Titel: | Neuerungen im Eisenhüttenbetriebe. |
Autor: | Weeren |
Fundstelle: | Band 299, Jahrgang 1896, S. 295 |
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Neuerungen im Eisenhüttenbetriebe.
Von Dr. Weeren in
Charlottenburg.
(Fortsetzung des Berichtes S. 34 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Neuerungen im Eisenhüttenbetriebe.
II. Roheisenerzeugung.
1) Aufbereitung der Erze u.
dgl.
Den grossen Mengen pulverförmiger eisenhaltiger Erze
und Abfallproducte entsprechend, hat sich die Zahl der Vorschläge, diese wegen
ihres Aggregatzustandes gar nicht oder doch nur mit grossen Verlusten
verhüttbaren Materialien für den Hochofen geeignet zu machen, in den letzten
Jahren erheblich vermehrt. Bei aller Verschiedenheit der einzelnen Verfahren
laufen dieselben sämmtlich darauf hinaus, die pulverförmigen Erze o. dgl. in
Stückform umzuwandeln.
Zu diesem Zwecke schlägt die Concrete Iron Company
in New Jersey vor, die Stauberze in einem Cupolofen niederzuschmelzen und in
Formen abzustechen. Die so erhaltenen festen Stücke sollen dann im Hochofen
verhüttet werden. (Amerikanisches Patent Nr. 467361.)
Aehnliche Vorschläge sind in Deutschland bereits 1888 von Thau und später von Stein gemacht worden
(vgl. die deutschen Patentschriften Nr. 47132, 49963 und 56772). Es dürfte sich
indessen das neue amerikanische Verfahren in gleicher Weise wie die älteren
deutschen Verfahren als zu kostspielig erweisen. Aus diesem Grunde ist auch in
der neuesten Zeit dieser Weg wieder aufgegeben und versucht worden, auf
nassem Wege bezieh. durch Beimengung geeigneter Bindemittel den beabsichtigten
Zweck zu erreichen.
1891 schlug der Georgs-Marienbergwerks- und
Hüttenverein in Osnabrück hierfür die Anwendung von Gichtstaub vor. Die Kiesabbrände oder sonstigen
pulverförmigen Eisenerze sollten mit dem trockenen Gichtstaub in einer
Mischvorrichtung gemischt und das Gemenge zu Briquettes gepresst werden. Ueber
die technische Verwerthbarkeit dieses Verfahrens ist unseres Wissens nichts
Nennenswerthes bekannt geworden. Es liegt indessen die Befürchtung nahe, dass
derartigen Erzbriquettes die erforderliche Festigkeit fehlt und ein erheblicher
Zerfall derselben im Ofen selbst unvermeidlich ist.
Des Weiteren schlug dieselbe Gewerkschaft vor, hierfür die Rückstände der Anilinölfabrikation, sowie die bei
der Gasfabrikation benutzte Laming'sche Masse,
welche beide in hohem Grade eisenhaltig sind, als Bindemittel zu verwenden. Die
Herstellung der Eisenerzbriquettes erfolgt in der vorstehend bereits
beschriebenen Weise. (D. R. P. Nr. 69345.)
Schüchtermann und Kremer in Dortmund empfehlen als Bindemittel pulverisirte Thomasschlacke, die mit den Erzen gemengt und zu
Pressteinen verarbeitet werden soll. Derartige Erzbriquettes können nach ihrer
Angabe ohne weiteres Trocknen verhüttet werden; sie sintern zusammen und bleiben
noch bei Weissglühhitze vollständig hart. (D. R. P. Nr. 64264.)
Nikolaus Henzel in Wiesbaden will pulverförmige
Schwefelkiesrückstände, welche beim Rösten staubförmiger Schwefelkiese oder bei
der Kupferextraction von Kiesabbränden entfallen, dadurch für die Verhüttung im
Hochofen geeignet machen, dass er dieselben mit einem angemessenen Procentsatz
an zerkleinertem Thon in feuchtem Zustande in einem
Rührwerke innig vermengt. Diese Masse wird zu formlosen Klumpen verarbeitet und
kann dann ohne weitere Trocknung sofort in den Hochofen aufgegeben werden,
obgleich eine vorherige, sehr schnell von statten gehende Austrocknung an der
Luft vorzuziehen ist.
Derartige Erzbriquettes erhärten und brennen im Ofen sofort sehr fest, so dass
von dem Gasstrom nur sehr geringe Mengen fortgerissen werden, sind aber nichts
destoweniger so porös, dass sie den reducirenden und kohlenden Gasen sehr
zugängig sind. Der Gehalt der Erzklumpen an Thonerdesilicat befördert die
Reduction von Kieselsäure bezieh. die Aufnahme von Silicium in das Eisen.
Die Menge des zuzusetzenden Thones, welcher am besten und billigsten in Form von
Lehm verwendet wird, richtet sich in erster Linie nach der Menge des Siliciums,
welche in das Eisen gebracht werden soll. Sollen z.B. obengenannte
Hüttenproducte mit anderen Erzen auf siliciumarmes Eisen verhüttet werden, so
genügen etwa 5 Proc. Thon. Will man jedoch aus jenen phosphorfreien Oxyden, und
zwar ausschliesslich aus ihnen, vorzügliches Hämatiteisen erblasen, so rührt man
etwa 10 Proc. Thon ein, und man erhält dabei in den erhärteten Klumpen einen
„Rotheisenstein“ mit etwa 59 bis 60 Proc. Eisen und 10 bis 11 Proc.
unlöslichem Rückstande. Für die Herstellung von Ferrosilicium dagegen mit 14
Proc. und mehr Silicium werden diese Oxyde durch Einrühren von etwa 30 Proc.
