich außer Verhältniß mit dem zu erreichenden Zweck stehen. Wenn für jeden
Flammofen ein besonderer Generator erforderlich ist, so ist einleuchtend, daß Platz
und Ausgaben weit bedeutender sind, als bei den gewöhnlichen derartigen Oefen.
Meines Erachtens könnte die Aufgabe auf zwei ganz entgegengesetzte Weisen gelöst
werden.
3. Gemeinschaftlicher Generator für mehrere Oefen. Man
könnte einen einzigen Generator von großen Dimensionen, eine Art Hohofen von
geringer Höhe, aber mit weitem Kohlensack und engem Herde vorrichten, und in dem
letztern die Asche, nach dem Verfahren von Ebelmen,
schmelzen. Ein solcher Generator könnte alle Gasflammöfen einer Hütte speisen. Ich
weiß aber nicht, ob die Anlagekosten des großen Ofens und der vielen Leitungen,
besonders aber der Wärmeverlust in Folge des langen Weges der Gase zwischen
Generator und Flammofenherd, die Vortheile dieses Systems nicht großentheils wieder
aufheben würden. Die Erfahrung allein kann dieß entscheiden.
4. Oefen mit Gebläsen, ohne oder mit Rosten. Das zweite
Verfahren hat die Nachtheile des erstern nicht; die Versuche sind leicht auszuführen
und erfordern nicht in allen Fällen einen so gänzlichen Umbau der schon vorhandenen
Apparate. Uebrigens sind bereits mehrere Versuche dieser Art gelungen und die an
verschiedenen Orten erlangten Resultate sollen hier mitgetheilt werden.
Diese zweite Methode besteht im Allgemeinen darin, die gewöhnlichen Feuerungsräume
der Flammöfen in Generatoren zu verwandeln und zwar indem man sie möglichst wenig
verändert. Aus diesem Gesichtspunkte sind die Feuerungsräume mit Klinkerrosten, wie
bei den oben erwähnten Waleser Oefen, wohl zu berücksichtigen, und wenn man eine
(später zu besprechende) Form zur Einführung warmer Gebläseluft hinzufügt, damit die
Gase gehörig verbrannt werden können, so würde man sie auch beim Eisenhüttenbetrieb
anwenden können, wenigstens wenn man nicht backende Kohlen zu verbrauchen hat.
Lange Zeit ist man der Meinung gewesen, daß zur vollständigen Verwandlung des
atmosphärischen Sauerstoffes in Kohlenoxydgas eine dicke Schicht glühender Kohlen
erforderlich sey, aus welchem Grunde auch die ersten Generatoren übertrieben hoch
waren. Die Swanseaer Oefen aber, und besonders die Analysen von Ebelmen
Im polytechn. Journal Bd. LXXXV S.
33, Bd. LXXXVIII S. 280 und
Bd. XCIV S. 44., beweisen, daß eine Höhe von 12 Zoll mehr als hinreichend ist und zwar
selbst bei einer geringen Windpressung, wenigstens wenn die Luft vorher erwärmt
wurde. Man kann daher die Generatoren auf die Größe der gewöhnlichen Feuerungsräume
der Flammöfen reduciren, oder die letztern in jene verwandeln, indem man erwärmte
Gebläseluft einströmen läßt und statt des Rostes eine feste Sohle vorrichtet.
Die ersten Versuche zur Ausführung der fraglichen Idee reichen bis ins Jahr 1841
hinauf. Die HHrn. Ebelmen, sowie Thomas und Laurens beschäftigten sich damit in
Frankreich, Hr. Faber du Four in Deutschland und zu
derselben Zeit mit noch besserem Erfolg Hr. B. Frèrejean auf der Hütte zu Crans in Savoyen.Prof. Valerius zu Brüssel spricht in seinem i. J.
1843 zuerst erschienenen „Handbuch der
Stabeisenfabrication“ (deutsch bearbeitet von C. Hartmann, 1844 und 1845, S. 133) von der
Anwendung der Ventilatoren, welche Wind unter den
Rost von Dampfkesseln führen, als einer Einrichtung, womit man auf einigen
belgischen Hütten sehr vortheilhafte Resultate erlangt habe, und fügt hinzu,
daß man dieses Verfahren auch bei Flammöfen anwenden könnte. – (Auf der Hütte zu Veckerhagen in Kurhessen hat
man einen solchen Gebläse-Flammofen zum Umschmelzen des Roheisens zur
Gießerei wieder abgeworfen. H.) Letzterer scheint die Aufgabe zuerst auf eine praktische Weise gelöst zu
haben. Im folgenden Jahre, im September 1842, sah ich nämlich auf der Hütte zu Crans
alle Puddel- und Schweißöfen mit Windeinführung vorgerichtet und zu derselben
Zeit einen, der mit Hohofengasen gefeuert wurde.
