Titel: | Polytechnische Schau. |
Autor: | te– |
Fundstelle: | Band 344, Jahrgang 1929, S. 117 |
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Polytechnische
Schau.
(Nachdruck der Originalberichte – auch im Auszuge
– nur mit Quellen angäbe gestattet.)
Polytechnische Schau.
Mikroskopische Untersuchungen über den Einfluß von
Phosphor auf das Gefüge geglühten Gußeisens. Wenn Grauguß wiederholten
Glühungen und Abkühlungen ausgesetzt und für eine längere Zeit auf einer erhöhten
Temperatur erhalten wird; so erfahren seine
Eigenschaften, sein Gefüge, seine Abmessungen und sein Gewicht Veränderungen. Seine
Abmessungen, ebenso wie sein Gewicht nehmen zu, während sein Gefüge heterogen wird
und seine mechanischen Eigenschaften abnehmen, so daß es für den praktischen Betrieb
unbrauchbar wird. Diese schlechten Eigenschaften erweisen sich besonders dann als
nachteilig, wenn das Gußeisen bei hohen Arbeitstemperaturen verwendet wird. Charpy
und Grenet waren die ersten, die sich mit dieser Frage befaßten, und sie schrieben
diese Erscheinungen hauptsächlich der Zersetzung des Eisenkarbids entsprechend der
Formel Fe3C = 3 Fe + C zu, während Outerbridge aus
seinen Arbeiten schloß, daß ein Wachsen nicht stattfindet, wenn das Glühen nicht von
einer Abkühlung begleitet ist. Carpenter kam zu dem Ergebnis, daß der Phosphor das
Wachsen des Gußeisens langsamer und gleichmäßiger bewirkt, daß der Schwefel
wahrscheinlich ohne Einfluß ist, daß das Mangan das Wachsen verlangsamt und dem
Silizium entgegengesetzt wirkt, daß der für das Wachsen unentbehrliche Graphit
nur indirekt von Einfluß ist und daß der gebundene Kohlenstoff einen nur
unbedeutenden Einfluß ausübt. Anschließend an die bisherigen Forschungsarbeiten
haben Bazant und Piseck sich eingehend mit der Frage des Einflusses von Phosphor auf
das Wachsen von Grauguß befaßt, wobei Glühversuche in einer stark oxydierenden
Atmosphäre, mikroskopische Untersuchungen und dilatometrische Untersuchungen
angestellt wurden. Die erste Frage bestand darin, zu finden, ob unter Voraussetzung
einer hohen Oxydation ein höherer Phosphorgehalt das Wachsen verlangsamt. Diese
Frage konnte auf Grund zahlreicher Messungen in positivem Sinne beantwortet werden.
Die beiden Probesorten hatten annähernd die gleiche chemische Zusammensetzung und
wichen nur im Phosphorgehalt voneinander ab:
CvH
GraphitvH
SivH
MnvH
PvH
SvH
Gußeisen I
3,6
2,6
2,2
0,65
0,4
0,03
Gußeisen II
3,67
2,7
2,2
0,60
1,4
0,03
Die mit 20 mm Durchmesser gegossenen Proben wurden auf 15 mm Durchmesser abgedreht
und waren 100 mm lang. Sie wurden dann in einem elektrischen Muffelofen auf 900°
langsam erwärmt, diese Temperatur 3 h lang aufrechterhalten und die Proben im Ofen langsam
auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Im ganzen wurden 21 Glühungen vorgenommen und
nach jeder Glühung wurde ein für die Kleingefügeuntersuchung genügend großes Stück
von der Probe abgeschnitten.
Gußeisen I. Das Gefüge dieser Probe im gegossenen Zustande zeigt das übliche Aussehen
eines P-armen grauen Gußeisens und setzt sich zusammen aus Graphit, Perlit und
Steadit ohne freien Ferrit und ohne Zementit. Der Perlit ist sehr fein. Während des
ersten Glühens zersetzt sich das einen Teil des Perlits bildende Karbid in Ferrit
und Graphit, welche Zersetzung nach der ersten Glühung fast vollständig ist. An den
Stellen, wo das Silizium schon oxydiert ist, neigt das Eisen zu einer Stabilisierung
des Zementits und infolgedessen zur Perlitbildung. Mit fortschreitender Oxydation
des Siliziums wird diese perlitische Zone ausgedehnter vom Rande aus gegen die Mitte
der Probe hin. Nach der ersten Glühung ist das Gefüge noch vollständig ferritisch
und es enthält größere Graphitlamellen als ursprünglich. Nach dem dritten Glühen hat
eine beträchtliche Ausdehnung des Perlits stattgefunden, während nach dem vierten
Glühen der Perlit bis zur Mitte vorgedrungen ist. Gleichzeitig zieht sich sein
äußerer Rand nach der Mitte zu, welche Erscheinung eine sehr langsame Zersetzung des
Perlits zum Ausdruck bringt. Die letzten Spuren des Perlits verschwinden nach dem
elften Glühen; in diesem Falle befindet sich noch in der Mitte der Rest eines
perlitischen Inselchens und um den Kern eine konzentrische Zone mit stark
vergrößertem Graphit, während die breite Randzone wesentlich gleichmäßiger ist.
Gußeisen II. Das Gefüge der Probe II setzt sich zusammen aus Perlit, Graphit und
Steadit, von welchem letzteren infolge des hohen P.-Gehaltes eine beträchtliche
Menge vorhanden ist. Der Phosphor gestaltet das labile Eisen-Karbid-System
beständiger und beeinflußt daher die Zersetzung und die Oxydation. Nach der ersten
Glühung ist der Perlit nicht vollständig verschwunden wie in dem vorherigen Falle,
vielmehr sind noch auf dem ganzen Querschnitt kleine Perlitmengen geblieben. Auf dem
Rande ist ein Perlitstreifen erschienen, der bald einen Ring gebildet hat. Der
Durchmesser dieses Ringes hat viel langsamer abgenommen als beim Gußeisen I, welche
Erscheinung dem stabilisierenden Einfluß des P und wahrscheinlich auch einer weniger
beträchtlichen Oxydation des Si zuzuschreiben ist. Nach dem vierten Glühen ist die
Mitte von dichtem Perlit gebildet, gleichzeitig aber sind die Ränder des
perlitischen Kernes nicht so genau abgegrenzt wie beim Eisen I, d.h., an den
Stellen, wo Steadit-Inselchen vorhanden sind, verbleibt der Perlit länger nach
seiner Zersetzung in den umgebenden Teilen. Erst nach dem elften Glühen sinkt der
Durchmesser des Kernes fast auf die Größe, die er beim P-armen Eisen nach dem achten
Glühen inne hatte. Noch nach fünfzehn Glühungen ist dieser Kern ziemlich groß und
verschwindet erst beim 18. Glühen.