Thon bezieh. Lehm zu einem vorzüglichen Erz. Ein solches Material enthält 45 bis 46 Proc.
Eisen, 29 bis 30 Proc. unlöslichen Rückstand und Spuren von Phosphor. (D. R. P.
Kl. 18 Nr. 71203.)
Die Duisburger Kupferhütte verwendet nach einem ihr
geschützten Verfahren (D. R. P. Nr. 78013) die Asche von
Steinkohlen oder Koks unter Zusatz von gebranntem Kalk als Bindemittel für Kiesabbrände
und gibt an, sehr gute Resultate erzielt zu haben. Abgesehen von der Verwerthung
dieser Abfallproducte soll der Gehalt derselben an Kieselsäure und Thonerde,
Kalk, Alkali u.s.w. ein sehr gutes Flussmittel abgeben, vor allem aber der nicht
unerhebliche Eisengehalt derselben nutzbar gemacht werden. Zeigen doch nach
Analysen von Dr. F. Muck die Aschen westfälischer
Steinkohlen den erheblichen Eisenoxydgehalt von 46, 51, 55, ja 74 Proc., während
Kohlen aus dem Aachener Revier bis 60 Proc. Eisenoxyd ergaben.
William Thomlinson in West Hartlepool (England)
stellt aus gemahlener Hochofenschlacke, Wasser und
gebranntem Kalk einen Cement her, mit dem er
die pulverförmigen Eisenerze oder Eisenrückstände aller Art vermengt, zu
Briquettes formt und durch künstliche oder natürliche Trocknung zu harten
Steinen gestehen lässt. Ein Kalkzusatz erweist sich bei hohem Gehalt der
Schlacke oder der Erze an Kalk oder Thonerde als überflüssig. (D. R. P. Kl. 18
Nr. 80278.)
Dr. Fritz Wüst in Duisburg wendet für mulmige
Eisenerze u. dgl. Wasserglas an. Dieselben werden
mit etwa 7 Proc. Wasserglas gemischt und in einer Presse zu Briquettes gepresst.
Dann setzt man sie bei mässiger Temperatur der Einwirkung von Kohlensäure aus.
Letzteres hat den Zweck, das Wasserglas in freie Kieselsäure und in kohlensaures
Natron zu zerlegen. Die Kieselsäure wird durch die Trocknung in die
wasserunlösliche Form übergeführt, so dass das Erz nunmehr durch ein kieseliges
Bindemittel briquettirt ist. Das Natron des kohlensauren Natrons wirkt insofern
günstig, als es nicht nur die fallende Schlacke leichter schmelzbar macht,
sondern auch das Uebertreten von Schwefel in das Eisen verhindert, indem es mit
jenem Schwefelnatrium bildet. Dieser Umstand ist bei der Verhüttung von
Kiesabbränden, die meistens noch einige Procent Schwefel enthalten, von
Wichtigkeit. (D. R. P. Kl. 18 Nr. 82120.)
Schliesslich ist noch ein Vorschlag von Richard
Fegan in Templecrone (England) zu erwähnen, der sich zwar allem
Anscheine nach mehr auf die Verhüttung anderer staubförmiger Erze, z.B. Zink-
oder Bleierze, als auf die Briquettirung von Eisenerzen bezieht, indessen der
Vollständigkeit halber an dieser Stelle zu nennen ist.
Ausgehend von dem Gedanken, dass die Reduction von Metalloxyden eine um so
vollständigere ist, je inniger die Berührung derselben mit Reductionsstoffen
ist, mischt Fegan die Erze und das Reductionsmittel
in fein zerkleinertem Zustande mit Naphtalin und
den Destillationsrückständen von Harz oder Paraffin unter Erhitzung bis zum Schmelzen des
Naphtalins und lässt dann das Ganze in Formen erkalten, wobei das Naphtalin und
die Harzrückstände die anderen Bestandtheile fest zusammenbinden. Derartige
Erzkohlenbriquettes sind nach Fegan's Angabe sehr
fest und widerstandsfähig und behalten ihre Form im Schmelzofen genügend lange,
um eine Reduction des gesammten Metallgehaltes zu gestatten. (D. R. P. Kl. 40
Nr. 81906.)
Th. Twynam in Blandford formt aus Kohle und
Eisenerzen Briquettes und erhitzt dieselben so weit, dass bereits eine
theilweise Reduction des Eisenoxyds durch die Kohle stattfindet. Diese
Briquettes werden beim Stahlschmelzen dem Bade zugesetzt. (Englische
Patentschrift Nr. 5568 A. D. 1893.)
F. W. Lürmann berichtet in Stahl und Eisen, 1894 Bd. II S. 618 u. ff., über die magnetische
Aufbereitung und Verhüttung von Spatheisenstein bei Allevard in Savoyen, südlich
von Genf durch die Firma Schneider und Co. in
Creuzot.
2) Hochofenbetrieb.