Ich beginne daher mit dieser Hütte die Uebersicht derjenigen, wo man mit größerm oder
geringerm Erfolge die Puddel- und Schweißarbeit in Flammöfen ohne Rost und
mit Windstrom betreibt.
Die Hütte zu Crans bei Annecy, an dem Fluß welcher aus dem See gleichen Namens
hervortritt, besteht aus einem Holzkohlenhohofen, aus Comté-
(Frisch-) Feuern und mehreren Puddel- und Schweißöfen, nebst den
gewöhnlichen Zänge- und Streckapparaten der auf englische Art eingerichteten
Hütten; die Betriebskräfte liefern Wassergefälle.
Außer dem auf der Hütte selbst erzeugten Roheisen wird auch noch von mehreren
benachbarten Hohöfen, z.B. von denen zu Epières und Gy angekauftes,
verfrischt. (Die Hohöfen zu Crans und Epières wurden i. J. 1842 mit einem
Gemenge von lufttrockenem Holze und Holzkohlen betrieben.)
Da die Steinkohlen zu Crans sehr theuer zu stehen kommen, so entschloß man sich,
neben denselben Torf aus benachbarten Mooren und hauptsächlich eine in der Nähe der
Hütte vorkommende Braunkohle zu verwenden. Zu gleicher Zeit wendete man sowohl beim
Puddeln als Schweißen Gebläsewind an.
Die Puddelöfen hatten (1842) zweierlei Einrichtung: die einen waren einfach, hatten
aber zwei Sohlen, wie die Oefen in der Champagne; die anderen waren doppelt, d.h.
sie hatten zwei entgegengesetzte Arbeitsthüren und nahmen große Chargen auf. Der
Feuerraum der einfachen Oefen war ein Quadrat von 0,90 Met. Seite. Um Gebläseluft
einzuführen, befestigte man in der der Feuerbrücke gegenüberliegenden Wand zwei
parallele und horizontale Wasserformen, 0,20 oder 0,25 Met. über den Roststäben. Die
Formen waren ihrerseits mit einer fast eben so hohen Brennmaterialschicht bedeckt.
Die Düsen hatten 0,04 Met. Durchmesser, die Pressung des Windes betrug
durchschnittlich 0,38 bis 0,40 Met. Wassersäule und seine Temperatur 120° C.
Die Erwärmung der Luft erfolgte in einem kleinen Apparat, welcher unten in der Esse
des Puddelofens angebracht war. Zur Vermeidung der Gasverluste durch den
Aschenkasten ließ man die Roststäbe durch Asche und Cinders sich gänzlich
verstopfen. Nach drei oder vier Hitzen nahm man an den Seiten des Rostes drei oder
vier Stäbe weg, um den Ueberschuß der Asche vom Rost wegzuschaffen, was sehr schnell
und ohne zu großen Verlust an Rostkohks bewirkt wurde. Um jedoch denselben noch mehr
zu vermindern, ließ Hr. Frèrejean dem Schürloch
gegenüber eine besondere Oeffnung anbringen, durch welche man bei jeder Reinigung
zwei fast kugelförmige Schlackenmassen von 0,30 bis 0,40 Met. Durchmesser
herausnahm, die von den beiden Seiten des Rostes herrührten. Diese Arbeit war aber
weit mühseliger als die gewöhnliche Reinigung.
Was nun die erlangten Resultate betrifft, so hat mir Hr. Frèrejean unlängst die Vortheile und Nachtheile seines
Betriebsystems brieflich folgendermaßen mitgetheilt:
„Die so eingerichteten Oefen haben etwa drei Jahre im Betriebe
gestanden.Seit etwa 10 Jahren hat man diese Betriebsmethode aufgegeben, weil man
fand, daß es zweckmäßiger sey, zum Puddeln Hohofengase und zum Schweißen
Generatorgase, die aus Torf entwickelt werden, anzuwenden. Die Arbeit machte sich gut. Die hauptsächlichste Ersparung, die man dabei erlangte,
bestand in der Benutzung einer Steinkohle von geringer Qualität, welche ohne
Gebläseluft zum Schweißen nicht gebraucht werden konnte.“
„Das Verhältniß des Brennmaterialverbrauchs bei den Oefen mit und ohne
Gebläseluft war fast das von 19 zu 22, da man aber eine größere Menge von
schlechten Kohlen benutzten konnte, so läßt sich die wirkliche Ersparung zu etwa
1/5 annehmen.“
Als ich im Jahr 1842 die Hütte besuchte, benutzte man ein Gemenge von Torf und
Steinkohle von Rive-de-Gier, und wenn man letztere allein angewendet
hätte, so würde ein Feuerraum von kleineren Dimensionen genügt haben.
