Titel: | Neuerungen im Eisenhüttenbetriebe. |
Autor: | Weeren |
Fundstelle: | Band 303, Jahrgang 1897, S. 174 |
Download: | XML |
Neuerungen im Eisenhüttenbetriebe.
Von Dr. Weeren in
Charlottenburg.
(Fortsetzung des Berichtes Bd. 286 * S.
265.)
Mit Abbildungen.
Neuerungen im Eisenhüttenbetriebe.
Die Rheinischen Chamotte- und Dinaswerke, Abtheilung
Bendorf, haben sich neuerdings eine Ausmauerung für Winderhitzer patentiren lassen,
bei der zwei Arten verschieden geformter Cowper-Rohre zu einem sehr festen Verbände
zusammengesetzt werden.
Die Rohre Fig. 1 bis 3 haben einen äusseren
quadratischen Querschnitt, während der innere eine beliebige Form haben kann. In
ihrer äusseren Gestalt unterscheiden sich die beiden Rohrsysteme dadurch, dass bei
der einen Sorte a die Läugskanten mit Rippen versehen
sind, bei der anderen Sorte b hingegen abgestumpfte
Längskanten vorhanden sind.
Der Aufbau der Ausmauerung geschieht in der Weise, dass in allen über einander
stehenden Schichten die Rohre a einer Schicht auf Rohre
b der darunter liegenden Schicht zu stehen kommen.
Dabei greifen die Rippen der Rohre a einer oberen
Schicht auf die Rippen der Rohre a der unteren Schicht,
die den Rohren b der unteren Schicht benachbart sind,
über. Die Anordnung und Versetzung der Rohre a in den
einzelnen Schichten erfolgt derartig, dass ein geordneter Steinverband und eine
gleichmässige Lastvertheilung zwischen den über einander liegenden Schichten
erhalten wird. Bei einer derartigen Ausmauerung wird durch die Rippen der Rohre a eine gleichmässige Vertheilung des Rohrdruckes auf
alle Rohre erzielt und zugleich die Festigkeit des ganzen Verbandes erhöht. Auch ist
es möglich, an den unteren Rohren Reparaturen vorzunehmen, ohne eine Störung des
ganzen Systems zu verursachen. (D. R. P. Nr. 89089.)
Textabbildung Bd. 303, S. 174
Ausmauerung für Winderhitzer.
Eine auf dem gleichen Princip beruhende neue Ausmauerung für Winderhitzer ist von C. A. Brackelsberg, Ingenieur in Völklingen, erfunden
worden. Von der vorbeschriebenen unterscheidet sich dieselbe vortheilhaft dadurch,
dass alle Steine dieselbe Gestalt haben, sich aber trotzdem zu einem ebenso festen
Verbände vermauern lassen. Die Grundform des neuen Steines ist, wie Fig. 4 zeigt, ein Dreieck, dessen Seiten opq zwecks Bildung des Steingitters entsprechend der
inneren Bohrung abgestumpft sind. Fig. 4 zeigt eine
runde Bohrung. Demgemäss sind bei der Dreiecksgestalt des Steines sechs Steine
erforderlich, um durch die entsprechend ausgesparten Ecken eine neue Bohrung zu
erzeugen. Statt der dreieckigen Grundform können auch quadratische Steine gewählt
werden, auch kann statt der runden Bohrung eine eckige verwendet werden. Immerhin
bleibt aber die runde Bohrung der besseren Reinigung halber die zweckmässigste.
Textabbildung Bd. 303, S. 174
Fig. 4.Ausmauerung für Winderhitzer von Brackeisberg.
Die Art der Ausmauerung veranschaulichen die Fig. 5 und 6, welche in Oberansicht
und Schnitt links die neue Ausmauerung, rechts die bisherige Art der Ausmauerung mit
sechseckigen Steinen zeigen. Durch Aneinandersetzen der Steine abcdef entsteht der Kanal g, sowie Theile von Kanälen hi u.s.w. Bei der
nächsten Schicht werden nun die Steine so gesetzt, dass der Kanal g aus nur einem Stein, der die Ecken der Steine abcdef überdeckt, gebildet wird. Die Ecken dieses
Steines bilden dann Theile der Kanäle bdf. Die nächste
Steinlage wird sodann so gesetzt, dass der Kanal g
ebenfalls aus nur einem Stein gebildet wird, dessen Ecken Theile der Kanäle ace bilden. Die dann folgende Schicht ist gleich der
ersten.