W. Hawdon und R. Howson
haben in ihrem Werke zu Newport (Cleveland) seit einiger Zeit einen neuen
Hochofen erbaut, dessen Form die Fig. 4
veranschaulicht. Die oberste Rast A befindet sich
6,705 m unter der Gicht; die zweite Rast B liegt
6,095 m unter der ersten und 7,925 m über der unteren C. Letztere liegt wesentlich tiefer und ist weniger steil, als dies
gewöhnlich der Fall ist. Der Hauptzweck dieser Anordnung ist der, den oberen
beiden Rasten A und B
einen grossen Theil des Druckes der Beschickung zu übertragen, um die darunter
liegende Beschickung lockerer zu erhalten. Die untere Rast C ist so tief angelegt, dass sich die auf ihr
ruhende Beschickung bereits in einem halb geschmolzenen Zustande befindet.
Textabbildung Bd. 299, S. 296
Fig. 4.Howdon und Howson's Hochofen.
Nach einem Vortrage Hawdon's auf dem Meeting des Iron and Steel Institute 1894 soll ein derartiges
Hochofenprofil gegenüber den bisherigen ganz erhebliche Vortheile bieten. Der
Gang eines Hochofens mit mehreren Rasten sei, wie zwölfwöchentliche Versuche in
Newport ergeben hätten, ausserordentlich regelmässig, die Production derselben
eine erheblich grössere und der Koksverbrauch niedriger, als bei einem
gewöhnlich profilirten Ofen gleichen Inhaltes. Die wöchentliche Erzeugung
betrage etwa 690 t Roheisen bei einer Ersparung von 50 k Koks auf 1 t Roheisen
Nr. 2 oder 3.
Ausführlichere Mittheilungen über den Hawdon-Howson-Hochofen finden sich im Journal of the Iron and Steel Institute, Bd. XLV S.
78, 89 und 104, Engineering vom 6. Juli 1894, S. 27
und 28, und Stahl und Eisen, 1894 Nr. 13 S. 574 bis
581.
Franz Büttgenbach berichtet in der Berg- und Hüttenmännischen Zeitung, 1895 S. 331 u.
ff., über Bodensteine für Hochöfen und empfiehlt
zum Schluss, einen solchen aus einem Roheisenblocke, der von einigen Kühlkanälen
für Wasser durchzogen ist, herzustellen. Eine derartige Anordnung erscheint mit
Rücksicht auf die nicht unerhebliche Wärmeentziehung durch denselben nicht
unbedenklich.
Kühlformen und Kühlkästen für Hochöfen von Büttgenbach, Berg-
und Hüttenmännische Zeitung, 1895 S. 415 u. ff.
Zur Sicherstellung gegen Eisenausbrüche aus Hochöfen
empfiehlt Büttgenbach in der Industrie Brüssel, 1895 Nr. 44, das Gestell bis zur
Höhe der Formen und vortheilhaft 15 bis 20 cm tief in den Bodenstein mit
gusseisernen Segmenten von 12 bis 15 cm Stärke zu umgeben. Ein Blechmantel biete
wenig Schutz, falls einmal das Eisen bis zu diesem durchgedrungen sei. Eine 12 bis 15
cm starke Gusseisenumhüllung hielte hingegen, besonders wenn sie noch von aussen
mittels des von den Formen im Ueberfluss zur Verfügung stehenden Kühlwassers
berieselt würde, durchgebrochenes Eisen mit Sicherheit zurück.
Textabbildung Bd. 299, S. 297
Kühlformen von Büttgenbach.
Ueber Versuche mit Hochofenformen aus Chamottemasse berichtet Büttgenbach a. a. O. S. 349 u. ff. (Fig. 5 und 6). a stellt die Chamotteform dar, in welcher die
bewegliche Metalldüse b sich mit dem Düsenring fest
anlegt. Zweckmässig wird dem Maule der Chamotteform derselbe Durchmesser
gegeben, den die Düse besitzt, da unter diesen Umständen der Gebläsewind
directer in den Ofenraum dringt und die Gestell wände weniger, angreift.
Derartige Formen sollen etwa nur den 20. Theil einer Metallform kosten.
Diese Chamotteformen, die ohne Wasserkühlung waren, hielten sich bei demselben
Ofen verschieden gut: während die einen 4 bis 6 Wochen aushielten und dann rasch
und leicht entfernt werden konnten, waren sie an anderen Stellen schon nach
wenigen Tagen der Auswechselung bedürftig.
Aus diesem Grunde wurden neue Chamotteformen mit Wasserkühlung ähnlich wie
Metallformen ausgestattet. Derartig verbesserte Chamotteformen ergaben sehr gute
Resultate; doch konnten die Versuche nicht lange genug, um ein abschliessendes
Urtheil abgeben zu können, fortgesetzt werden, weil die Oefen wegen
Handelsconjuncturen ausgeblasen werden mussten. Trotzdem glaubt Büttgenbach zu weiteren Versuchen ermuthigen zu
dürfen und schlägt ausserdem vor, jegliche Metallformen mit einem Schutzmantel
a aus Chamotte zu umgeben, welch letzterer die
Metallform b vorzüglich gegen die zerstörende
Wirkung des herabtropfenden Roheisens schützt. Eine besondere Wasserkühlung
dieses Mantels ist überflüssig, weil er sich eng an die Metallform b anschmiegt und durch diese mitgekühlt wird.