Hr. Frèrejean gibt dann zwei Nachtheile an:
„Zuvörderst beanspruchen diese Oefen viel Wind, wozu es in den meisten
Hütten an hinreichender Betriebskraft fehlt. Ferner sind die Puddler daran
gewöhnt, ihr Feuer nach Belieben zu regieren, was sie aber bei den
Gebläse-Flammöfen nicht thun dürfen; die meisten können sich daher dieser
Betriebsweise nicht leicht fügen und verlangen höhere Löhne. Dennoch wird man
da, wo Betriebskräfte für Gebläse wohlfeil zu haben sind und wo man nur
schlechte Steinkohlen zu benutzen vermag, einen wesentlichen Nutzen von der
Anwendung der Gebläseluft ziehen, selbst wenn man den Puddlern höhere Löhne
zahlen muß.“
Endlich citire ich auch aus einer Antwort auf eine meiner an Hrn. Frèrejean gestellten Fragen Nachstehendes:
„Das Ausströmen der Flamme aus der Arbeitsthür kann leicht dadurch
vermieden werden, daß man die Esse beibehält; es kommen dann durchaus keine
Klagen von Seiten der Puddler vor.“
Ich muß nun hinsichtlich der angeführten Nachtheile einige Bemerkungen beifügen:
Man bedarf zum Blasen einer gewissen Triebkraft, welche bei den gewöhnlichen
Feuerungsräumen nicht nöthig ist, und man kann dieß als den wesentlichsten Nachtheil
der neuen Oefen ansehen. Es wird jedoch die dazu erforderliche Kraft gewöhnlich zu
hoch angegeben.
In den Anthracitöfen zu Swansea bildet sich das Kohlenoxyd durch den bloßen Zug, und
in den mit gedörrtem Holze gefeuerten Oefen zu Lippitzbach in Kärnthen bildet sich
dieses Gas, nach den Angaben Leplay's ebensogut durch den
bloßen Zug als mittelst eines Gebläses. Eine starke Pressung erscheint daher
unzweckmäßig, aber es muß nothwendig die Luft erhitzt werden. Statt eines
Cylindergebläses reicht ein einfacher Ventilator aus; in einer großen Hütte könnte
der von Lemielle
erfundene Ventilator,
auf den ich später zurückkomme, oder der Fabry'sche
angewendet werden.
Der zweite Nachtheil hängt zum Theil von der Geschicklichkeit der Arbeiter ab und
läßt sich auch vermeiden; man kann nämlich die zeitweise nothwendige höhere
Temperatur durch Verstärkung des Luftvolums mittelst eines an der Windleitung
angebrachten Hahns erlangen. Hr. Frèrejean
schreibt mir bezüglich dieser Frage Folgendes: „Unsere Oefen waren mit
diesem Hahn versehen, und ich zweifele nicht, daß ein intelligenter und
aufmerksamer Arbeiter nach einiger Erfahrung im Stande ist, die Luftmenge
entsprechend der in den verschiedenen Phasen der Arbeit erforderlichen
Temperatur zu bestimmen. Die Gewohnheit der gewöhnlichen Puddler, zwischen den
Stäben des Rostes zu stochern, um sofort einen höhern Hitzgrad zu erreichen, ist
allerdings schwer zu überwinden.“
Dennoch ist dieß geschehen, wie eine dreijährige Erfahrung mit den Gebläseöfen und
dann das Puddeln mit Hohofengasen dieß beweist. Um aber diese Verstärkungen der
Hitze und die plötzlichen Veränderungen derselben zu bewirken, ist außer den Formen,
durch welche die Luft mitten in das feste Brennmaterial geführt wird, noch eine
andere Form zur Verbrennung des Kohlenoxyds selbst erforderlich, wie man dieß bei
allen Gasflammöfen sieht.
