Titel: | Polytechnische Schau. |
Fundstelle: | Band 343, Jahrgang 1928, S. 49 |
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Polytechnische Schau.
(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszüge
– nur mit Quellenangabe gestattet.)
Polytechnische Schau.
Das Backhaus-Verfahren zur Reinigung von Kohlensäure. W.
C. Moore beschreibt eine große amerikanische Anlage, in
der die bei der Gärung von Melasse entstehende Kohlensäure nutzbar gemacht wird. Die
Kohlensäure wird aus den Gärbottichen mit Hilfe von Root-Gebläsen abgesaugt, durch
einen mit Wasser gespeisten Feld-Wäscher gedrückt und nach weiterer Reinigung den
Kompressoren zugeführt. Obwohl in dem Feld-Wäscher alle mitgerissenen Stoffe und der
im Gas enthaltene Alkohol und Aldehyd nahezu vollständig entfernt werden, müssen die
letzten Reste dieser Verunreinigungen nach der Wäsche noch durch eine besondere
Behandlung beseitigt werden, wenn die Kohlensäure zur Herstellung von Getränken
Verwendung finden soll. Nach dem Backhaus-Verfahren erfolgt diese Reinigung des
Gases mit aktiver Kohle (V. St. A. Pat. 1510373 und 1493183).
Die Reiniger bestehen aus zylindrischen Behältern von etwa 1 m Durchmesser und fast 4
m Höhe mit eingebauten Kühlschlangen. Zwei solcher Reiniger sind in Serie
geschaltet, das Gas tritt in sie am Boden ein und strömt oben aus. Die Rohrschlangen
dienen dreierlei Zwecken: 1. sollen sie die nicht geringe Adsorptionwärme aufnehmen,
da für eine wirksame Reinigung die Temperatur der Gase unterhalb 45–50°C liegen muß;
2. muß die Kohle nach Gebrauch durch Erwärmen regeneriert werden, und zwar wird
hierbei Hochdruckdampf durch die Rohre geleitet, während Niederdruckdampf durch die
Kohle selbst geblasen wird; 3. muß die Kohle nach dem Ausdämpfen vollständig trocken
sein, ehe sie wieder zur Adsorption benutzt wird. Zu diesem Zweck wird durch die
Kohle trockene Luft hindurchgeblasen, während Dampf durch die Rohrschlangen geleitet
wird, bis die austretende warme Luft nicht mehr feucht ist. Schließlich wird wieder
kaltes Wasser durch die Rohrschlangen geleitet, um die Kohle zu kühlen.
Die gereinigte Kohlensäure gelangt dann in 2 dreistufige Kompressoren, von denen
jeder stündlich
600 Pfd. Kohlensäure ansaugt. Das verflüssigte Gas wird nochmals mit Wasser
gekühlt und hierauf in Stahlflaschen von 20 bzw. 50 Pfd. Inhalt abgefüllt. Bei den
aus dem Handel in die Fabrik zurückgelieferten Stahlflaschen wird das Ventil
abgenommen, geprüft und erforderlichenfalls repariert. Die Flaschen werden
nachgesehen, gewaschen, mit Dampf ausgeblasen und getrocknet, hierauf mit
Kohlensäure ausgespült und nach Aufschrauben des Ventils frisch gefüllt. Der Inhalt
jeder Stahlflasche wird vor dem Versand auf seine Reinheit geprüft.
Das in der oben beschriebenen Weise gereinigte Gas ist nahezu geruchlos und enthält
weniger als 0,1 % Feuchtigkeit. Es wurde gefunden, daß außerordentlich geringe
Verunreinigungen der Kohlensäure sich durch den Geruch des Gases leicht nachweisen
lassen, wie Verf. an einigen Beispielen zeigt. Um zu verhüten, daß die Kohlensäure
einen Oelgeruch annimmt, werden die Kompressoren nur mit bestem Glyzerin
geschmiert.
Ein frisch mit Kohle gefüllter Reiniger muß nach dem Ausdämpfen sehr vorsichtig
behandelt werden, da die Kohle nach dem Trocknen sich leicht von selbst entzündet.
Aus diesem Grunde wird zum erstmaligen Trocknen an Stelle von Luft stets Kohlensäure
durch die Füllung hindurchgeleitet, später ist diese Vorsicht nicht mehr nötig.