Die Kleingefügebilder zeigen, daß der Einfluß des P auf das Gefüge von geglühtem
Gußeisen folgendermaßen zur Geltung kommt:
1. die P-reichen Eisen-Mischkristalle oxydieren schwer,
welche Tatsache ein langsameres Wachsen zur Folge hat;
2. diese P-reichen Mischkristalle bilden im Verlauf des Vorganges
ein zusammenhängendes, den inneren Teil des Stoffes umgebendes Bett und
verhindern so das Eindringen von Gasen in das Innere;
3. die sich zersetzenden Steadite setzen den frei gemachten
Graphit in Spalten ab, die in der Masse entstanden sind und infolgedessen ein
langsames Wachsen verursachen;
4. die Steadite umgeben während der Zersetzung die
Ferritkristalle und schützen sie vor Oxydation.
(Vortrag von Bazant, Barcelona 1928.)
Dr. Ka.
Neuzeitliche Temperöfen. Einen Fortschritt in der
Beheizung von Glühöfen der Tempergießerei stellt die Verwendung von Kohlenstaub dar.
Bei den in den Ardennen in Betrieb befindlichen Kohlenstauböfen, Bauart Stein, sind
fahrbare Beschickungsmaschinen vorgesehen, die den zu glühenden Guß in den Ofen
fahren und ihn nach der Warmbehandlung auch wieder herausziehen. Während das
Einführen der Chargen in den Ofen bei Bedienung von Hand eine Zeit von mehr als 24
Stunden bei vier Mann Bedienung für einen 25-t-Ofen erfordert, wird diese Arbeit
beim Steinofen von zwei Mann in fünf Stunden ausgeführt. Ebenso schnell wie das
Einführen der Chargen geht auch das Entleeren des Ofens vor sich. Jeder Ofen besitzt
außerhalb des eigentlichen Glühraumes eine Verbrennungskammer. Die Flammen und die
Verbrennungserzeugnisse gelangen in den oberen Teil des Glühraumes, steigen dort
herunter, um durch eine Reihe von Oeffnungen und Kanälen auf dem Boden des
Glühraumes in die Esse abzuziehen. Die Zerstäubung der Kohle und ihre Verteilung in
der Verbrennungskammer wird durch einen Turbo-Zerstäuber gesichert, mit dem es
möglich ist, gleichzeitig zwei Oefen zu speisen. Die Anordnung des Turbo-Zerstäubers
richtet sich nach den örtlichen Verhältnissen; er kann in der Ofenhalle selbst oder
in einem angebauten Schuppen Aufstellung finden. Der Zerstäuber wird aus einem
Vorratstrichter von genügendem Fassungsvermögen gespeist, so daß jede Handarbeit für
die Bewegung des Brennstoffes in Fortfall kommt. Bei den so beheizten Temperöfen hat
sich die Kohlenstaubfeuerung als besonders anpassungsfähig und einstellbar erwiesen,
welche Tatsache von um so größerer Bedeutung ist, als es sich bei der Durchführung
der Temperarbeit um ein empfindliches Arbeitsverfahren handelt. Abgesehen von der
leichten Bedienung der Oefen ist- auch die Wirtschaftlichkeit der Feuerungsart
hervorzuheben. Als durchschnittlicher Jahresverbrauch hat sich bei den Oefen von 25
t Fassungsvermögen ein Verbrauch von höchstens 600 gr Kohlenstaub je kg Temperguß
ergeben. Die Vorteile, die die Kohlenstaubfeuerung in der Tempergießerei bietet,
sind: Verwendung von Kohle anstatt Koks, wesentlich geringerer Brennstoffverbrauch,
schnelles Beschicken und Entleeren des Ofens, erhöhte Ofenleistung.
Die Temperöfen mit Oelfeuerung werden mit festem oder mit beweglichem Boden
ausgeführt. Ein
solcher Ofen besitzt drei Brenner an den Seitenwänden und zwei Kammern für die
Leitung der Verbrennungsgase zu der Esse. Die bei der Oelfeuerung bekannten Vorzüge:
Fortfall der Handarbeit für die Aufgabe von Brennstoff und Fortfall des
Abschlackens, leichtes Aufspeichern des Brennstoffes, schnelle Inbetriebnahme und
leichte Einstellbarkeit der Hitze haben auch für den Temperofenbetrieb volle
Gültigkeit.
Die Gasfeuerung für Temperöfen findet wegen ihrer Wirtschaftlichkeit erfolgreiche
Anwendung beim Tunnelofen, einen Ofen für Großleistungen, der infolgedessen auch nur
für große Tempergießereien in Betracht zu ziehen ist. Die Glühtöpfe durchlaufen
dabei den Ofen von einem Ende zum anderen so, daß am Tage 13 bis 14 Wagen, auf denen
die Glühtöpfe aufgestellt sind, durchgefahren werden; dies entspricht einer
Durchgangszeit des Wagens von 103 bis 111 Stunden. Bei besonders schweren Gußstücken
wird die Durchgangszeit auf 200 Stunden bemessen. Ein solcher Ofen erzeugt in 24
Stunden 46 t Temperguß bei einem Koksaufwand für die Gasfeuerung von 18,6 % für
große Stücke; handelt es sich um kleinere Gußstücke, so steigt der Koksverbrauch auf
20 bis höchstens 23 %. Die Lebensdauer der Glühtöpfe ist beim gasbefeuerten
Tunnelofen vier- bis fünfmal so lang wie bei arideren Ofenarten, welche Erscheinung
mit der durch die Brennstoffart gegebenen Möglichkeit der Aufrechterhaltung einer
neutralen Atmosphäre im Ofen zusammen. Ferner ist die Temperatur im Ofen überall
gleichmäßig verteilt. Ein Glühtopf kann zum Glühen von 8,75 t Guß ausreichen. Ein
Beschickungswagen nimmt 24 Glühtöpfe mit insgesamt 4,5 t Guß auf, ein Glühtopf
demnach 187 kg. Ein Glühtopf kann 50 bis 100 Ofenhitzen im Tunnelofen bei
Gasfeuerung aushalten, im Tunnelofen mit Oelfeuerung durchschnittlich 47 Ofenhitzen.