Hütte zu Rivière. Mit Steinkohlen gefeuerter und mit
Gebläse versehener Ofen. Die Hütte zu Rivière im Depart. der obern
Vienne ist eine der am besten betriebenen in der Gruppe von Perigord; ich besuchte
sie im Herbst 1849 zum erstenmale. Sie bestand damals aus einem Hohofen, aus vier
Comtéfeuern, deren Ueberhitze Flammöfen feuerte und auf welche zwei mit
Steinkohlen gefeuerte Schweißöfen folgten. Ein großes Schaufelrad von 8,33 Meter
Durchmesser betrieb ein Stabeisenwalzwerk von zwei Gerüsten, jedes mit zwei Walzen,
und ein aus drei Gerüsten, jedes mit drei Walzen bestehendes Feineisenwalzwerk. Ein
zweites Rad von gleichen Dimensionen diente zum Betriebe einer großen Drahtzieherei
und einer Fabrik von Pariser Stiften. Man verfrischte nicht allein das Roheisen der
eigenen Hohöfen, sondern auch dasjenige der Hohöfen von Firbey in der Dordogne in
Comtéfeuern; das Zängen geschah zwischen Luppenwalzen. Die Kolben wurden bei
Steinkohlenfeuer ausgeschweißt und dann durch das Feineisenwalzwerk zu feinen
Handels-Eisensorten und zu Material für die Drahtzieherei ausgewalzt.
Im Jahre 1849 war der Flammofen auf die gewöhnliche Weise eingerichtet und man hatte
nur, um eine Brennmaterial-Verminderung zu erreichen, nach und nach seine
Dimensionen verkleinert. Die Höhe der Gewölbkappe über der Herdsohle überstieg 0,30 Meter nicht
und man setzte nur 200 Kilogr. Materialeisen auf einmal ein; man machte in 24
Stunden 30 Chargen, d.h. man schweißte 6000 Kilogr. Kolben aus. Der Abbrand belief
sich auf 10 Proc. und es wurden auf die Tonne oder 1000 Kilogr. 500 bis 550 Kilogr.
beste Newcastler Steinkohlen verbraucht. Obgleich diese Resultate schon sehr gut
waren, so waren sie doch, wegen der hohen Preise der Steinkohlen, noch sehr lastend.
Um sie daher noch zu verbessern, rieth ich dem Director der Hütte, Gebläsewind
anzuwenden, was auch mit vielem Geschick geschah. Bei meinem zweiten Besuch im Jahr
1850 fand ich den neuen Ofen im Betriebe. Rost und Aschenfall waren weggelassen und
der Feuerraum bestand aus einem viereckigen niedrigen Schacht mit senkrechten
Wänden, dessen Sohle einen geringen Fall von der Brücke nach der entgegengesetzten
Seite hatte. An dieser letztern befand sich eine Thür, durch welche alle zwölf
Stunden eine Reinigung dieses Generators von den Schlacken bewirkt wurde. Auf jeder
der schmalen Seiten desselben führte eine horizontal liegende Form Gebläsewind
mitten in das Brennmaterial und verwandelte dasselbe in Kohlenoxyd- und
Kohlenwasserstoffgas. Die Verbrennung dieser Gase erfolgte über der Brücke mit Hülfe
einer dritten Form mit langem aber niedrigem Maul, wodurch ein sehr dünner
Luftstrom, fast parallel mit dem Ofengewölbe (oder vielmehr in einer gegen den Herd
schwach geneigten Richtung) durch den Feuerraum geführt wurde, wie es bei den
meisten Gasöfen geschieht. Man hatte daher einen wirklichen Generator, jedoch von
sehr einfacher Einrichtung. Durch leicht bewegliche Hähne konnte man die Intensität
des Feuers nach Belieben steigern oder vermindern und die Flamme abwechselnd
oxydirend oder reducirend machen. Da man aber die Esse sehr verkürzt hatte, so drang
die Flamme gewöhnlich durch die Arbeitsthür hinaus und hinderte das Eindringen der
äußern kalten Luft in den Ofen. Der Abbrand wurde so bis auf 9 Proc. und der
Kohlenverbrauch bis auf 300 oder 350 Kilogr. per Tonne
Eisen vermindert. Anfänglich führte man den Wind kalt in den Ofen, mußte ihn aber
später erhitzen. Nach einer neuern Nachricht stand der Ofen seit 1850 bis Ende 1855
in gutem und regelmäßigem Betriebe und lieferte sehr genügende Resultate.Sehr gute Resultate hat man seit dem Jahre 1843 in Oberschlesien mit dem von
dem verewigten Hütteninspector Eck zu Königshütte construirten, mit
Steinkohlenklein gespeisten Gasflammofen zum Raffiniren des Kohksroheisens,
welches vergossen oder verfrischt werden soll, erlangt. Zu Königshütte und
Gleiwitz sind mehrere solche Oefen seitdem im Betriebe. Die erste
Beschreibung davon enthält Karsten's Archiv, 2te
Reihe, Bd. XX S. 475.H.