Auf diese Weise entsteht ein inniger Verband, der in Fig. 6 durch die stark
ausgezogenen Linien mn angedeutet ist. (D. R. P. Nr.
87728.)
F. Burgers in Gelsenkirchen schlägt vor, die Rast bei
Hochöfen nicht mehr wie bisher innerhalb des Hochofenschachtes anzulehnen, sondern
den oberen Theil derselben zu einem kastenartigen Tragring für den Schacht
auszubilden, dass die innere Fläche desselben einen Theil der Rast bildet, seine
obere Fläche den Hochofenschacht trägt, während die untere Fläche in bekannter Weise
auf eisernen Tragsäulen ruht.
Burgers bezweckt durch diese Neuerung, die bislang in
Folge des dicken Mauerwerks am wenigsten gekühlte, durch die niedergehenden
Schmelzmassen aber in ganz besonders hohem Grade beanspruchte Stelle des Hochofens
durch eine geeignete Kühlung widerstandsfähiger zu machen.
Fig. 7 zeigt in
senkrechtem Schnitt einen Hochofen, dessen rechte Hälfte die Burgers'sche Neuerung veranschaulicht, während die linke Hälfte die
bisherige Rastanordnung aufweist; Fig. 8 zeigt eine
theilweise Ansicht des Tragringes, sowie der Schachtbekleidung. Der Tragring T liegt mit seiner Innenfläche, die mit einer
feuerfesten Verkleidung versehen sein kann, mit der Rastinnenfläche bündig, besitzt
die Gestalt eines nach aussen offenen Kastens und erhält durch das Spritzrohr R Kühlwasser zugeführt. Derselbe besteht zweckmässig
aus einzelnen Segmenten, die durch Schrauben a und ein
ringsum lautendes Band b zusammengehalten werden.
Textabbildung Bd. 303, S. 174
Ausmauerung für Winderhitzer von Brackeisberg.
Burgers empfiehlt ausserdem, auch den Schacht selbst aus
ähnlich gestalteten kastenartigen, nach aussen offenen Ringsegmenten O zusammenzusetzen, um auch diesen gegen Abnutzung zu
schützen. In dem Schachtgemäuer werden durch nach innen vortretende Ansätze mehrere
unveränderliche Stellen geschaffen, durch die das feuerfeste Mauerwerk, welches
schwächer als sonst üblich gehalten zu werden braucht, sehr gegen Verschleiss
geschützt wird. Die Kästen können in gleicher Weise wie der Tragring T durch Kühlwasser gekühlt werden. (D. R. P. Nr.
88845.)
Georg Günther in Witkowitz, Mähren, macht in Stahl und Eisen, 1894 S. 614 ff., den Vorschlag, den
Hochofenprocess in solchen Industriebezirken, denen ein geeigneter Koks aus weiten
Entfernungen unter erheblicher Vertheuerung zugeführt werden muss, in zwei
selbständige Theile zu zerlegen, den ersteren derselben, den Reductionsprocess, mit
einem billiger zu beschaffenden Brennstoff durchzuführen und nur zur Schmelzung des
in den Erzen reducirten Eisenschwammes Koks bezieh. Holzkohle zu verwenden.
Von ähnlichen Vorschlägen, den Hochofenprocess in zwei Theile zu zerlegen, deren
jeder in einem besonderen Ofen durchzuführen ist, unterscheidet sich der Günther'sche Vorschlag vortheilhaft dadurch, dass er
nicht wie jene sich die directe Eisenerzeugung zum Ziel gesetzt hat, sondern als
Endproduct ein Roheisen, nicht aber ein schmiedbares Eisen oder Stahl gewinnen
will.
Textabbildung Bd. 303, S. 175
Burgers' Neuerung am Hochofen.