Gegenüber anderen Ofenausführungen weist der Tunnelofen den Vorteil auf, daß das
Einführen der Chargen in den Ofen und das Ausfahren an zwei verschiedenen Stellen ei
folgt. Die Ausgaben für Handarbeit wirken sich so günstig aus, daß eine Ersparnis
von 40 % an Löhnen erzielt wird. (Fonderie Moderne, Bd. 22, S. 7–13.)
K
Ueber die feuerfesten Stoffe in Wärmespeichern. Die
Richtlinien für den Betrieb von Wärmespeichern für Siemens-Martin-Oefen sind heute
vielfach noch empirisch; es erscheint daher begreiflich, wenn die Ansichten auf
diesem Gebiete mehr oder weniger auseinandergehen. Das wesentliche ist nur, daß
während der Hitzeperiode das Wärmespeichergitterwerk einen für die Bedürfnisse des
Ofens genügenden Wärmevorrat ansammelt. Diese Wärmeaufspeicherung wird beeinflußt 1.
durch die Wärmeleitfähigkeit des Steinwerks, 2. durch das Gewicht und die Anordnung
der Steine und den Umfang der Zwischenräume, 3. durch die Wärmeleistung des
Steinwerks, 4. durch die Umschaltzeit. Es bestehen wichtige Beziehungen zwischen der
Größe des Ofens und der der Wärmespeicher, den Umschaltzeiten, der Dicke und der
Leitfähigkeit der Steine. Bei einer Betrachtung der Temperatur am Ende der
Wärmeabsorptionsperiode und derjenigen am Ende der Wärmeregenerierungsperiode zeigt
es sich, daß die Steinoberflächen großen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind
und daß die Oberflächenschichten der Steine den größten Teil dieser
Temperaturschwankungen zu ertragen haben. Die größten Temperaturunterschiede auf den
Steinoberflächen finden unmittelbar nach dem Umschalten statt. Im
Siemens-Martin-Ofenbetrieb, wo große Wärmemengen absorbiert und erneuert werden, ist
ein großes Gewicht der Steine wesentlich. Bei der Bestimmung der Dicke des
Steinwerkes im Verein mit der Umschaltdauer sind die thermischen Eigenschaften der
Steinbaustoffe zu berücksichtigen. Bei der Aufstellung eines Planes für den
Wärmespeicher muß man von der beabsichtigten Leistungsfähigkeit des Ofens ausgehen.
Das Gewicht des Gitterwerks muß dabei genügend sein, damit die erforderlichen
Wärmemengen aufgespeichert werden können. Auch ein schneller Wärmeaustausch ist
vorzusehen, indem die Zwischenräume so gestaltet werden, daß die
Durchflußgeschwindigkeit der Gase zweckdienlich wird. Neben den thermischen spielen
auch die mechanischen Bedingungen eine Rolle. Form und Abmessungen der Wärmekammern
müssen so sein, daß die Gase gleichmäßig auf das gesamte Gitterwerk verteilt werden.
Für die Wärmeübertragung sind von verschiedenen Seiten Formeln aufgestellt worden,
so z.B. von Sarjant und Nouillon, deren Formeln ausdrücken, daß die Wärmeübertragung
proportional ist der Quadratwurzel der Geschwindigkeit der Gase. Williams ist der
Ansicht, daß eine zu große oder zu kleine Geschwindigkeit der Gase das Maß der
Wärmeübertragung verringern würde. Allgemein gilt eine Kammer von beträchtlicher
Höhe als günstig für den gleichmäßigen Durchgang der Gase. Hohe Regeneratoren neigen
dazu, den Druck im Oberteil zu erhöhen, so daß unter diesen Umständen ein Einfluß
auf die Geschwindigkeitssteigerung der eintretenden Luft ausgeübt wird. Diese
Geschwindigkeit gibt der Flamme in einem gewissen Ausmaß die Richtung.
Ein idealer feuerfester Stoff für Wärmespeicher von Siemens-Martin-Oefen sollte die
Wärmeeigenschaften besitzen, die eine höchstmögliche Wärmeadsorption aus den
Verbrennungserzeugnissen und eine beste Wärmeübertragung gestatten, ferner einen
wirksamen Widerstand gegen den Einfluß von Schlacke und Staub entgegenstellen, damit
der günstigste Flächen- und Wärmewirkungsgrad erhalten wird und damit die Steine bei
den Arbeitstemperaturen nicht absplittern. Von den bisher verwendeten feuerfesten
Stoffen besitzt keiner alle erforderlichen Eigenschaften in einem genügenden Grade.
Man verwendet für den Bau von Wärmespeichern Schamotte-, Dinas- oder Silikasteine.
Der Silikasteine bedient man sich vielfach für die oberen Gitterwerksschichten,
manchmal auch für das ganze Gitterwerk. Im allgemeinen aber machen Dinas- oder
Schamottesteine den Hauptteil des Gitterwerkes aus.
In bezug auf die thermischen Eigenschaften ist die Wärmeaufspeicherungsfähigkeit
maßgebend für die Wärmeleistung des Gitterwerkes. Die Wärmeleistung je
Volumeneinheit für eine bestimmte Temperatur ist das Produkt der spezifischen Wärme
und des scheinbaren spezifischen Gewichtes für diese bestimmte Temperatur. Die
spezifische Wärme feuerfester Stoffe ist immer eine Funktion der Temperatur. Vielfach,
namentlich bei Silika- und Schamotteerzeugnissen wächst dieser Wert mit der
Temperatur. Bei Karborundum stellt man zunächst eine Zunahme, dann von etwa 500° ab
eine Abnahme fest. Aus der folgenden Uebersicht gehen die durchschnittlichen
spezifischen Wärmen für bestimmte Temperaturen einiger feuerfester Stoffe, die beim
Bau von Wärmespeichern Verwendung finden, hervor:
Durchschnittliche spezifische Wärme feuerfester
Stoffe bei bestimmten Temperaturen in ° C.
feuerfester
Stoff
25
200
400
600
Schamotte
0,193
0,213
0,245
0,278
Silikat
0.187
0,219
0,253
0,279
Magnesit
0,230
0,254
0,253
0,293
Karborundum
0,140
0,233
0,277
0,275
feuerfester
Stoff
800
1000
1200
1400
Schamotte
0,304
0,314
0,323
0,332
Silikat
0,298
0.312
0,324
0,334
Magnesit
0,310
0,329
0,350
–
Karborundum
0,225
0,129
–
–
Demnach bestehen keine beachtenswerten Unterschiede zwischen
den Werten für Silika- und Schamottesteine. Infolge der schnellen Steigerung der
spezifischen Wärme dieser Stoffe bei zunehmender Temperatur sammelt das Gitterwerk
bei hoher Temperatur wesentlich mehr Wärme auf als bei niedriger Temperatur. Die
scheinbaren spezifischen Gewichte ändern sich ebenfalls mit der Temperatur. So
stellte Tadoko für Silikasteine eine Abnahme von 1,84 bei 20° auf 1,78 bei 1000°
fest, für Schamottesteine eine solche von 1,917 auf 1,875 und für Magnesitsteine
eine Abnahme von 2,295 auf 2,213. Bei gewöhnlichen feuerfesten Stoffen hat die
Wärmeausdehnung eine Abnahme des scheinbaren spezifischen Gewichtes von 2 bis 4 %
zur Folge. Die Wärmeleistung je Volumeneinheit nimmt sehr schnell mit der Temperatur
zu, wie die folgende Aufstellung zeigt:
Wärmeleistung feuerfester Stoffe in kcal/m3.