(Ind. Engin. Chem., Bd. 18, S. 540–541.)
Sander.
Die Schweißung von Aluminium. Wenn auch die Ausführung von
Aluminium-Schweißungen eine Reihe von Erfahrungen voraussetzt, so kann man diese
Arbeiten durchaus nicht als schwierig bezeichnen, ja man kann sogar sagen, daß das
Aluminium eines der am leichtesten schweißbaren Metalle ist. Der wichtigste Punkt,
der dabei zu beachten ist, besteht in der Schnelligkeit, mit der das Aluminium
oxydiert wird, in der Härte und in der Zähigkeit der so gebildeten Oxydschicht.
Dieses Aluminiumoxyd bildet bekanntlich eine rein oberflächliche Schicht, die das
übrige Metall vor weiterer Oxydation schützt. Bei der Schweißung ist es daher
notwendig, die Oxydschicht zu zerstören, um die gewünschte Gleichmäßigkeit zu
erhalten. Einen weiteren zu berücksichtigenden Punkt stellt die langsame Abwicklung
des Verfahrens dar: der Schweißer muß 3 verschiedene Gegenstände verwenden, nämlich
den Schweißapparat in der rechten und den Zuführungsstab in der linken Hand. Nach
Abschmelzung von 1 cm legt er den Zuführungsstab weg, nimmt den Schweißapparat in
die linke und einen Eisenstab, den er zu bewegen hat, in die rechte Hand, um dann
wiederum von neuem anzufangen. Der Erfolg hängt daher sehr von der Geschicklichkeit
des Schweißers ab.
Das beste Mittel für die Entfernung der Oxyde besteht in der Verwendung, von
Flußmitteln. Eine für diese Zwecke günstige Zusammensetzung eines Flußmittels
besteht aus 45 Teilen Kaliumchlorid, 30 Teilen Natriumchlorid, 15 Teilen
Lithiumchlorid, 7 Teilen Kaliumfluorid und 3 Teilen Kaliumbisulfat. Sind die
Aluminiumstücke besonders dünn, so muß man ein sehr flüssiges Flußmittel verwenden,
sind sie dickwandig, so kommt ein Flußmittel mit einem höheren Schmelzpunkt in
Frage. Alle Flußmittel sind hygroskopisch, so daß sie vor Luft und Feuchtigkeit
geschützt aufzubewahren sind. Da die Flußmittel das Aluminium angreifen können,
empfiehlt es sich, die Stücke nach der Schweißung sorgfältig zu waschen. Die kleinen
Stücke, die durch eine schnelle Abkühlung keinen Schaden erleiden können, kann man
unmittelbar nach dem Schweißen in Wasser eintauchen, während die Abkühlung großer
Stücke besondere Vorsichtsmaßregeln erfordert; in diesem Fall sollte man zum Waschen
nur warmes Wasser benutzen.
Die Festigkeit einer Schweißnaht hängt von dem Zuführungsmetall ab. Eine autogene
Schweißung von Aluminiumblech kann eine Zerreißfestigkeit von 8–9,5 kg/mm2 aufweisen, und es ist von Interesse zu merken,
daß die Schweißung widerstandsfähiger sein kann als das Metall selbst. Diese
Festigkeit kann durch ein leichtes. Kalthämmern noch etwas gesteigert werden. Die
Wahl des Zuführungsmetalles für die Schweißung von Aluminium-Legierungen richtet
sich nach der Art des Metalles. In der Praxis lassen sich dabei 2 große Gruppen
unterscheiden: einmal die Legierungen, die neben Aluminium noch Kupfer, und dann
solche, die außerdem noch Zink enthalten. In England verwendet man in der Regel eine
Legierung mit 13% Zink und 2½% Kupfer, in Amerika besonders eine Legierung mit 7–8%
Kupfer. Diese beiden Legierungen lassen sich leicht nach demselben Verfahren wie das
Aluminium selbst schweißen- Man verwendet die gleichen Flußmittel und als
Zuführungsmetalle dieselbe Legierung, aus der das zu schweißende Stück besteht.