In einem Vortrage über die technischen Fortschritte des
deutschen Hochofenbetriebes seit dem Jahre 1882 berichtet van Vloten in Horde u.a. über Hochofenstopfbüchsen, welche die neueren Hochöfen,
bei denen das Gichtplateau unabhängig vom Ofen ist und durch ein eigenes Gerüst
getragen wird, benöthigen. Der Gasfang derartiger Oefen wird vom Gichtplateau
getragen, woraus sich beim Betriebe des Ofens die Schwierigkeit ergibt, der
fortwährenden Verschiebung des Ofens in dem Gasfang, hervorgerufen durch die
wechselnde Ausdehnung desselben, Rechnung zu tragen. Sowohl von Steffen als auch von Lürmann sind Vorschläge gemacht, dass sich der eigentliche Ofenschacht
in dem an dem Gichtplateau aufgehängten Ofentheil frei bewegen kann. Derartige
Stopfbüchsen, wie man füglich diese Einrichtungen bezeichnen kann, sind in
ihren zweckmässigsten Ausführungen in den Fig. 7 bis 12 abgebildet und
zwar bedeutet in denselben a das eigentliche
Ofengemäuer und b den an dem Gichtplateau
aufgehängten Ofentheil.
Neue Gichtverschlüsse und Beschickungsvorrichtungen
für Hochöfen enthalten die amerikanischen Patente Nr. 518769 von T. F. Witherbee in Port Henry und Nr. 533019 von
Philetus C. Reed in Sharpsville.
Textabbildung Bd. 299, S. 297
Hochofenstopfbüchsen. Rhein. Stahlwerke; Creuzthal; Aplerbeck; Donawitz;
Entwurf; Creuzthal.
Grosse Bedeutung hat die Frage der Winderhitzung
gewonnen, da man den grössten Theil der gegen früher erzielten Ersparnisse auf
die jetzige hohe Winderhitzung zurückführen darf. Während dieselbe früher bei
eisernen Apparaten durchschnittlich höchstens 450°, bei steinernen höchstens
600° betrug, arbeitet man jetzt in der Regel mit Temperaturen von 750 bis 800,
selbst 1000° C. Höhere Windtemperatur verursacht sowohl Koksersparniss als auch
erhöhte Production. Es dürfte für die rheinischwestfälischen Verhältnisse bei
einem Steigen von 450 auf 750° C. für 1 t Roheisen 200 bis 300 k Koksersparung
einbringen. Zur Zeit haben die steinernen Winderhitzer die eisernen vollkommen
aus dem Felde geschlagen, und unter ersteren hat wiederum der Cowper'sche Winderhitzer die übrigen steinernen
Systeme, wie z.B. die Whitwell- und Massicks-Crooke-Apparate, mehr und mehr
verdrängt. Dabei macht sich das Streben bemerklich, die Apparate bei demselben
Durchmesser höher als früher zu bauen; denn während vordem bei einem Durchmesser
von 6 m die Höhe 20 bis 21 m betrug, gibt man ihnen jetzt bei demselben
Durchmesser 23,25 m und noch mehr Höhe.
Um den Wind für einen grösseren Hochofen constant auf 700 bis 800° C. zu
erhitzen, müssen in der Regel drei Cowper-Apparate in Betrieb sein; ausserdem
ist für je zwei Hochöfen ein Reserveapparat erforderlich. Bei Neuanlagen gibt
man jedem Hochofen sogar vier Cowper und eine eigene Heisswindleitung, wodurch
es möglich wird, jeden Ofen mit der Windpressung zu betreiben, welche der
Betrieb als wünschenswerth erscheinen lässt.
Als Ausmauerungsmaterial nimmt man jetzt in der Regel feuerfeste Quarzsteine, die
sehr billig sind. Nur für den oberen Theil des Gitterwerkes, für die Kuppel und
häufig auch für den Schacht werden gewöhnlich Chamottesteine von
Hochofenqualität genommen, weil dieselben widerstandsfähiger gegen Verschlacken
durch den Gichtstaub sind.
Als bedeutungsvoll für eine möglichst lange und ungeschwächte Betriebsdauer der
steinernen Winderhitzer hat sich ein möglichst sorgfältiges Reinhalten derselben
von Gichtstaub erwiesen, was man auf zweierlei Weise anzustreben sucht. Entweder
werden die Gichtgase, falls sie grössere Mengen von Gichtstaub enthalten,
sehr gründlich in besonderen Apparaten gewaschen und gereinigt, oder aber der
Winderhitzer selbst in bestimmten Intervallen ausser Betrieb gesetzt und durch
Ausblasen mit Wind, durch Schiessen, besser aber durch Auskehren mit
Drahtbürsten gereinigt. Am rationellsten ist aber eine Reinigung der Gase, bevor
sie in den Winderhitzer gelangen. Einerseits leiden die Apparate ganz erheblich
durch die Abkühlung, haben also eine kürzere Lebensdauer, andererseits wird bei
Einschaltung genügend grosser und zweckmässiger Reinigungsapparate der sonst
unumgänglich erforderliche Reservewinderhitzer überflüssig und schliesslich
enthält in vielen Fällen der Gichtstaub eine grosse Mengeverwerthbarer Producte,
wie z.B. Zinkstaub. Dass bei sorgfältiger Reinigung der Gichtgase eine Reinigung
der Winderhitzer selbst bei hohem Gehalt der Gichtgase an Gichtstaub unnöthig
ist, beweisen die Verhältnisse auf der Friedenshütte in Schlesien. Trotz des bekanntlich sehr starken
Gichtstaubgehaltes der dortigen Gichtgase sind die Winderhitzer bereits 7 Jahre
in Betrieb, ohne bis jetzt einer Reinigung bedurft zu haben.