Temperatur
Schamotte
Silikat
Magnesit
100°
0,400
0,349
0,621
1000°
0,570
0,495
0,842
Zirkonerde
Karborundum
0,470
0,494
0,852
0,398
Trotz der sehr niedrigen spezifischen Wärme von Zirkon ist
dessen Wärmeleistung infolge des hohen spezifischen Gewichtes hoch.
Die Einwirkung von Wärme auf Silikastoffe neigt immer zu einer Verminderung des
scheinbaren spezifischen Gewichtes und infolgedessen auch der Wärmeleistung je
Volumeneinheit. Silikasteine besitzen in der Tat auch ein geringes
Wärmeleistungsvermögen. Das wirkliche spezifische Gewicht von Schamottesteinen
erfährt in der Regel durch ständige Erwärmung bei hoher Temperatur eine nur geringe
Veränderung, nämlich von 2,63 auf 2,61, ohne daß die Steine glasig werden. Diese nur
unwesentliche Veränderung übt einen nur geringen Einfluß auf das scheinbare
spezifische Gewicht aus, wenn die Porosität konstant bleibt. Wenn die Verglasung von
Schamottesteinen zunimmt, so tritt immer die Neigung zu einer Abnahme der
Porosität und zu einer entsprechenden Zunahme des scheinbaren spezifischen Gewichtes
auf. Gut gebrannte Schamottesteine besitzen das verhältnismäßig hohe spezifische
Gewicht von 1,8 bis 2,2. Die Wärmeleistung von Schamottesteinen ist erheblich größer
als die von Silikasteinen und sie neigt noch zur Zunahme bei steigendem
Wärmeeinfluß. Das tatsächliche spezifische Gewicht von Magnesitsteinen hat das
Bestreben, mit zunehmendem Wärmeeinfluß zu steigen, nämlich von 3,2 auf 3,65,
während die Porosität dabei abnimmt; man kann daher sagen, daß die Wärmeleistung von
Magnesitsteinen mit steigendem Wärmeeinfluß bei hoher Temperatur beträchtlich
zunimmt.
Die Durchlaufgeschwindigkeit der Wärme durch das Gitterwerk ist ein Faktor, der
dessen Wirkungsgrad beeinflußt und mit dem Wärmeleitungskoeffizienten eng verbunden
ist. Die Wärmeleitfähigkeit von Silika- und Schamottesteinen nimmt mit zunehmender
Temperatur schnell zu. Magnesitsteine dürften ihre Höchstwärmeleitfähigkeit bei rund
900° besitzen, bei zunehmender Temperatur wird diese wieder geringer. Wahrscheinlich
besitzt Magnesit eine etwas größere Wärmeleitfähigkeit als Schamotte und Silika.
Karborundumstoffe sind sehr gut wärmeleitend. Silika- und Schamottesteine weisen bei
rund 900° eine ähnliche Wärmeleitfähigkeit auf, aber bei höherer Temperatur wird die
Wärmeleitfähigkeit von Silikasteinen größer als die von Schamottesteinen infolge der
schnelleren Zunahme der Leitfähigkeit bei wachsender Temperatur. Die
Wärmeleitfähigkeit von Silika- und Schamottesteinen erfährt durch steigenden
Wärmeeinfluß eine Erhöhung sowohl während der ersten Brennarbeit als auch während
der Verwendung im praktischen Betriebe bei hoher Temperatur.
Bei der Entscheidung über die zu wählenden feuerfesten Stoffe für Wärmespeicher ist
zu berücksichtigen, daß Magnesitsteine teuer sind und auch wegen ihrer Neigung
auseinanderzuspalten, für diesen Zweck nicht in Frage kommen sollten, während
Karborundumsteine aus thermischen, wirtschaftlichen und betriebstechnischen
Erwägungen heraus ungeeignet für Wärmespeicher sind. Hoch tonerdehaltige feuerfeste
Stoffe besitzen zwar gewisse für den Wärmespeicherbau annehmbare Eigenschaften,
erweisen sich jedoch den Schamottesteinen gegenüber nicht von Vorteil, wenn man die
Preise für beide Stoffarten miteinander in Vergleich zieht. Wirtschaftliche
Ueberlegungen gestatten nur die Entscheidung zwischen Silika-, Dinas- und
Schamottesteinen. Von diesen wiederum dürften die Silikasteine in arbeitstechnischer
und wärmetechnischer Beziehung weniger wirksam sein als Dinas- und Schamottesteine,
die daher auch bei Gitterwerken vorgezogen werden. Offenbar besitzen die Dinassteine
die günstigste Vereinigung der angestrebten Eigenschaften. (The Iron and Coal Trades
Review 1928, Bd. 117, S. 492 und 533 bis 534.)
Dr. K.
Die Vornahme von Temperaturmessungen beim
Siemens-Martin-Ofen. Für die erfolgreiche Messung der Temperaturen von
Siemens-Martin-Oefen ist es erforderlich, gewisse Bedingungen des
Strahlungsaustausches, der Gasströmungen usw. in den verschiedenen Ofenzonen genau
zu kennen; ferner muß man sich im klaren sein über die gewünschten zu erhaltenden Temperaturen
und auch über die möglichen Fehlerquellen, die mit der Messung verbunden sein
können, und deren Vermeidung. Auf manchen Werken erfolgt die Temperaturmessung ohne
allzu große Berücksichtigung der besonderen obwaltenden Bedingungen und der
gewünschten Ergebnisse. Trotz gewisser Fortschritte lassen sich allerdings manche
Temperaturen im Siemens-Martin-Ofen noch nicht mit Genauigkeit messen. Immerhin
können in fast allen Teilen des Ofens ziemlich genaue Messungen vorgenommen werden,
wenn dies mit genügend Zeit und mit Sorgfalt geschieht.