Der Ofen zu Rivière wurde niemals zum Puddeln
angewendet, es ist aber einleuchtend, daß er dazu ebensogut wie zum Schweißen
verwendet werden könnte; man müßte nur der Esse ihre ganze Höhe lassen, damit die
Flamme nicht zur Arbeitsthür herausdringt und dem Arbeiter hinderlich wird.
Der Apparat zu Rivière scheint eine wesentliche Verbesserung desjenigen zu
Crans zu seyn, nur fragt es sich, ob mit einer minder reinen Kohle das Reinigen von
Schlacken nicht zu häufig wiederholt werden müßte und dadurch zu störend für den
Betrieb wird, ob es daher unter diesen Umständen nicht zweckmäßiger seyn dürfte, das
Schmelzen der Asche zu versuchen; dazu wären jedoch, wie ich fürchte, theurere
Vorrichtungen erforderlich. Um die Asche in flüssige Silicate zu verwandeln, müßte
man nämlich eisenreiche Schweißofenschlacken zuschlagen, welche aber die
Ziegelsteine des Feuerraums zerfressen würden; man müßte daher Wände von Roheisen,
die durch Wasserströme abgekühlt werden, anwenden, wie dieß bei den Feineisenfeuern
und auch bei Puddel- und Schweißöfen der Fall ist. Solche Vorrichtungen
würden hauptsächlich dann erforderlich seyn, wenn man einen gemeinschaftlichen
Generator für mehrere Flammöfen einer großen Hütte erbauen wollte. Alle den
Schmelzraum umgebenden Wände müßten alsdann aus Wasserkästen bestehen.
Torfgashütten gibt es mehrere. Ueber den zu Crans
vorhandenen hoffen wir bald Mittheilungen des Hrn. Frèrejean veröffentlichen zu können.Ueber die Torfgashütte zu Bechscheiden und Rothburgehütte in Kärnthen, zu
Kessen in Tyrol und zu EbenauCbenau im Salzkammergute enthält das oben citirte Werk von Dr. Zerrenner
schätzbare Nachrichten. – Zu Mandelholz bei Rothehütte am Harz sind
auch einige Torfgas-Puddelöfen im Betriebe.H. Einen zu Undervilliers im Schweizer Jura seit mehreren Jahren im Gange
befindlichen Torfgasofen sah ich im Jahre 1853 und er wird noch fortwährend mit
Vortheil betrieben.
Die Hütte zu Undervilliers hat fast dieselbe Einrichtung wie die zu Rivière;
man verfrischt das Holzkohlenroheisen in Comtéfeuern, zängt die Luppen
zwischen den Luppenwalzen, schweißt die Kolben im Torfgasofen aus und verwalzt sie
mittelst eines Feineisenwalzwerkes hauptsächlich zu Material für feinere
Drahtsorten.
Der Gasofen liegt an dem Flammofen und ersetzt dessen Feuerungsraum. Er ist nach den
Grundsätzen derjenigen eingerichtet, die Ebelmen
Generatoren mit umgekehrter Verbrennung nennt
(beschrieben im polytechn. Journal Bd. CXXXVII S.
34). Es ist ein Schacht von feuerfesten Ziegelsteinen, mit senkrechten
Wänden, dessen innerer Raum 0,40 Meter gegen 0,50 Met. mißt und eine Höhe von 1,50
Meter hat. In einer der schmalen Wände befinden sich zwei horizontale und parallele
Formen, 0,35 Met. über der Generatorsohle. Unmittelbar unter den Formen ist eine
Thür angebracht, die gewöhnlich verschlossen ist und zur Reinigung dient. Den Formen
gegenüber ist in gleicher Höhe mit der Sohle eine Oeffnung angebracht, die gleiche
Breite mit dem Ofen und eine Höhe von 0,55 Meter hat. Durch dieselbe entweichen die
Gase, welche durch einen senkrechten Canal zwischen dem Generator und dem Flammofen,
sich direct in den Raum über der Brücke begeben. Eine mit feuerfestem Thon
bekleidete gußeiserne Röhre geht horizontal quer durch denselben Raum und führt in
der Richtung des Flammofens gepreßten und erhitzten Gebläsewind durch eine Reihe
sehr kleiner Löcher, welche als Düsen wirken, mitten in den Gasstrom.