In einem vor der „Eisenhütte Oberschlesien“ gehaltenen Vortrage führt Günther aus, dass bei nicht allzu armen Erzen im
Hochofen etwa 4-bis 5mal mehr Koks gebraucht wird, als zur Schmelzung allein
erforderlich ist. Maassgebende Gründe, die dagegen sprechen, den Reductionsprocess,
der demnach den grössten Theil des aufgewendeten Koks für sich beanspruche, in einem
besonderen Ofen mit einem billigeren Brennstoffe (z.B. nicht backenden Kohlen)
auszuführen, seien nicht vorhanden. Die mit einer derartigen Kohle gemischten,
eventuell vorher gerösteten Erze werden in an liegende Koksöfen erinnernden
Retortenöfen, die auf einer Plattform oberhalb des eigentlichen Hochofens liegen,
bei einer so niedrigen Temperatur, die eine Verschlackung etwa unreducirt bleibenden
Eisens unmöglich macht, zu Eisenschwamm reducirt, wobei die abgesaugten gasförmigen
kohlenoxydreichen Reactionsproducte zur Beheizung der von einem Kanalsystem
durchzogenen Retortenwände verwandt werden.
Die reducirten Erze gelangen dann, ohne mit der Atmosphäre in Berührung treten zu
können, in den darunter befindlichen Hochofen, woselbst sie unter Zugabe von Koks
und den erforderlichen Zuschlägen in gewöhnlicher Weise verschmolzen werden.
Die Fig. 9 und 10 veranschaulichen eine
zur Ausführung dieses Verfahrens von Günther
construirte Ofenanlage. Die Reductionsöfen R, sechs an
der Zahl, sind auf einer durch Tragsäulen gestützten Plattform angeordnet. Jeder
Ofen ist 3 m lang, etwa 0,5 m breit und 1,3 m hoch, mit zwei Füllöffnungen O2 und O3 und einem
Gasabzugsstutzen O1 im
Deckengewölbe, ganz nach Art moderner Koksöfen mit Gewinnung der Nebenproducte.
Der Ofenboden besteht aus zwei nach beiden Seiten durch ein Zahnstangensystem Z ausziehbaren Schiebern L, die auf Rollen laufen. Die Ofenvorder- und -rückwand ruht zur Entlastung
der Schieber auf einem besonderen Gewölbe. Der fertige Eisenschwamm fällt aus je
drei der Oefen rechts und links in zwei Behälter T, die
sich durch Schieber n in den unterhalb befindlichen
Schachtofen S entleeren. Durch diese Verbindung mit
letzteren, die einen Durchzug der reducirend wirkenden Schachtofengichtgase
gestattet, herrscht in den Behältern T eine reducirende
Atmosphäre.
Textabbildung Bd. 303, S. 175
Günther's Ofenanlage.
Der Schmelzofen S ist ein etwas grösserer Cupolofen, der
über den Formen 6 m Höhe hat. Oben ist derselbe durch einen Parry'schen Trichter verschlossen, durch den die auf einer tiefer
liegenden Plattform zugeführten Materialien, Koks und Zuschläge, aufgegichtet
werden.
Der Schmelzofen wird mit durch seine Gichtgase erwärmtem Wind betrieben. Die
Reductionsöfen werden durch die Füllöffnungen O2 und O3 mit den mit Kohle gemischten zerkleinerten Erzen
gefüllt und nach Art der Koksöfen von aussen durch die Kanäle k beheizt. Das Heizmaterial für dieselben bildet das
aus ihnen abgesaugte event. in einer Condensationsanlage von Nebenproducten befreite
Gas, welches durch Düsen d in das Zuführungsrohr für
die nach dem Regenerativsystem vorgewärmte Luft eintritt. V ist eine in die Kanäle k ausmündende
Verbrennungskammer. Die auf der anderen Ofenseite abziehenden Abhitzegase entweichen
durch das Heisswindrohr W in den Regenerator und von da
nach der Luftwechselklappe in die Esse.
Ist die Chargirung eines der Retortenöfen beendet, so wird die Retorte durch die
Kanäle k von aussen beheizt. Die sich zu Anfang, so
lange die Beschickung selbst noch nicht erhitzt ist, bildende Kohlensäure wird durch
besondere Oeffnungen abgelassen. Nach Schluss dieser ersten Phase bildet sich
vorwiegend Kohlenoxydgas, welches durch das nunmehr geöffnete Gasventil abgesaugt
wird. Nach etwa 4 Stunden ist der Reductionsprocess beendet; die Bodenschieber
werden gezogen und die Materialien fallen in die Behälter T, aus denen sie vor Oxydation geschützt nach Bedarf in den Schmelzofen
S gegichtet werden.