Wenn auch die Kenntnis der Temperaturen der Flamme für die Durchführung des
Siemens-Martin-Verfahrens nicht von besonderem Wert ist, so gewährt ihre Kenntnis
doch einige Anhaltspunkte über das Vermögen der ersten Quelle an Strahlungsenergie
und über die Verbrennung verschiedener Brennstoffe mit verschiedenen
Vorwärmetemperaturen, über die Brenner usw. Diese Messungen werden mit Erfolg mit
Hilfe des optischen Pyrometers vorgenommen. Flammen von Koksofengas oder von
Gaserzeugergas mit einem großen Luftüberschuß sind verhältnismäßig durchsichtig, so
daß ein Teil der Strahlung von den hinteren Ofenwänden herrührt. Die so gemessene
Temperatur bildet daher einen unbestimmten Durchschnitt aus der Temperatur der
Wandoberfläche und der wirklichen Temperatur der Flammengase. Teer- und Oelflammen
sind heller und fast undurchsichtig; ihre Messungen lassen sich daher besser
vornehmen. Das fortwährende Flackern der Flammen rührt von den
Temperaturveränderungen her. Die sichersten Ergebnisse erhält man durch Richten des
Pyrometers in der Weise, daß der Faden verschwindet, wenn die Flamme am hellsten
ist; es wird sich dabei um Temperaturen von 1650° bis 1850° handeln.
Auch die Temperatur der Oberflächen der Ofenwände mißt man am besten mit dem
optischen Wärmemesser, und zwar durch die Ofentüren.
Die Oberfläche der flüssigen Schlacke ist ein guter Rückstrahler und daher ein
verhältnismäßig schlechter Strahler für die Strahlungsenergie. Dasselbe gilt für das
Gewölbe, und die Seitenwände des Ofens. Die Silikasteine im Gewölbe und an den
Seitenwänden neigen dazu, mit durch Bindung der Kieselsäure mit Eisenoxyd und Kalk
aus dem Bad gebildeter Schlacke gesättigt zu werden. Diese Sättigung ist schon
vollständig innerhalb einer Woche bis 10 Tage nach Inbetriebnahme des Ofens. Es
entsteht dabei eine flüssige Phase, die mit dem Rest der Steine nicht mischbar und
bei den obwaltenden Ofentemperaturen sehr flüssig ist. Die im Ueberschuß gebildete
Schlacke setzt sich, nachdem die Oxyddämpfe aus dem Bad ständig durch die
Silikasteine adsorbiert werden, in Form einer dünnen flüssigen Lage auf die
Oberfläche des Gewölbes ab, die wiederum in das Bad abtropft oder die Wände
hinabfließt. Man kann sich hieraus wahrscheinlich erklären, warum ein glasiertes
oder gesättigtes Gewölbe die Strahlungsenergie von der Flamme auf das
wärmeadsorbierende Bad so gut rückstrahlt. Die Strahlungsenergie der Flamme ist um
90° bis 250° kräftiger als diejenige der Gewölbeoder Schlackenoberflächen. Ein
Teil der Strahlung nach dem Pyrometer rührt daher von dieser kräftigeren
Strahlungsenergie der Flammen her. Die beobachteten Temperaturen werden
infolgedessen auch höher sein als die wirklichen Temperaturen. Es wurde gefunden,
daß der Meßfehler zwischen 15° und 100° schwankt. Wenn nun die Flamme gerade vor dem
Messen abgestellt wird, so tritt die Ofenkammer beim Messen mit dem optischen
Pyrometer als schwarzer Körper auf und die sich nunmehr ergebende ziemlich genaue
Temperatur braucht nicht mehr verbessert zu werden. Die hohen
Oberflächentemperaturen werden nur durch eine weitere schnelle Zufuhr von
Strahlungsenergie durch die Flamme aufrechterhalten und erfahren eine sofortige
Erniedrigung durch Strahlungsverluste, wenn die Flamme verändert wird. Temperaturen,
die an verschiedenen Stellen an Gewölbe und Wänden der Schmelzkammer gemessen
wurden, ergaben annähernd gleiche Werte mit Unterschieden von nur 5° bis 10°. Es
geht daraus hervor, daß der Austausch der Strahlungsenergie zwischen den
verschiedenen Wänden sich sehr schnell vollzieht und daß die etwaigen Verluste an
einzelnen Teilen der Kammer bald wieder ausgeglichen sind. Die Oberfläche der
Schlacke ist trotz des Strahlungsaustausches etwa 30° bis 60° kühler als Gewölbe-
und Wandoberflächen; der Grund liegt möglicherweise darin, daß die Konvektionsströme
in der flüssigen Schlacke die Hitze schnell an den darunter befindlichen kälteren
Stahl befördern. Die Temperatur der Gewölbeoberfläche sollte so sein, daß die Steine
vor Ueberhitzung und Schmelzung verschont bleiben. Obgleich die aus Eisenoxyd und
Kalk gebildete Schlacke stets in flüssiger Form die Poren der Steine sättigt und
auch ihre innere Fläche berührt, so liegt doch der Beginn des Erweichem des größten
Teiles der Silikasteine, die den Gewölbebau bilden, in dem engen Temperaturspielraum
von 1635° und 1650° bei den meisten basischen Oefen. Dies ist allerdings auch der
höchste Temperaturbereich des basischen Ofens, und die diese Grenze übersteigenden
Temperaturen haben eine schnelle Beschädigung des Silikagewölbes zur Folge. Die
Temperatur der Schlackenoberfläche sollte diesen Temperaturbereich nicht
übersteigen, weil infolge des schnellen Strahlungsaustausches auch das Gewölbe
überhitzt würde.
Es ist noch kein genaues und zweckdienliches Verfahren für die Messung des
geschmolzenen Stahles unter der Schlackendecke entwickelt werden. Die Temperaturen
sind hier zu hoch und die Schlacke frißt fast alle feuerbeständigen Schutzröhren für
die Thermoelemente an. Feuerfeste Röhren hat man durch die Schlacke
hindurchgestoßen, wobei man ein optisches Pyrometer auf den Boden der Röhre
ausrichtete; doch entweder sprang die Röhre, die stark angegriffen wurde, oder im
Innern der Röhre bildeten sich Dämpfe, die die Sehlinie des Pyrometers versperrten.