Der Generator ist seiner ganzen Höhe nach, d.h. 1,50 Meter beständig mit Torfsteinen
gefüllt. Die Gichtöffnung ist durch eine gußeiserne Platte verschlossen und ein
Aufschütter mit doppeltem Register gestattet das Aufgeben ohne Gasverlust.Meiner Meinung nach wird es unter sehr vielen Umständen zweckmäßiger seyn,
die Gicht des Generators offen zu lassen. In Folge der Stellung der Formen,
der breiten Ausgangsöffnung gegenüber und unter der saugenden Einwirkung der
Esse, würden fast alle Gase, selbst bei einer ganz freien Gicht, in den
Flammofen strömen. Man würde diesen Zweck mit einer etwas hohen Esse, einem
schwach gepreßten Winde und einem etwas hohen, oben etwas verengten
Generator jedenfalls erreichen. Wendet man Torf, grünes Holz oder feuchte
holzige Braunkohlen an, so würde man den Vortheil haben, diese
Brennmaterialien in den obern Theilen des Generators zu trocknen, so daß die
Wirkung dieser Brennmaterialien nicht durch eine zu große Wasserdampfmenge
vermindert werden könnte. Derselbe Generator könnte auch zu Anthracit,
gewöhnlichen Braunkohlen und allen nicht backenden Steinkohlen benutzt
werden, und zwar ebensogut zu kleinen als zu Stückkohlen. Endlich könnte
dieser Generator auch zum Schmelzen der Asche eingerichtet werden; er müßte
dann in der Ebene der Formen verengt und der Herd wie der eines englischen
Feineisenfeuers vorgerichtet werden; auf diese Weise könnten bei einem
Zusatz von Schmiedeschlacken alle erdigen Substanzen geschmolzen werden.Bei trockenem Brennmaterial würde dagegen, wie leicht einzusehen, ein
Generator mit verschlossener Gicht vorzuziehen seyn.A. d. O.
Der Torf ist nur an der Luft getrocknet.
Der Flammofen selbst besteht aus zwei Theilen: aus einer ersten Abtheilung für die
Weißglühhitze und aus einer zweiten, kleinern für die vorbereitenden Rothglühhitzen.
Im untern Theil der Esse befindet sich der Lufthitzungsapparat, welcher nach Art der
Wasseralfinger eingerichtet ist. Die damit erwärmte Luft dient aber nur zur
Verbrennung der Gase, während die Düsen des Generators kalte Luft zugeführt
erhalten, obgleich dieß meines Erachtens sehr unzweckmäßig ist. Anderntheils
erscheint die Windpressung übertrieben, denn sie beträgt 0,30 bis 0,40 Meter Wassersäule.
Jede Abtheilung des Schweißofens nimmt 250 Kilogr. Eisen in Form von Luppenstücken
oder Kolben auf, und sobald sie in der zweiten Abtheilung rothglühend geworden sind,
gelangen sie in die erste. Zum Ausschweißen und Auswalzen aller Kolben einer Charge
sind 35 bis 40 Minuten erforderlich und in 6 Stunden gehen daher 2000 Kilogr. Nach
Verlauf dieser Zeit muß man den Generator reinigen, eine weder langdauernde noch
mühsame Arbeit, da der Torf nur 4 bis 5 Procent Asche enthält; er kommt von den aus
Oxfordthon bestehenden Gipfeln des Jura.
Nach einem vierjährigen Durchschnitt verbraucht man zu 100 Kilogr. ausgewalztem Eisen
0,183 Kubikmeter oder etwa 85 Kilogr. Torf und der Abgang der Kolben beläuft sich
auf 11,75 Proc.
Der Generator zu Undervilliers wirkt also schon seit mehreren Jahren regelmäßig und
vortheilhaft, und dasselbe läßt sich von dem zu Crans sagen. Für den Torf ist daher
die Frage wegen der Gebläsegeneratoren als gelöst zu betrachten, und nur wegen des
Schmelzens der Asche müssen positive Versuche entscheiden, ob dasselbe in den
verschiedenen Fällen vortheilhaft ist oder nicht.
Anthracit-Generator im Aostathal in Piemont. Die
folgenden Bemerkungen über einen Gebläsegenerator der mit Anthracit gespeist wird,
sind einem Reisebericht vom Jahre 1848 entnommen. Der im Aostathal verwendete
Anthracit enthält zuweilen bis 25 Proc. Asche; er wird sowohl zum Puddeln als auch
zum Schweißen benutzt. Der Generator besteht aus einem senkrechten Schacht von etwa
1 Meter im Quadrat Weite und 2 Meter Höhe. Das Brennmaterial ruht auf einem Rost von
eisernen Stäben und unter demselben, in den Aschenfall, wird Gebläseluft eingeführt.