Diese letzte Bedingung ist zwar nicht unentbehrlich, doch sollte man sie
berücksichtigen, da sie eine viel größere Gleichmäßigkeit ergibt. Bei der Schweißung
von Silumin mit bis zu 15% Silizium ist als Schweißmetall eine gleiche Legierung wie
das Stück aufzutragen.
Was die Ausdehnung anbetrifft, so ist der lineare Ausdehnungskoeffizient des
Aluminiums zweimal so groß als beim Gußeisen. Man hat daher Vorsichtsmaßregeln zu
treffen, die der Ausdehnung, dann der Schwingung beim Abkühlen Rechnung tragen, da
sich sonst verformte oder sogar brüchige Stücke ergeben. Zu diesen
Vorsichtsmaßregeln gehört namentlich das vorherige Erwärmen, sei es des ganzen
Stückes, sei es nur der Schweißstelle selbst. Dann ist es von Wert, die geschweißten
Stücke einer sehr langsamen Abkühlung von bis zu 24 Stunden und mehr zu unterziehen.
Diese Abkühlung verwirklicht man durch Zudecken mit Asbest und durch Einpacken in
Sand. Neben dem Vorteil der Vermeidung gefährlicher Innenspannungen ergibt sich eine
sichtliche Verbesserung der Metalleigenschaften. Legt man auf eine weitere
Steigerung der physikalischen Eigenschaften Wert, so wird man das Stück nach dem
Abkühlen wiederum erwärmen. Die Zerreißfestigkeit eines derartigen Stückes von 15
kg/mm2 bei 4 % Kupfer stieg nach dem Erwärmen
auf 450° von 3 Tagen Dauer auf 24 kg/mm2; im
gleichen Verhältnis stieg auch die Dehnung. Diese Angaben dürften wohl die Bedeutung
des Erwärmens der Stücke nach dem Schweißen beweisen. (L'Usine.)
Dr.-Ing. Kalpers.
Magnesium-Kupfer-Legierungen. Bei der Untersuchung der
mechanischen Eigenschaften von Magnesium-Kupfer-Legierungen gingen Cook und Jones
von einem Elektrolytkupfer mit sehr hohem Reinheitsgrad und von einem Magnesium mit
99,7 % Magnesium, 0,051 % Silizium, 0,001 % Kupfer,
Spuren von Kalzium aus. Die sich beim Gießen dieser Legierungen ergebenden
Schwierigkeiten rühren hauptsächlich von der Bildung von Hohlräumen her, die ein mit
blauer Farbe brennendes und während der Erstarrung sich entwickelndes Gas enthalten.
Dieses Gas kann sich entweder mechanisch eingeschlossen oder gelöst oder durch
Zersetzung eines Karbides im Verlauf des Erstarrens vorfinden. Diesen Fehler
schränkt man durch Verwendung sehr warmer Formen oder durch ein doppeltes Schmelzen
ein, d.h. der Schmelzung folgt ein langsames Abkühlen bis unterhalb der
Erstarrungstemperatur, dann ein nochmaliges Schmelzen mit Eingießen in Stahlformen,
die von innen sehr genau bearbeitet sein müssen. Die Abmessungen der Versuchsstücke
waren: Durchmesser 14,2 mm, Länge 50 mm. Die Ergebnisse sind folgende:
Versuchs-stab
Magnesium
Kupfer
Silizium
Eisen
0
99,84
Spuren
0,06
0,10
1
98,71
1,15
0,04
0,10
2
98
1,88
0,06
0,06
3
97,07
2,83
0,05
0,05
4
95,93
3,96
0,06
0,05
5
95,29
4,59
0,05
0,07
6
94,66
5,25
0,04
0,05
7
93,56
6,31
0,05
0,08
8
92,19
7,69
0,05
0,07
9
90,06
9,84
0,05
0,05
Eigenschaften:
Versuchs-stab
Zerreiß-festigkeitkg/mm2
Deh-nung%
Querschnitts-vermind.%
Brinell-härte
0
11,5
7
5,4
38
1
13
6,2
3,9
–
2
15
3,3
3,5
40
3
12
2,3
2,8
40
4
10,5
2
2,2
43
5
11
1,8
1,8
44
6
11,5
1,6
1,3
43
7
12,2
0,75
1
40
8
12,4
0,2
0,3
47
9
11
0
0
55
Es ergibt sich demnach, daß der Zusatz von Kupfer die Eigenschaften des Magnesiums
nur bei Gehalten von 1–2 % Cu verbessert. Bei Schlagversuchen ergab sich eine
geringe Widerstandsfähigkeit dieser in Kokillen gegossenen Legierungen. Wenn das
reine Handelsmagnesium durch Altern eine größere Härte annimmt, so ist dies bei den
Magnesium-Kupfer-Legierungen nicht der Fall. Die Bearbeitung bietet keine besondere
Schwierigkeiten, auch bei größeren Schnittgeschwindigkeiten nicht. (L'Usine.)