Chemische Reaktionen und Gleichgewichtsverhältnisse werden durch die Temperatur an
der Berührungsfläche von Metall und Schlacke bestimmt. Die
Schlacken-Oberflächentemperatur erhält man mit einem optischen Pyrometer genau, wenn
man das Gas; gerade vor dem Ablesen abstellt, doch gibt es keine Möglichkeit zu bestimmen,
um wieviel niedriger die Temperatur an der Schlacke-Metall-Berührungsfläche ist. In
der Fertigperiode einer gewöhnlichen Hitze ist der Unterschied wahrscheinlich gering
und die Schlackenoberflächentemperaturen dürften bei abgestelltem Gas einen guten
Maßstab für die Badbeschaffenheit darstellen. Herty hat Temperaturen der
Berührungsfläche von Schlacke und Metall erhalten, indem er von einer Aufstellung
der Gleichung für das Mangangleichgewicht zwischen Schlacke und Metall ausging. Für
diese Berechnungen sind aber genaue Schlacken- und Metallanalysen unerläßlich.
In den meisten Siemens-Martin-Stahlwerken werden die Gießtemperaturen durch optische
Pyrometer festgestellt. Die von Burgeß vorgeschlagenen Korrekturen bei der
Temperaturmessung beziehen sich auf einen Strom von flüssigem Eisen; diese
Korrekturen sind zu berücksichtigen und sie führen dann zu einem unmittelbaren
Bestimmen der wirklichen Temperatur.
Die Messung der Temperaturen des Gitterwerkes in den Wärmespeichern ist von Wert zur
Sicherung der gleichen Bedingungen an den beiden Ofenenden und zum Schutz des
Gitterwerkes vor Ueberhitzung. Für die Vornahme dieser Arbeit führt man ein
geschütztes Platin-Thermoelement durch die Kammerwand bis zu einer Tiefe von etwa
250 bis 300 mm ein, wobei man das Thermoelement am besten beim heißen Ende der dem
Ofen am nächsten gelegenen Gittersteine anordnet. Die sich dabei ergebenden
Temperaturwerte entsprechen nahezu der tatsächlichen Temperatur für das heißeste
Gitterwerk. Registrierende Geräte werden ebenfalls für diese Zwecke benutzt. Die
Temperaturen im oberen Gitterwerk können auch mit Hilfe eines optischen Pyrometers
bestimmt werden, das man durch eine Oeffnung in der Wand einstellt. Diese Ablesungen
sind ziemlich genau, wenn die Kammern auf Luft eingestellt sind, während sie etwas
zu hoch ausfallen, wenn die Kammern auf Gas gehen. Diese Erscheinung ist vermutlich
der Strahlung dünner, fester Eisenoxydpartikel in den austretenden Gasen
zuzuschreiben, die erheblich heißer sind als die Oberflächen der Gittersteine. In
der Regel ist aber dieser Fehler nicht besonders groß. Ein registrierendes
Strahlungspyrometer kann mit Erfolg für ständige Temperaturmessungen der
Gitterwerks-Kammern Verwendung finden. Dieses Gerät bietet den Vorteil, daß das
Thermoelement sich außerhalb der Kammer befindet und infolgedessen vor den
beschädigenden Einflüssen von Gasen und Oxyden bei hohen Temperaturen geschützt
ist.
Die Abnahme der Temperatur von innen nach außen bei der Ofenwand, beim Gewölbe,
Gitterwerk usw. kann durch Einbau von Thermoelementen in verschiedenen Tiefen der
betreffenden Wände gemessen werden. Eine Fehlerquelle muß allerdings in diesem Falle
berücksichtigt werden, die nämlich infolge der Wärmeleitung längs der Drähte des
Thermoelementes entsteht.
Bei der Temperaturmessung im Siemens-Martin-Ofen ist es immer notwendig, zu
unterscheiden zwischen der Gasstrom-Temperatur einerseits und den Stein- und
Schlackenoberflächen-Temperaturen andererseits. Diese letzteren sind immer niedriger
als die der austretenden Gase und höher als die der eintretenden Gase und Luft.
Diese Unterschiede können an gewissen Stellen einige hundert Grad ausmachen. Die
festen oder flüssigen Oberflächen werden immer durch den Gasstrom erhitzt und
gekühlt. Angenommen ein gut geschütztes Thermoelement würde durch das Gewölbe der
Gitterwerkskammer in den Strom austretender Gase gebracht, so steht dieses
Thermoelement in bester Verbindung mit dem Gasstrom und es besitzt auch eine höhere
Temperatur als die Gewölbe-, Wände- oder Gitterstein-Oberflächen. Allerdings wird es
nicht so heiß wie der Gasstrom selbst, da es dazu neigt, die überschüssige Hitze an
die Oberfläche der kälteren Steine zu strahlen. Der von einem solchen Thermoelement
angegebene Wert bewegt sich daher zwischen den wirklichen Temperaturen des
Gasstromes und der wirklichen Temperatur der Kammeroberflächen. Die tatsächlichen
Steinoberflächentemperaturen lassen sich durch ein optisches oder
Strahlungspyrometer oder durch ein Thermoelement ermitteln, das man in Berührung mit
der betreffenden Oberfläche gebracht hat. Die wirklichen Gasstrom-Temperaturen kann
man am besten vermittels eines für hohe Durchgangsgeschwindigkeiten geeigneten
Thermoelementes bestimmen, wobei man einen schnell fließenden Gasstrom durch ein
Rohr ziehen läßt, in dem sich die heiße Lötstelle des Thermoelementes befindet. Wenn
ein Strom von heißen Gasen schnell durch das Rohr fließt, so nähert sich die
Temperatur der Rohrinnenfläche der wirklichen Temperatur der Gase. Dies schützt das
Thermoelement davor, seine überschüssige Hitze durch Strahlung an die kühleren
Wandoberflächen in der Ofenkammer zu verlieren. Die gleichen Bedingungen sind
gegeben, wenn der Gasstrom kälter ist als die umgebenden Wände, z.B. beim Eintritt
des Luftstromes in die Gittersteinkammer; nur wird in diesem Fall ein gewöhnliches
Thermoelement heißer sein als der Luftstrom, und zwar infolge der durch Strahlung
von den umgebenden Wänden erhaltenen Wärme. Auch in diesem Fall schützt das
Thermoelement für hohe Geschwindigkeiten die heiße Lötstelle vor einer
überschüssigen Strahlungswärme. Es sind verschiedene Arten von Thermoelementen für
hohe Durchgangsgeschwindigkeiten in Gebrauch, die alle nach dem gleichen Grundsatz
gebaut sind. Sie sind besonders dann von Wichtigkeit, wenn Wärmebilanzen über die
Ofenwirtschaft aufzustellen sind. (Fuels and furnaces 1928, Bd. 6, S.