Textabbildung Bd. 299, S. 298
Winderhitzer von Clure und Amsler.
An neuen steinernen Winderhitzern ist zunächst der von Mc. Clure und Amsler in Pittsburgh zu
nennen, der manche Verbesserungen aufzuweisen hat. Die Zeichnungen Fig. 13 und 14 zeigen diese an
den Ausführungen von Massicks und Crooke, für einen Apparat von 18 engl. Fuss
Durchmesser. Innerhalb eines Jahres sollen 14 dieser Oefen in Betrieb gesetzt
worden sein. Um einem Versetzen und Zerreissen des Mauerwerkes durch Ausdehnung
und Wiederzusammenziehen vorzubeugen, ist der obere Verbindungskanal, anstatt
sich fortsetzende Feuerzüge zu bilden, zu einem Zwischenraum ausgebildet. Sowohl
die Decke d als auch der gewölbeförmige Boden b bilden getrennte Theile des senkrecht
aufsteigenden Mauerwerkes. Der Ofen hat einen äusseren Mantel m, dessen Decke aus einem den
Schornsteinaufsatz s tragenden abgestumpften
Kegel besteht. Das innere Gemäuer ist in eine Anzahl ringförmiger und
concentrisch laufender Feuerzüge eingetheilt. Als Verbrennungskammer dient der
untere Theil des centralen Zuges z, der sich bis an
den oberen, den Boden des oberen Zwischenraumes bildenden Gewölbebogen b erstreckt. Von da steigt ein mittlerer Feuergang
f, welcher, um die Heizfläche zu vergrössern,
durch radial eingesetzte Wände w in eine Anzahl
Kammern getheilt ist, wieder bis zur Ofensohle nieder. In dem unteren Theile
dieses mittleren Feuerzuges sind Oeffnungen o
angebracht, welche die Gase gleichmässig in einen äusseren ringförmigen Zug r überführen. Auch dieser äussere Zug a ist durch senkrechte Radialwände l in eine grosse Anzahl Kammern eingetheilt. Diese
Zwischenwände reichen jedoch nicht bis zu den Verbindungsöffnungen zwischen dem
mittleren und äusseren Feuerzügen, so dass hierdurch eine ununterbrochen
umlaufende Eintrittskammer gebildet wird. Der Kamin ist mit einem
Abschlussventil h versehen. Zur besseren
Verbrennung der bei i eintretenden Gase ist bei n ein Luftzutritt vorgesehen.
Textabbildung Bd. 299, S. 298
Winderhitzer von Kennedy.
Der Winderhitzer von Hugh Kennedy (Fig. 15 und 16) besitzt drei
völlig von einander unabhängige Verbrennungsräume A,
B und C, die sich quer durch den ganzen
Apparat erstrecken und die an jedem Ende verschliessbare Oeffnungen E haben. Durch letztere werden während der
Heizperiode sechs Gasbrenner (von jeder Seite drei) eingeführt. Die Verbrennung
ist beim Gaseintritt in die Ziegelthürme beendet, obwohl die Höhe vom Boden bis
zum Gewölbefusse nur 4 m beträgt. Die Verbrennungsproducte treten direct durch
die 3 m hohen Kamine aus, deren einer für die Kammer A, und der zweite für B und C dient. Die Abschlussventile der Kamine werden
gegen die heissen Gase durch Cylinder H geschützt,
die beim Heizen in den Kamin herabgesenkt werden.
Der Gebläsewind tritt durch F ein und erwärmt sich
etwas in dem schmalen Kanal D aufsteigend. Dann
geht derselbe in dem ersten Verbrennungsschacht A
nieder, steigt in B wieder hoch, um in den dritten
Schacht C niederzufallen und durch Kanal G den Apparat zu verlassen. Während in dem ersten
und dritten Verbrennungsschacht A und C der durchströmende Wind auf immer heissere
Steinmassen trifft, erfolgt im mittleren Raume B
der umgekehrte Vorgang, was gegen diese Führung des Windes zu sprechen
scheint. Es ist indessen zu berücksichtigen, dass die Räume A und B nur vorwärmend
wirken sollen, die Endtemperatur aber erst in dem letzten Schachte C erreicht werden soll. Als vortheilhaft dürfte
sich die Anordnung von mehreren Brennern E
herausstellen, von denen jeder für sich regulirt werden kann, wodurch eine sehr
vollständige Verbrennung der Heizgase erreicht und das Vorhandensein
überflüssiger Verbrennungsluft vermieden werden kann. Jeder der Brenner besteht
aus einem 20,3 cm weiten Rohr, in welchem eine 7,6 cm weite Röhre concentrisch
eingebaut ist. Durch letztere tritt in regulirbarer Menge Luft ein, während der
Rest derselben durch den zwischen dem weiten Rohre und dem Apparate
verbleibenden Zwischenraum eintritt. Das Gas strömt durch das weite Rohr ein,
und zwar bei 103 mm Quecksilberdruck in der Leitung. Es expandirt deshalb bei
seinem Austritt sehr stark und verbrennt fast augenblicklich.