Auf der Sohle des Aschenfalls befindet sich stets Wasser, um den Rost durch
Auslöschen der durchgefallenen Cinders zu schonen, und vielleicht auch zur
Vermehrung des Gasvolums durch Mischen des Windstroms mit Wasserdämpfen.
Der aus feuerfestem Mauerwerk bestehende Generatorschacht ist oben außerhalb mit
einem gußeisernen Kasten versehen, von dem zur Seite eine Röhre abgeht, durch welche
die Gase abziehen. Ein mit einem Register versehener Aufschütter dient zum Chargiren
des Anthracits. Eine untere, gewöhnlich verschlossene Thür dient zur zeitweiligen
Reinigung. Diese Einrichtungen sind nicht alle nachahmenswerth, und bei einem so
unreinen Brennmaterial würde das Schmelzen der Asche wahrscheinlich vorzuziehen
seyn.
Jedenfalls ist der Generator mit umgekehrter Verbrennung zu Undervilliers
vortheilhafter, weil dabei der Verlust durch den Rost wegfällt. Dessen ungeachtet
ist aber der Generator im Aostathale mehrere Jahre auf eine genügende und
vortheilhafte Weise im Betriebe gewesen und wird es auch noch seyn, da die erdige
Beschaffenheit des Brennmaterials hier berücksichtigt werden muß.
Folgerungen und Anwendung der Generatoren in großen
Hütten. Wenn wir jetzt nach den vielen erwähnten Beispielen noch an die in
der vorstehenden Abhandlung von Hrn. Lan besprochenen und
von Leplay
In seinem oben angeführten Werke. In dem Zerrenner'schen Werke sind zwei große und sehr ausgezeichnete
Holzgashütten, die zu Brezowa in Ungarn und die zu Nadrag im Banate,
beschrieben und durch Abbildungen erläutert. H. beschriebenen Holzgasöfen in Kärnthen erinnern, so wird es mir gestattet
seyn, die Folgerung zu machen, daß in sehr vielen Fällen und bei allen Sorten von
Brennmaterial, die Gasöfen oder die Oefen mit Gebläseluft entschiedene Vorzüge gegen
die gewöhnlichen Rostflammöfen haben. Da schon die bisher an verschiedenen Orten
angewendeten noch unvollkommenen Gasgeneratoren den Vorzug vor den gewöhnlichen
Zugflammöfen verdienen, so darf man es um so mehr von Generatoren erwarten, die nach
bessern Grundsätzen construirt sind.
Muß man aber diese Generatoren in allen Fällen anwenden? Würde es zweckmäßig seyn,
sie in großen Steinkohlenhütten zu benutzen? Ich bin entschieden dieser Meinung.
Wenn in dieser Beziehung noch keine ernstlichen Versuche gemacht worden sind, so
rührt das daher, weil der verhältnißmäßig niedrige Preis der Steinkohlen es bis
jetzt gestattet hat, von denselben 15 bis 20 Proc., in Form von Cinders die mit der
Asche vermengt sind, zu opfern. Es scheint aber die Zeit gekommen zu seyn, wo die
Preise der Steinkohlen wohl zu berücksichtigen sind und wohlfeilere Hüttenprocesse
durch Brennmaterialersparung, nothwendig eingeführt werden müssen.
Man wirft dem neuen Verfahren besonders die bedeutenden Kosten vor, welche die
Gebläse veranlassen, wodurch auch die Anlage der ganzen Hütte complicirter wird; die
für die Gebläse erforderliche Triebkraft ist jedoch im Allgemeinen nicht bedeutend
und leicht zu beschaffen. Bei nicht backenden Kohlen ist es, wie wir gesehen haben,
gar nicht nothwendig Gebläsegeneratoren anzuwenden, da man mit Zuggeneratoren
ausreicht, und zur Verbrennung der Gase mittelst
Gebläsewinds sich mit Pressungen von 0,010 Meter Quecksilber- oder 0,13 Meter
Wassersäule begnügen kann.