1163-1168.)
Dr. K.
Gußeisen für Dieselmaschinen. Für Dieselmotoren sind
bereits eine Reihe von Gußeisenzusammensetzungen erörtert worden. Um unnötige
Verwicklungen auf diesem Gebiete zu vermeiden, dürfte es angebracht sein, die Zahl
der geeigneten Zusammensetzungen auf etwa 3 bis 4 zu begrenzen. Was die
verschiedenen Elemente im Dieselmaschinenguß anbetrifft, so bestehen besondere
hinsichtlich des Gehaltes an Gesamt-Kohlenstoff Meinungsverschiedenheiten, für
dessen Bemessung man Gehalte von 2,3 bis 3,9 % vorgeschlagen hat. Es muß zugegeben
werden, daß ein niedriger Kohlenstoffgehalt für manche Zwecke mit Vorteilen
verbunden ist; für die Zwecke des Dieselmaschinengusses jedoch hat sich ein Gehalt
von 3 bis 3,2 % Kohlenstoff im Betriebe gut bewährt; auch ein Eisen mit 3,3 bis 3,4 %
Kohlenstoff bei niedrigem Siliziumgehalt von 0,6 % Si kann ohne schädliche Wirkung
Verwendung finden. Heute hat man erkannt, daß wenig Silizium wichtiger ist als wenig
Kohlenstoff. Befriedigende Ergebnisse hat man mit einem Phosphorgehalt von 0,05 bis
1,3 % erzielt. Beim Dieselmaschinenguß bietet ein phosphorarmes Eisen Vorteile, so
daß ein solches zu empfehlen ist. Vor allem findet bei geringem Phosphorgehalt auch
die Ausseigerungsgefahr eine Einschränkung. Für Stücke, die starken Drucken
ausgesetzt sind, eignet sich ein Phosphorgehalt von 0,2 %. Ein solches Eisen besitzt
auch eine genügende Schlagfestigkeit. Auch über einen zweckmäßigen Mangangehalt
bestehen starke Meinungsverschiedenheiten, da die einen Metallurgen einen hohen
Mangan-, die anderen einen niedrigen Mangangehalt befürworten. Ein starker Anteil an
Mangan ruft Dünnflüssigkeit hervor, vermindert die Oxydation und schützt vor einem
Uebermaß an Schwefel. Mangangehalte von 1 bis 1,25 % dürften für Dieselmaschinenguß
geeignet sein, wobei man, wenn hohe mechanische Eigenschaften beansprucht werden,
bis auf 2 % Mangan hinaufgehen kann. Wenn Mangan im Uebermaß vorhanden ist, schadet
ein Gehalt an Schwefel bis zu 0,15 % oder sogar mit einem noch höheren Gehalt nicht.
Die verschiedenen Vorschläge in bezug auf den Siliziumgehalt für Dieselmaschinenguß
bewegen sich zwischen 0,6 bis 1,5 % Silizium und sie richten sich nach den
Wandstärken und der Art des Gußstückes. Neue Versuche haben ergeben, daß das
Silizium einen starken Einfluß auf das Wachsen und andere beim Erwärmen von Gußeisen
vor sich gehende Veränderungen ausübt.
Folgende Hauptpunkte sind nach H. C. Jay (The Foundry Trade Journal, 1928, Heft 641)
zu beachten:
1. Gußeisen erleidet eine nur geringe Veränderung beim Erwärmen
auf Temperaturen unter 200° C, indem die allgemeine Zusammensetzung nur wenig
beeinflußt wird. Für Gußstücke, die keinen Temperaturen von über 200° C
unterworfen sind, kann man daher die verschiedensten Gußeisensorten verwenden,
vorausgesetzt, daß die sonstigen Eigenschaften mit den Anforderungen in Einklang
stehen.
2. Bei einer Temperatur von über 200° C hängt die Beständigkeit
des Gußeisens hauptsächlich vom Siliziumgehalt und von der Erwärmungstemperatur
ab. Je höher diese sind, um so stärker ist das Wachsen und die sonstigen
Veränderungen im Gußeisen.
3. Gußeisen mit etwa 1,2 % Silizium bietet einen großen
Widerstand gegen das Wachsen; eine wesentliche Verminderung des Siliziumgehaltes
hat eine nur geringe Zunahme dieses Widerstandes zur Folge.
Es erscheint demnach, daß dem Silizium eine hohe Bedeutung bei
wärmebeständigen Gußstücken zukommt. Die jeweiligen günstigsten Siliziumgehalte
sollten für die verschiedenen Klassen von Gußstücken in engen Grenzen gehalten
werden; man wird dabei die verschiedenen Wandstärken zu berücksichtigen haben, um
möglichst hohe physikalische Eigenschaften zu erhalten, indem man gleichzeitig die
Wandstärke, die Masse und das Gewicht der betreffenden Stücke beachtet. Leichte
Stücke, z.B. kleine Zylinderköpfe, können mit 1,1 bis 1,2 % Silizium gegossen
werden, während man für schwerere Stücke von 50 bis 62 mm Wandstärke einen Gehalt
von 0,6 % Silizium oder weniger wählt.
Einteilung des Dieselgusses:
Es ist zweckdienlich nach H. C. Jay, folgende 3 Klassen zu unterscheiden:
Klasse A. Gußstücke von 12 bis 25 mm Wandstärke. Gewicht der Stücke bis zu 254 kg.
Siliziumgehalt 1,10 bis 1,25 %.
Beispiel: für einen kleinen Zylinderkopf von 10 bis 31 mm Wandstärke und 40 kg
Gewicht wählt man die Gattierung: 50 % phosphorarmes Roheisen und 50 % weicher
Stahlschrott.
Zusammensetzung
geb.C
Giaphit
Ges.C
Si
Mn
P
S
des Einsatzes
–
–
2,10
1,45
1,72
0,04
–
des Gusses
0,77
2,31
3,08
1,10
1,07
0,06
0,090
Klasse B. Gußstücke von 25 bis 62 mm Wandstärke. Gewicht der Stücke 254 bis 2000 kg.
Siliziumgehalt 0,80 bis 1,10 %. In der Regel werden diese Dieselmaschinengußstücke
aus einem Eisen hergestellt, das Silizium in der angegebenen Höhe enthält; die
Eigenschaften dieser Stücke sind allgemein bekannt.
Klasse C. Gußstücke von über 62 mm Wandstärke. Gewicht der Stücke über 2000 kg.