Die Vortheile dieses Winderhitzers sollen folgende sein: Die Gasverbrennung ist
überall im Apparat controlirbar und deswegen eine sehr gute Verbrennung leicht
zu erzielen. Die Gewölbe werden nie überhitzt, da sie von der Verbrennungsstelle
sehr fern liegen. Gasruss setzt sich wenig ab, ist aber überdies durch Oeffnen
der Reinigungsventile leicht zu entfernen.
Auf den Werken der Warwick Iron Co. sollen drei
Apparate im Betrieb sein, welche 18,3 m hoch sind und 6,1 m Durchmesser
besitzen. Die Maximalgebläsemenge beträgt 594,6 cbm in der Minute, die
durchschnittliche 450 cbm und die Erwärmungsfläche nur etwa 1765 qm. Die
Heizperioden sollen sehr kurz, die Winderhitzungsperioden jedoch sehr lang und
fast ohne jegliche Temperaturschwankungen sein. Dabei soll sich fast jede
Temperatur des Windes erreichen lassen.
Der Winderhitzer von Siepermann und Riegermann in Elberfeld (Fig. 17 bis 19) besteht aus zwei
Erhitzungskammern AA1, von denen immer eine durch die
Gichtgase und einen Theil der hocherhitzten Gebläseluft beheizt wird, um dann
nach Umstellung des Apparates zur Erhitzung der Gebläseluft zu dienen. Dabei ist
die Einrichtung so getroffen, dass die Ventile oder Klappen nur mit
verhältnissmässig kalten Gasen in Berührung kommen. Die Trennung der
hocherhitzten Luft in einen zum Betriebe des Hochofens oder zu anderen Zwecken
dienenden Strom und in den für die Verbrennung des Kohlenoxydgases
erforderlichen Theil erfolgt vielmehr in einer Kammer mit entsprechend gewählten
Oeffnungen, die während der Thätigkeit des Apparates nicht geregelt zu werden
brauchen.
Die beiden Kammern A und A1 stehen durch Kanäle aa1 mit der
Umstellklappe E in Verbindung, der ein Kanal b die kalte Gebläseluft zuleitet, während der Kanal
d zum Schornstein führt. Diese
Erhitzungskammern gehen in die Verbrennungskammern V und V1
über, welche durch eine Kammer B mit einander durch
Oeffnungen cc1
zusammenhängen. Die Verbrennungskammern V und V1 sind durch
Kanäle vv1 mit der
Leitung mit Umstellklappe D für die Kohlenoxydgase
verbunden. Der Kanal F für die Ableitung der
erhitzten Luft steht durch eine Oeffnung c2 mit der Mittelkammer B in Verbindung.
Stehen beide Klappen E und D wie in der Zeichnung angegeben, so geht die vom Gebläse kommende
Luft durch a, durchstreicht die Kammer A, wird hier stark vorgewärmt und gelangt aus
Kammer V durch Oeffnung c in die Kammer B. Hier theilt sich die
hoch erhitzte Luft, ein Theil geht durch c2 nach Kanal F und
zur Verbrauchsstelle, der andere Theil hingegen gelangt durch c1 in die Kammer
V1 und trifft
hier mit den durch Kanal v1 zuströmenden Kohlenoxydgasen zusammen. Durch
die Verbrennung der letzteren wird dann die Kammer A1 erhitzt und die Verbrennungsgase
gelangen durch a1
zum Schornstein.
Werden beide Klappen D und E umgestellt, wie durch punktirte Linien angedeutet, so tritt die
Gebläseluft durch a1 nach A1, erhitzt sich hier, tritt durch c1 nach B und theilt sich; ein Theil derselben geht wieder
durch c2 zur
Verbrauchsstelle, der andere durch c nach V, wo er zur Verbrennung der Kohlenoxydgase dient
und die Kammer A erhitzt.
Durch passende Wahl der Grösse der Oeffnungen c,
c1 und c2 hat man es in der Hand, nach jeder
Richtung das gewünschte Luftquantum zu treiben. Da diese Oeffnungen nur von
heisser Luft und nicht von brennenden Gasen durchströmt werden, sind ihre Wände
einem Verschleiss oder einer Verschlackung nicht unterworfen. (D. R. P. Nr.
82159.)
Textabbildung Bd. 299, S. 299
Winderhitzer von Siepermann und Riegermann.
Wladimir Berner in St. Petersburg schlägt vor, den
Gebläsewind anstatt wie bisher durch den Winderhitzer zu pressen, durchzusaugen.
Diese saugende Wirkung wird durch Anwendung eines Injectors erzielt, der mit
durch einen Compressor gelieferter Druckluft betrieben ist.
Zum Erhitzen der durch diese Injectoren angesaugten Luft werden vortheilhaft die
gewöhnlichen Siemens-Regeneratoren angewendet, wobei die Luft vor ihrem
Eintreten in diese Regeneratoren dadurch vorgewärmt wird, dass sie Gruben
passirt, in welche glühende Eisen- oder Schlackenmassen eingebracht werden.
Um die Wirkung der Injectoren zu verstärken, können zwischen den Regeneratoren
und den Injectorkammern Ventilatoren eingeschaltet werden, welche die durch die
Regeneratoren erhitzte Luft ansaugen und vor den Injectoren verdichten.
Die Fig. 20 bis 24 zeigen eine
derartige Winderhitzungsanlage.