Dr.-Ing. Kalpers.
Kohlenstaubfeuerung in Kupfer-Raffinieröfen. Die
Raffinieröfen der Anaconda-Company zu Great Falls sind 16 Monate lang ausschließlich
mit Kohlenstaub betrieben worden. Ursprünglich handelte es sich lediglich um einen
Versuch, der aber sofort zu Erfolgen führte. Wenn später das Oel mit dem
Kohlenstaub in aussichtsreichen Wettbewerb getreten ist, so liegt der Grund nur in
der Erniedrigung des Oelpreises. Der verwendete Kohlenstaub wies eine
Durchschnitts-Zusammensetzung auf von 5 % Feuchtigkeit, 35–36 % flüchtigen
Bestandteilen, 51–53 % festem Kohlenstoff; 0,8–1,1 % Schwefel und 7,7–8,4 % Asche.
Die Kupfer-Raffinerie zu Great Falls verfügt über zwei Flammöfen mit Herdabmessungen
von 13,5 m Länge, 4,2 m Breite und 0,8 m Dicke (Silikasteine-Ausfütterung mit
Luftabkühlung). Die Wiedergewinnung der Wärme wird durch Kessel verwirklicht. Beim
Ersetzen der Rostfeuerung durch die Staubfeuerung hielt man es zunächst für
erforderlich, eine Verbrennungskammer beizubehalten; die Erfahrung zeigte aber, daß
dies nicht notwendig ist, so daß die Roste beseitigt und die Brenner direkt an der
Feuerbrücke eingebaut wurden. Jeder Ofen erhielt 3 Warford-Brenner mit Eintritt von
Sekundärluft durch das Zentralrohr. Die Dauer des Raffinationsverfahrens von 24
Stunden wurde zwar beibehalten, doch ergaben sich anderweitige Vorteile. So war es
möglich, Ausbesserungen am Ofen unter Durchführung von 7 Schmelzungen die Woche
vorzunehmen. Die Zeitersparnis drückte sich in dem Wegfallen der für die
Rostentschlackung aufgewendeten Zeit aus, weiter in der Möglichkeit der
Aufrechterhaltung der Hitze während des Begichtens und schließlich in der größeren
Gleichmäßigkeit der Wärme während der Schmelzperiode. Dabei wurde nicht allein die
Schmelzperiode selbst, sondern auch die Feinerungsperiode infolge der besseren
Eignung der Brenner, eine oxydierende Atmosphäre zu verwirklichen, verkürzt. Der
Gehalt an CO2 der Abgase im Kamin betrug während der
Schmelzperiode rund 16 %, die Temperatur 650°; dieses Ergebnis befriedigt umso mehr,
wenn man bedenkt, daß die Theorie 17 % für feuchtes und 18,4 % für trocknes Gas
angibt. Weiter ist zu bemerken, daß die Verwendung von Kohlenstaub eine
beträchtliche Brennstoffersparnis mit sich bringt. Bei der früheren Arbeitsweise mit
Rostfeuerung betrug der Brennstoffverbrauch im günstigsten Fall 1 t Kohle auf 4 t
Kupfer. Mit demselben Brennstoff in Staubform ergab sich während einer
Betriebsperiode von 6 Monaten ein durchschnittliches Verhältnis von 6,8 t Kupfer auf
1 t Brennstoff, mithin eine Ersparnis von 41 %, zu der noch der Unterschied zwischen
der Verminderung der Handarbeit und den Unkosten für die Kohlenzerkleinerung und
-Vermahlung hinzukommt. Außerdem kann eine Ersparnis noch insofern erzielt werden,
als die Heizung mit Kohlenstaub sich einem Brennstoff auch von weniger guten
Beschaffenheit anpaßt als die Rostfeuerung. Alles in allem kann man auf eine
Brennstoffersparnis von bis zu 50 % kommen. Einen wichtigen Punkt bedeutet die Asche
des Kohlenstaubes, die im Metallbad verschlackt Auf 100 t Kupfer erhielt man bei der