Günther verspricht sich von diesem neuen Process für die
österreichischen Alpenländer, sowie für Böhmen einen nicht unbedeutenden Vortheil.
Er berechnet die Anlagekosten für eine Tagesproduction von 40 t Roheisen auf rund
220000 M., was bei Zugrundelegung einer 15 jährigen Amortisation und einer
5procentigen Verzinsung rund 17 Pf. für 100 k mache, mithin nicht theurer als beim
jetzigen Hochofenprocess sei. Die Kosten für Erz und Zuschläge bleiben dieselben wie
beim Hochofen. Durch die Benutzung der billigeren Kohle für den Reductionsprocess
stellen sich beide Processe für die genannten Gegenden für 100 k Eisen
folgendermaassen:
Beim Hochofen
Bei der Günther'schenOfenanlage
Koks
0,9 × 2,7
= 2,43 M.
0,3 × 2,7
= 0,81 M.
Kohle
–
– „
0,7 × 0,80
= 0,56 „
Zerkleinerung
–
– „
–
0,50 „
Grösste Regie
–
– „
–
0,10 „
–––––––
––––––––
2,43
1,97
d.h. es würde in den Alpenländern und Böhmen auf diese Art
möglich sein, 100 k Eisen um 0,46 M. billiger als bisher herzustellen, obgleich der
Preis für die Kohle bei der Berechnung ziemlich hoch angenommen ist. Hierzu kommt
aber noch analog der Kokerei die Gewinnung der verwerthbaren Nebenproducte aus den
von den Reductionsöfen stammenden Gasen, die die Selbstkosten des Eisens noch weiter
herunter drücken würden. Bei einem diesbezüglichen Versuche mit entschwefelten
Kiesen und Seegrabener Braunkohle aus Steiermark mit 58 Proc. Kohlenstoff wurde in
den Vorlagen 4,5 Proc. Theer und 0,27 Proc. Ammoniak erhalten.
Ohne bis jetzt über die Zusammensetzung des nach seinem Verfahren gewonnenen
Roheisens bestimmte Angaben machen zu können, glaubt Günther, dass es ein kohlenstoffreiches, im Uebrigen aber an Fremdkörpern
sehr armes Eisen sein wird, dessen Frischung ziemlich rasch von statten gehen wird.
Da die Temperatur in den Reductionsöfen eine niedrige sei, so würde eine Silicium-
oder Manganreduction, die eine sehr hohe Temperatur und eine sehr stark reducirende
Wirkung benöthige, nicht stattfinden können. Auch der Phosphor würde bei der
verhältnissmässig sehr niedrigen Temperatur der Reductionsöfen kaum oder gar nicht
reducirt werden können; ein Gleiches gelte bezüglich des Schwefels. Inwieweit diese
sehr günstigen Verhältnisse sich bewahrheiten werden, kann nur durch grössere
praktische Versuche endgültig dargethan werden.
Die beschriebene Ofenanlage ist Gegenstand des D. R. P. Nr. 76043.
Ueber einen Zusatz von Anthracit zur Koksgicht im
Hochofenbetriebe berichtet Franz Büttgenbach
in der Berg- und Hüttenmännischen Zeitung, 1895 Nr. 36.
Es galt, ein Giessereiroheisen mit grobem graphitreichen Korn ähnlich dem
schottischen Coltnes Nr. 1 zu erzielen. Büttgenbach
gab dem Koks einen Zuschlag von 15 bis 30 Proc. grobstückiger Anthracitkohle
mit 2 bis 3 Proc. Aschen- und 94 bis 95 Proc. Kohlenstoffgehalt unter gleichzeitiger
entsprechender Reduction der Koksgicht. Das unter diesen umständen erblasene
Roheisen zeigte ganz den Charakter des Coltnes Nr. 1
und wurde gerne zu einem höheren Preise abgenommen. Die Gestehungskosten waren bei
dem damaligen erheblich niedrigeren Preise der Anthracitkohle als Koks nicht höher
als vordem. Der Ofen nahm einen höheren Gargang an und kam es häufig vor, dass vor
und namentlich beim Ausblasen nach dem Abstiche Wolken von bis zu 1 bis 2 qc grossen
Graphitblättchen durch die Giesshallen sich verbreiteten.