Das Ansaugen der Luft erfolgt, wie erwähnt, durch Injectoren A aus Aluminiumbronze, und zwar aus den
Regeneratoren B (vortheilhaft
Siemens-Regeneratoren), welche durch die Kanäle 1
und 2 mit den Injectorräumen in Verbindung
stehen.
Textabbildung Bd. 299, S. 300
Winderhitzungsanlage von Berner.
Die Injectoren wirken mittels comprimirter Luft, zu welchem Behufe ein Compressor
C angeordnet ist, der die Druckluft in den
Regulator D zwecks Druckausgleichung und aus diesem
durch die Rohre a und die Einströmkanäle a1 (Fig. 22) in die Injectoren A treibt. In Folge dessen wird die behufs Vorwärmung durch die
glühende Eisen- oder Schlackenmassen enthaltenden Schlackengruben b geleitete und darauf in die Regeneratoren B einströmende, daselbst erhitzte atmosphärische
Luft durch die Kanäle 1 und 2 (Fig. 22) angesaugt.
Die durch den Kanal 1 nach oben strömende Luft wird
hierbei vom Staub befreit und gelangt zu Gittern E
aus Aluminiumbronze, welche alle mitgerissenen festen Bestandtheile
zurückhalten, so dass eine Verunreinigung der Injectoren hinten angehalten
wird.
Da sich die Druckluft mit der angesaugten, durch die Regeneratoren B erhitzten und sodann gereinigten Luft, welche
durch seitliche Oeffnungen a2 in die Injectoren eintritt, mischt, so ordnet
man die Zuleitungsrohre a für diese Druckluft, um
Wärmeverlusten vorzubeugen, in einem Rauchkanal G
an, wodurch die Druckluft ebenfalls heiss die Injectoren durchströmt und sich in
erhitztem Zustande mit der heissen Luft mischt. Hierbei wird die gereinigte Luft
in Folge der Ausdehnung der Druckluft beim Durchgang durch die Injectorendüsen
a3 derart
verdichtet, dass sie in die Windleitung F mit einem
Druck eintritt, welcher zur Erzeugung einer für metallurgische Zwecke geeigneten
Temperatur (500 bis 600° C.) genügt.
Die zur Fortbewegung der Luft aus den Regeneratoren in den Ofen zur Ueberwindung
des Widerstandes in dem letzteren nothwendige Arbeit ist ebenso gross, wie bei
Anwendung von Gebläsemaschinen und steinernen Winderhitzungsapparaten.
Zwischen die Regeneratoren B und die Injectoren A können auch Ventilatoren eingeschaltet
werden.
In diesem Falle wird dann erhitzte atmosphärische Luft, anstatt sie aus den
Regeneratoren einzig und allein durch die auf Compressorwind von etlichen
Atmosphären arbeitenden Injectoren anzusaugen, vorher nach ihrer in
gleicher Weise erfolgten Erhitzung und Reinigung von diesen Ventilatoren
angesaugt und verdichtet, um, von dem hohen Druck des Compressorwindes
unterstützt, in den Düsen der Injectoren eine grössere Pressung zu erlangen und
mit dieser Pressung in die Windleitung getrieben zu werden.
Diese Ventilatoren werden je nach der zu erzielenden Temperatur aus Gusseisen
(für Temperaturen bis 400° C.) oder aus Aluminiumbronze (für solche bis 700° C.)
hergestellt und ihre Kammern mit feuerfesten Steinen ausgekleidet. Die Fig. 23 und 24 zeigen eine
solche Anlage.
Textabbildung Bd. 299, S. 300
Fig. 22.Winderhitzungsanlage von Berner.
A sind die Injectoren, V1V2V3 die Ventilatoren, deren Kammern V einen fortlaufenden Kanal bilden, in welchen die
aus den Regeneratoren kommende Luft durch den Kanal 1 eintritt, um der Reihe nach durch die Ventilatoren zu gehen. Hierbei
wird sie immer mehr verdichtet und gelangt schliesslich aus dem letzten
Ventilator in einen cylindrischen Behälter W, aus
dem sie durch die Reinigungsgitter E in die
Injectorkammer eintritt. Durch den hohen Druck des mit den Injectoren A in Verbindung stehenden Compressors wird diese
verdichtete Luft angesaugt und in den Injectordüsen noch stärker verdichtet, um
schliesslich durch die Windleitung F mit dem
erforderlichen Druck und der geeigneten Temperatur in den Ofen zu gelangen.
Diese Anordnung ist zwar gegenüber der erstbeschriebenen complicirt, für höhere
Lufttemperatur weniger vortheilhaft und macht zum Betriebe der Ventilatoren eine
besondere Dampfmaschine nothwendig; dagegen wirkt sie wegen des grösseren
Zuflusses von bereits vorher verdichteter Luft um so sicherer für einen
schnelleren Hochofengang.
Je nach Erforderniss können die Ventilatoren auch ausser Betrieb gesetzt
werden.
Die Regelung der zu liefernden Luftmenge geschieht in beiden Fällen durch
Schieber s (Fig. 20 und 21).
Die beschriebene Anlage eignet sich am besten für Hochöfen und insbesondere für
Regenerativschachtöfen (D. R. P. Nr. 78290.)