Rostfeuerung 4,2 t Schlacke mit 2,04 t Kupfer, bei der Staubfeuerung 5,37 t Schlacke
mit 2,11 t Kupfer, bei der Oelfeuerung nur 3,91 t Schlacke mit 1,77 t Kupfer; die
letzte Ziffer wurde sogar noch verbessert. Demnach beträgt der Verlust bei der
Staubfeuerung nur 3,4 % mehr als bei der Rostfeuerung, dagegen
19,2 % mehr als bei der Oelfeuerung. Es ist aber zu beachten, daß die hohe
Schlackenmenge von dem Feinheitsgrad des Vermahlens abhängt; man müßte daher
dementsprechend noch feiner mahlen. Auf der anderen Seite stehen jedoch die zu hoch
werdenden Unkosten für die Zerkleinerung möglicherweise im Wege. Die in den Kanälen
und auf dem Boden des Kamins entnommenen Aschenteile stellen einen nur geringen
Anteil des Gesamt-Aschengewichtes dar; in dieser Beziehung genügt eine Reinigung in
Abständen von 2–3 Monaten. Die Kupfer-Beschaffenheit blieb stets einwandfrei und der
Schwefelgehalt überstieg nur selten 0,002 %. In dieser Beziehung ist nichts zu
befürchten, solange der Schwefel der Kohle nicht mehr als 2 % beträgt und der Druck
der Ofengase nicht höher ist als der atmosphärische Druck. Auch die
Unterhaltungskosten waren bei der Staubfeuerung nicht höher als bei der
Rostfeuerung. Es läßt sich daher die Schlußfolgerung ziehen, daß der Kohlenstaub
sich sehr gut für die Kupfer-Raffination eignet und daß die Ersparnis im Vergleich
mit der Rostfeuerung ziemlich deutlich in die Erscheinung tritt. Für amerikanische
Verhältnisse muß zugegeben werden, daß das Oel den idealen Brennstoff für diese
Zwecke darstellt: der Kohlenstaub ist in ernsten Wettbewerb mit dem Oel getreten und
eine nur geringe Preissteigerung auf dem Oelmarkt kann zur Annahme des Kohlenstaubes
führen. (Revue de Métallurgie, 1926, S. 282/83.)
Dr.-Ing. Kalpers.
Leuchtgas aus Oelschiefer. Die Jura-Oelschiefer-Werke,
A.-G., Stuttgart, die in Holzheim bei Göppingen einen Drehofen, Bauart Thyssen, zur
Verschwelung von Oelschiefer betreibt, teilt in ihrem Geschäftsbericht mit, daß das
aus dem Oelschiefer gewonnene Schwelgas, von dem täglich über 2000 cbm anfallen,
nach der Reinigung ohne weiteres zur Beleuchtung von Eisenbahnwagen verwendbar wäre,
daß die Verwertung des Gases hierzu jedoch an der Haltung einer Berliner Firma
scheiterte, die das Monopol besitzt und nicht zu bewegen war, das Gas wenigstens im
Bereich der ehemaligen württembergischen Staatsbahn in dieser Weise zu verwerten. Es
ist daher jetzt geplant, die hochwertigen Bestandteile des Gases durch besondere
Verarbeitung abzuscheiden und anderweitiger Verwertung zuzuführen.
Das gereinigte Schwelgas der Anlage in Holzheim hat nach Angabe von Fleischmann
(Brennstoffchemie 1926, S. 231) folgende mittlere Zusammensetzung:
Kohlensäure
3,2 %
Schwere Kohlenwasserstoffe
16,0 „
Sauerstoff
0,6 „
Kohlenoxyd
3,7 „
Wasserstoff
29,2 „
Methan
25,7 „
Aethan und Homologe
15,0 „
Stickstoff
6,6 „
–––––––
100,0 %
Der obere Heizwert dieses Gases wurde zu 9543 WE/cbm ermittelt. Es handelt sich somit
um ein recht hochwertiges Leuchtgas, das sich zum Versand in Stahlflaschen durchaus
eignet.