Der Betrieb war vortheilhaft, doch stellte sich bald der Uebelstand ein, dass sich
die Gestellräume allmählich verschmierten. Länger als 3 Wochen hinter einander
konnte mit dem Anthracitzuschlage nicht gearbeitet werden. Es musste dann umgesetzt
und mehrere Tage mit sauren Schlacken gearbeitet werden. Durch den höheren Preis,
der für das mit Anthracit erblasene Giessereiroheisen erzielt wurde, gestaltete sich
der Betrieb finanziell sehr vortheilhaft. Derselbe wurde über 1 Jahr beibehalten,
dann aber wegen der später zu häufig vorkommenden Gestellversetzungen, des bis auf
das Doppelte steigenden Preises für Anthracitkohlen, für die durch die Einführung
der amerikanischen Dauerbrandöfen die Nachfrage bald eine sehr grosse war, wieder
aufgegeben. Die Ursache der Gestellversetzungen sieht Büttgenbach in dem Decrepiren des verwendeten Anthracits, glaubt jedoch,
dass sich ein Anthracit, der diese üble Eigenschaft nicht aufweist, auch jetzt noch
mit Vortheil in deutschen Hochöfen verwenden lässt.
Einem Vortrage von A. C. Potter-Chicago über amerikanische Hochofenpraxis zufolge arbeitet auf
den neueren Hochofenwerken jeder Hochofen selbständig für sich, entgegen der
früheren Gewohnheit, die Oefen paarweise von einem
Aufzuge zu bedienen. Trat an dem gemeinsamen Aufzuge eine Betriebsstörung ein, so
waren dadurch stets beide Hochöfen zum Stillstande gebracht. Statt der früheren
riesenhaften Gebläsemaschinen finden sich jetzt zwei, auch drei kleinere unabhängige
Maschinen für jeden Ofen; sie arbeiten in ein System von Regulatoren, die derartig
durch Rohrleitungen verbunden sind, dass jeder Hochofen von jedem der Regulatoren
bedient werden kann. Dasselbe Princip der vollständigen Unabhängigkeit ist auch bei
den Dampfkesseln durchgeführt, von denen jeder seine eigene Esse hat. Der einzige
der gesammten Kesselanlage gemeinsame Theil ist die Gasleitung. Sollten in dieser
Störungen eintreten, so können die Kessel durch eine gewöhnliche Rostfeuerung mit
festem Brennstoff weiter geheizt werden, so dass sich eine derartige Störung für den
Hochofen nicht fühlbar machen wird.
Auch die Winderhitzer sind nach demselben Princip angeordnet. Jeder unliebsamen
Betriebsstörung ist dadurch erfolgreich entgegengewirkt. Die Verwendung
wassergekühlter Platten im Hochofengemäuer und um dasselbe verlängert ganz
beträchtlich die Lebensdauer der Oefen und gewährleistet eine grössere
Regelmässigkeit des Profiles, was wiederum einen gleichmässigeren Ofengang zur Folge
hat. (The Iran and Cool Trades Review, 1893 S.
263.)
Ueber die Darstellung von Roheisen mit niedrigem
Phosphorgeholt, welches gegenwärtig von Schweden in bedeutenden Mengen
ausgeführt wird, berichtet H. Tholander in dem Jern Kontorets Annaler Folgendes: Der Phosphorgehalt
darf, um einen angemessenen Preis zu erzielen, nicht über 0,025 Proc. steigen; zu
empfehlen ist es, denselben, wenn irgend angängig, bis auf 0,020 Proc.