Die Kühlung von Heisswindschiebern geschah bisher, sofern eine solche überhaupt
zur Anwendung kommt, nur durch Wasser. Diese Art der Kühlung besitzt indessen
mancherlei Uebelstände. Das Wasser setzt in den Schieber Kesselstein ab und
benöthigt dadurch eine öftere Reinigung derselben; ausserdem veranlasst seine
Beschaffung an manchen Orten viel Schwierigkeiten.
Ein von der Firma Dango und Dienenthal in Sieghütte
bei Siegen vorgeschlagenes Verfahren dürfte diese Mängel nicht besitzen. Die
Genannten benutzen an Stelle des Wassers atmosphärische Luft zur Kühlung und
erreichen eine sehr gute Kühlung der Schieber ohne Zuhilfenahme besonderer
Apparate und ohne besonderen Aufwand an Betriebskosten. Es kann dies in
zweierlei Weise geschehen: entweder wird der vom Gebläse kommende Wind zum Theil
durch den Heisswindschieber abgeleitet und aus demselben der Windleitung, um im
Winderhitzer weiter verwerthet werden zu können, zurückgeführt, oder es wird
atmosphärische Luft dadurch durch den Schieber gesaugt, dass das Abzugsrohr nach
dem Innern eines Kamins geleitet wird und hier, mit seinem Ende aufwärts
gerichtet, endigt.
Die erstgenannte Art, das Verfahren zur Ausführung zu bringen, wird in Fig. 25 der Zeichnung in schematischer Darstellung
erläutert, während die zweite Ausführungsart einer zeichnerischen Darstellung
nicht bedarf.
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Fig. 25.Winderhitzer von Dango und Dienenthal.
Das von der Gebläsemaschine kommende Hauptrohr a der
Kaltwindleitung führt mit Hilfe eines Zweigrohres b
nach dem Winderhitzer c in bekannter Weise und von
diesem Zweigrohr b wird ein Rohr d abgeleitet, welches in das Innere des
Heisswindschiebers e mündet. Die aus dem
Winderhitzer c durch das Rohr g austretende heisse Luft wird in dem Centralrohre
h gesammelt, um von hier dem Hochofen zugeführt
zu werden. Das Abzugsrohr i vom Heisswindschieber
e kann auch in ein Sammelrohr f einmünden, aus welchem die durch den Schieber e gezogene Luft entweder dem Winderhitzer bei h unmittelbar zugeführt oder mittels des
Zweigrohres l in die Kaltwindleitung bei m vor dem Kaltwindschieber n zurückgeleitet wird.
Es wird also nicht nur die vom Gebläse durch den Schieber getriebene Luft im
Winderhitzer weiter verwerthet, sondern es wird auch die dieser Luft im Schieber
mitgetheilte Wärme vortheilhaft ausgenutzt, indem dadurch die in den
Winderhitzer eindringende Luft eine Vorwärmung erfährt. Bei grösseren Anlagen,
in welchen eine grössere Anzahl von Winderhitzern vorbanden ist, macht sich der
Vortheil dieser Vorwärmung dann besonders fühlbar, wenn die aus den
verschiedenen Heisswindschiebern kommende und im Rohr f gesammelte Luft nur einem Winderhitzer zugeführt wird.
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Heisswindschieber von Dango und Dienenthal.
In den Fig. 26 und
27 ist eine
besondere Ausführungsform eines Heisswindschiebers veranschaulicht. Das
Zuleitungsrohr d (Fig.
25) steht mit dem Rohre d2 (Fig. 29), welches durch Zweigrohre d3 am Schieber e angeschlossen ist, durch einen nachgiebigen
Schlauch d1 in
Verbindung. Die Führungsstange i2 des Schiebers ist als Rohr ausgebildet und
mittels eines Schlauches i1 mit dem Abzugsrohre i verbunden. Im Innern des Schiebers wird die Luft durch geeignete
Scheidewände e1
derart geführt, dass sie den Schieber in mehreren Windungen durchzieht und die
Kühlung dadurch eine möglichst vollkommene wird.
Soll die Kühlung durch Ansaugen von Luft erfolgen, so kann das Rohr d2 und der Schlauch
d1 fortfallen,
so dass die Rohre d3 oben offen sind, während das Rohr i an
das in der oben genannten Weise in den Kamin einmündende Saugrohr angeschlossen
wird. Steht zu befürchten, dass die Einführung von Luft in den Kamin ein
Nachglühen der in letzterem hochsteigenden Gase zur Folge haben kann, so kann
man sich auch eines Saugrohres bedienen, welches aussen an dem Kamine bezieh. an
dem Mauerwerke des Hochofens entlang hochgeführt wird.
In derselben Weise, wie der Schieber selbst, kann auch die Kühlung der
Ausmauerung des Schieberkastens erfolgen. Zu diesem Zwecke wird in das Mauerwerk
o (Fig. 26 und 27) des
Schieberkastens p an jeder Seite des Schiebers ein
ringförmiges Rohr q eingebettet, welches einerseits
mit der vom Gebläse kommenden Kaltwindleitung bezieh. mit der atmosphärischen Luft
und andererseits mit dem Luftsammler f (Fig. 25) bezieh. mit der Saugleitung in Verbindung
steht.
In den verschiedenen Zweigrohren sind geeignete Hähne oder Ventile r eingeschaltet, um die Durchleitung der Luft
regeln und die Schieber von der Windleitung absperren zu können. (D. R. P. Nr.
76049.)