Sander.
Neue Hilfsmittel für Berufsberatung und Fachunterricht.
Bei der Vielgestaltigkeit des heutigen Berufslebens stehen der Schulentlassene und
seine Eltern der Berufswahl oft ratlos gegenüber. Das unbestimmte Gefühl, daß es
Berufe gibt, die man nicht kennt, die aber vielleicht gerade das Geeignete wären,
macht die Wahl doppelt schwer. Außerordentlich wichtig ist daher eine geeignete
Berufsberatung, wie sie unter Leitung der Reichsanstalt für Arbeitsvermittlung und
Arbeitslosenversicherung durch die Arbeitsämter vorgenommen wird.
Die Arbeit des Berufsberaters erfordert nicht nur Beherrschung des Stoffes, sondern
auch eine umfangreiche Sammlung von Anschauungsmaterial. Auf Anregung und unter
maßgeblicher Mitwirkung der genannten Behörde gibt deshalb die gemeinnützige
Technisch-Wissenschaftliche Lehrmittelzentrale (TWL), Berlin NW 7, eine reichhaltige
Sammlung von Bildern aus allen Berufen heraus, in denen gelernte Arbeiter
beschäftigt werden. Die Bilder sind unter Leitung erfahrener Berufsberater in
äußerst geschickter Weise aufgenommen; es ist Wert darauf gelegt, die Umgebung zu
zeigen und zu veranschaulichen, welcher Art die Arbeitsvorgänge sind, welche
besonderen Fähigkeiten – Handgeschicklichkeit, Körperkraft usw. – verlangt werden
müssen, ferner was für Werkzeuge und was für Arbeitsstücke in Frage kommen.
Ueber den Zweck der Berufsberatung hinaus eignen sich daher die Bilder vortrefflich
für den Fachunterricht in Berufschulen, Gewerbeschulen und Sonderfachschulen. Sie
sind sowohl als aufgezogene Photographien 18 × 24 cm in Mappen wie auch als
Glaslichtbilder erhältlich. In letzterer Form werden sie u.a. für Vorträge über
Berufswahl in Schulen benutzt.
Kursus zur Ausbildung in der Galvanotechnik und Metallfärbung
an der Staatlichen Höheren Fachschule in Schwäbisch Gmünd. Das der Gmünder
Fachschule angegliederte Forschungsinstitut hat schon seit einigen Jahren für ältere
Praktiker und Betriebsleiter Kurse in der Galvanotechnik und Metallfärbung
veranstaltet, die sich eines guten Besuchs aus allen Teilen Deutschlands erfreuten
und gute Erfolge gezeitigt haben. Von Ostern dieses Jahres ab soll nunmehr auch ein
längerer Kursus für Angehörige dieses Gewerbes an der Fachschule eingerichtet
werden.
Die Aufnahmebedingungen sind die der Fachschule:
1. das zurückgelegte 16. Lebensjahr; 2. eine mindestens zweijährige praktische
Lehrzeit.
Die Dauer des Schulbesuchs ist für jüngere Leute auf zwei Halbjahre, beginnend mit
dem Sommerhalbjahr, festgesetzt; älteren Leuten mit längerer Praxis und
Vorkenntnissen in der Chemie und Galvanotechnik wird durch eine Hauptrepetition des
im Sommerhalbjahr behandelten Stoffes die Möglichkeit geboten, sofort in das zweite
Semester (nur Winterhalbjahr) einzutreten.
Der Unterricht erstreckt sich auf theoretischen Unterricht' in der Galvanotechnik und
Metallfärbung, Chemie, Materialienkunde und Technologie, Fachzeichnen,
Werkstattunterricht in obigen Fächern und chemisches Praktikum, besonders
Baduntersuchungen. Wahlweise kann auch Unterricht
im Metalldrücken, in der mechanischen Werkstatt und, soweit es die Studienzeit
zuläßt, anderer Unterrichtsfächer der höheren Fachschule belegt werden.
Das Unterrichtsgeld wird für Reichsdeutsche etwa 80 RM. pro Halbjahr betragen.
Nähere Auskunft erteilt das Sekretariat der Fachschule.