herabzudrücken. Es sind hierfür sowohl das Erz, als auch der Kalkstein und die
Holzkohle von maassgebender Bedeutung. Beim Erblasen eines grauen Eisens geht
sämmtlicher Phosphor in das Eisen über. Der Phosphorgehalt der Holzkohlen ist ein
sehr wechselnder; er ist verschieden in der Kohle aus verschiedenen Gegenden,
verschieden in harten und weichen Kohlen, in Kohlen aus reifen Beständen und aus
Durchforstholz, aus entrindetem und nicht entrindetem Holz. Im Allgemeinen kann man
annehmen, dass die Holzkohlen dem erblasenen Eisen 0,015 Proc. Phosphor zuführen. Es
bleiben somit für Erz und Kalkstein nur noch 0,010 Proc. Phosphorzufuhr übrig. Um
somit ein Roheisen von 0,020 Proc. Phosphorgehalt erblasen zu können, dürfen Erz und
Kalk nur noch 0,005 Proc. Phosphor dem Eisen zuführen. Indessen kann man mit
denselben Materialien sehr verschiedene Phosphorgehalte erzielen. Soll ein besonders
phosphorarmes Roheisen erblasen werden, so müssen die Holzkohlen sorgfältig gesiebt
werden; der Siebdurchfall ist besonders reich an abgestossener Rinde, die
bekanntlich stets einen höheren Phosphorgehalt aufweist. Durch Benutzung möglichst
heissen Windes können ferner bis 10 Proc. der Holzkohlengicht gespart werden, was
wiederum den Phosphorgehalt um 0,0015 Proc. herunter drückt. Ausserdem aber findet
unter diesen Umständen keine so vollständige Reduction der vorhandenen Phosphorsäure
statt, vielmehr geht ein Theil derselben in die Schlacke. Je leichter ferner die
Beschickung schmilzt, desto geringer ist der Phosphorgehalt. Auch die mehr oder
minder grosse Basicität derselben ist hierauf von Einfluss. Es empfiehlt sich jedoch
nicht, den Kalkgehalt mehr zu erhöhen, als zur Erzielung einer guten und geläufigen
Schmelzung und der Erhaltung des Schwefelgehaltes in den gewünschten Grenzen nöthig
ist. Tholander ist der Ansicht, dass die Bereitung
basischer Ofenschlacken an sich selbst beim Verarbeiten von phosphorhaltigem sauren Eisenerz von keinem besonderen Vortheil sei;
ihre phosphorbindende Wirkung sei bei der Erzeugung grauen Roheisens nicht
sonderlich gross. Besonders aber wäre dies der Fall, wenn die Schlacke durch
Kalkzusatz zu einem sauren Erz basisch gemacht worden sei. In diesem Falle bestände
die Ofenbeschickung aus Partien des phosphorhaltigen sauren Schmelzgutes und aus
Partien von Kalkstein, die sich gegenseitig nicht früher als unten im Gestell
beeinflussten. Dann aber habe sich ein bereits relativ stark phosphorhaltiges Eisen
gebildet.
Anders verhalte sich die Sache, wenn das Erz schon ohne den Kalkzusatz basischen Charakter habe. Dann sei der Phosphor in dem
Erz durch Kalk oder andere Basen bereits chemisch gebunden und aus diesen
Verbindungen schwieriger zu reduciren. Dies erkläre die Thatsache, dass die schon
für sich eine basische Schlacke abgebenden Erze selbst dann noch zur Darstellung
eines Roheisens mit sehr niedrigem Phosphorgehalt geeignet seien, wenn der
Brennstoffverbrauch ein hoher sei.
Tholander kommt zu dem Schluss, dass der Hochöfner im
Allgemeinen recht wenig thun könne, den Phosphorgehalt im Eisen zu ändern, wenn
dasselbe aus bestimmten Erzen mit vorgeschriebenem Kohlenstoffgehalt
dargestellt werden solle. Das Eisen würde vielmehr durchgängig so, wie es das Erz,
der Kalk und die Kohlen machten. Nur empfehle sich aus den bereits erwähnten Gründen
mit sehr heissem Winde zu arbeiten, nur gut gegen Regen und Schnee geschützte, in
luftigen und trockenen Magazinen auf bewahrte Holzkohlen zu verwenden, sie vor dem
Aufgichten sorgfältig auf Sieben zu reinigen oder aber überhaupt nur entrindetes
Holz zu benutzen.
(Fortsetzung folgt.)