In allen Fällen reicht man mit einem guten Ventilator aus; und wenn es sich darum
handelt gleichzeitig alle Oefen einer Hütte mit Wind zu speisen, so würden die
großen Wetterregulatoren der Steinkohlengruben sehr gute Dienste leisten. Die
Ventilatoren von Fabry und Lemielle,Der Fabry'sche Ventilator ist beschrieben und
abgebildet im polytechn. Journal Bd. CXXX
S. 336, der Lemielle'sche in Rittinger's Bericht über die Bergwerksmaschinen
der Pariser Ausstellung (Wien 1855), S. 80. – Der letztere wird jetzt
sehr häufig in den Steinkohlengruben Belgiens und Nord-Frankreichs
zur Wetterführung angewendet. Nach den Versuchen des Ingen. Glépin gibt er 55 bis 66 Procent
Nutzeffect, der Fabry'sche bei 0,08 Meter
Wassersäule ebenso viel. scheinen besonders zweckmäßig zu seyn. Der letztere liefert Luft mit der
Pressung von 0,10 bis 0,20 Met. Wassersäule; und mit 30 bis 35 Pferdekräften
erzielte man leicht 10 Kubikmeter oder 13 Kilogr. Luft in der Secunde mit einer
mittlern Pressung von 0,13 Meter Wassersäule. Ein solches Luftvolum würde aber
hinreichen um das zur Speisung von 45 Puddelöfen erforderliche Gas zu erzeugen und
zu verbrennen. Ein Puddelofen verbraucht nämlich in der Stunde nicht mehr als 100
Kilogr. gute Steinkohlen nach Abzug des Gewichts der Asche und des Cinders; der
Verbrauch in der Secunde beträgt daher 1/36 Kilogr. Nun sind aber etwa 10 Kilogr.
Luft erforderlich, um 1 Kilogr. Steinkohlen zu vergasen und vollständig zu
verbrennen, also in der Secunde per Ofen etwa 10/36
Kilogr., was für die 13 Kilogr. Luft 46,8 Oefen entspricht.
Somit würde eine Triebkraft von 30 bis 40 Pferden auf den Ventilator von Lemielle angewendet, alle Oefen einer großen Walzhütte
mit Wind versehen können; die Ueberhitze der Oefen, zweckmäßig benutzt, kann aber
mehr Dampf erzeugen, als zum Betriebe der Zänge- und Streckapparate
erforderlich ist.
Der einzige zu lösende Punkt ist daher die Frage, welche Methode, in jedem Falle die
beste Art der Vergasung ist. Ich will diese Frage zu beantworten versuchen,
wenigstens soweit die oben erwähnten Versuche es gestatten.
1) Bei einer gewöhnlichen Backkohle scheint mir ein eigentlicher Generator
unzweckmäßig zu seyn. Die Kohle würde, wie in den Hohöfen, zusammenbacken und den
Gasen den Durchgang versperren. Man muß daher die in Rivière angewendete Methode befolgen und bloß Oefen mit einem
Windstrom anwenden. Es wäre nur noch das Schmelzen der Asche im Vergleich mit jener
Methode zu versuchen.
2) Wenn die Kohlen trockene (mit kurzer oder mit langer Flamme) sind, oder wenn man
Braunkohlen oder Anthracit zu verarbeiten hat, so könnte man Oefen mit Gebläsewind,
eigentliche Generatoren oder selbst Klinkerroste (wie zu Swansea) anwenden,
vorausgesetzt daß man, für erforderliche Temperatursteigerungen, in die letztern
Oefen ebenfalls erhitzte Gebläseluft einführen kann, um die Verbrennung der Gase
besser zu bewirken. Die Wahl unter diesen drei Systemen hängt im Allgemeinen von
Localumständen und besonders von dem größern oder geringern Aschegehalt ab. Es
werden daher einige vergleichende Versuche erforderlich seyn; insbesondere müßte man
den Ofen auf der Rivière-Hütte mit dem Generator mit umgekehrter
Verbrennung zu Undervilliers vergleichen. Der letztere Generator könnte auch, wie
wir sahen, leicht zum Schmelzen der Asche eingerichtet werden; es würde zu dem Ende
hinreichend seyn, den in der Formhöhe liegenden Theil zusammenzuziehen und ihn mit
gußeisernen Wassertrögen zu umgeben; als Flußmittel der Asche könnte man
Schmiedeschlacke anwenden.
3) Für Torf, feuchte holzartige Braunkohlen (sogen. fossiles Holz) und auch für Holz,
scheint mir der zu Undervilliers angewandte Generator, etwas erhöhet und oben etwas
enger, der zweckmäßigste Apparat zu seyn. Wenn man die Gicht offen ließe, so könnte
man ohne empfindlichen Verlust den Wasserdampf entweichen lassen, und anstatt wie zu
Lippitzbach in Kärnthen, gedörrtes Holz anzuwenden, könnte man auch frisch gehauenes
anwenden. Bei einem zu starken Aschegehalt könnte man auch hier den untern Theil des
Herdes so einrichten, daß die erdigen Substanzen mittelst Zuschlag von
Schmiedeschlacken in flüssige Silicate verwandelt würden.