Siliziumgehalt 0,6 bis 0,8 %
Beispiel: für einen Zylindermantel von 55 bis 62 mm Wandstärke nimmt man die
Gattierung: 55 % phosphorarmes Roheisen, 25 % verlorene Köpfe, Trichter usw. der
gleichen Gattierung und 20 % weichen Stahlschrott.
Zusammensetzung
geb.C
Graphit
Ges.G.
Si
Mn
P
S
des Einsatzes
–
–
2,47
1,07
1,60
0,22
–
des Gusses
0,76
2,63
3,39
0,67
0,91
0,24
0,076
Probestäbe vom Kopfe dieses Stückes abgetrennt besitzen eine
Zerreißfestigkeit von 23,6 kg/mm2.
Gußeisen der oben angegebenen Zusammensetzung läßt sich im Kupolofen leicht
erschmelzen; es muß nur darauf gesehen werden, daß die Einsätze schnell
niederschmelzen und daß ein heißes Eisen erzeugt wird. Dieses letztere ist besonders
bei dünnwandigen Stücken wesentlich. Dann muß die Zusammensetzung des Stahlschrottes
bekannt sein, da man sonst Enttäuschungen erfahren kann.
Dr. K.
Ueber die Verkokung der Steinkohle bei hoher Temperatur.
Noch bis vor wenigen Jahren stellte die Verkokung der Kohle bei hoher Temperatur
einen nur rohen Arbeitsvorgang dar, der es ermöglichte, aus 1 t Kohle 280 bis 340
m3 Gas, 700 bis 800 kg Koks, 4 bis 8 kg
Benzol, 20 bis 80 kg Teer und 8 bis 12 kg Ammoniumsulfat zu gewinnen. Heute ist man
bemüht, aus der Kohle ein Maximum an Gasvolumen oder vielmehr von Gaskalorien mit
einem genügenden thermischen Potential herauszuziehen, dann aus dem Gas Wasserstoff
auszuscheiden, der für die Ammoniakherstellung auf synthetischem Wege dienen soll.
Schließlich ist der Koks neben seinen sonstigen Verwendungszwecken (Metallurgie,
Heizung) auch dazu berufen, als Ausgangsstoff für die Zubereitung chemischer
Erzeugnisse und Betriebsstoffe verwendet zu werden.
Ein Fortschritt im Koksofenbau wurde zunächst durch die Vergrößerung des Inhaltes der
Verkokungskammern erreicht. Die 3-m-Retorten, die früher von Hand durch zwei Arbeiter bedient
wurden, hat man durch mechanisch begichtete ersetzt. Während in den Jahren 1895 bis
1905 für eine Tageserzeugung von 100000 m3 Gas mit
einer Belegschaft von 175 bis 200 Mann gerechnet werden mußte, genügen heute für die
gleiche Leistung 20 Mann. Die Leistungsfähigkeit der Oefen je m2 Oberfläche ist verdreifacht worden, während das
Volumen des Mauerwerks um die Hälfte vermindert wurde. Daneben gelang es, einen
großstückigeren und weniger brüchigen Koks zu gewinnen. Sodann hat man erkannt, daß
die Verkokungsdauer nicht allein durch eine schnelle mechanische Zuführung der
Kohle, sondern auch durch eine schnelle Entfernung des fertigen Kokses verkürzt
werden kann, der dann selbsttätig durch ein entsprechendes Kohlenvolumen ersetzt
wird. Auch durch das Einspritzen von Dampf wird eine Besserung erzielt, und zwar hat
sich ein Anteil von 10 bis 12 % Dampf im Verhältnis zum Gewicht der behandelten
Kohle am günstigsten bewährt; bei Versuchen stieg die Menge des erzeugten Gases je
Kammer in 24 Stunden von 2280 m3 ohne
Dampfeinspritzung auf 2875 m3 mit
Dampfeinspritzung. Die Ofenkammern hatten vor 10 Jahren eine durchschnittliche
Breite von 52 cm, heute dagegen höchstens 45 und oft nur 40 cm. Wie aus der
folgenden Uebersicht hervorgeht, wird bei geringerer Kammerbreite die
Verkokungsdauer fühlbar vermindert:
Breite derVerkokungs-kammer
Dauer derVerkokung
Chargendes Otens
VerkokteKohleje Ofen-Tag
cm
Stunden
t
t
50
28,0
10,2
8,6
45
23,0
9,3
9,2
40
19,3
8,2
9,8
37
17,3
7,6
10,1
34
15,3
7,6
10,5
Die Länge der Koksöfen zwischen den Türen betrug zuerst 5 bis 6 m, von 1896 ab wurden
sie während rund 25 Jahre auf 10 m bemessen und heute baut man sie mit 12 m. Die
Ofenhöhe war lange Zeit auf 1,8 m begrenzt, heute erreicht sie 3,5 m und man sieht
bereits Höhen von 4,2 m vor. Der nützlichen Ofenhöhe ist dadurch eine Grenze
gesteckt, daß man gezwungen ist, einen Kokskuchen von gleichmäßiger Beschaffenheit
in bezug auf seinen Verkokungsgrad zu erzeugen, der sich ergibt aus dem Gehalt an
flüchtigen Bestandteilen, der Verbrennlichkeit und der Kohäsion des Kokses. Eine
weitere Aenderung der heute bestehenden Ofenabmessungen erscheint nicht mehr
angebracht.
Die Verwendung von Silikatsteinen für die Auskleidung der Koksöfen hat eine
Verkürzung der Verkokungsdauer um rund 25 % mit sich gebracht, da man bei diesen
Steinen die Ofentemperaturen von 1050 bis 1100° auf 1350 bis 1400° erhöhen und die
Wärmeübertragung durch die Kohlenmasse im Verlaufe der Verkokungsarbeit bessern
konnte. Die Dichte der Silikatsteine für die Koksöfen sollte 2,28 bis 2,40 betragen.
Der aus dem Koksofen gestoßene Kokskuchen besitzt eine Temperatur von 900 bis 950°
und stellt demnach eine starke Wärmequelle dar. Auf einer großen Kokerei
Ostfrankreichs wird die Kokswärme zum Heizen von Dampfkesseln verwendet, wo man 300
bis 400 kg Dampf von 15 atm je Tonne Koks zu geringen Selbstkosten gewinnt. Die
an den neuzeitlichen Oefen befindlichen Türen ragen 250 mm in das Ofeninnere hinein,
wodurch sie sich als dichter gegenüber den früheren Türen erweisen und ein
Entweichen von Gas vermieden wird; ferner wird die Verkokung des Kokskuchens auch an
den Enden gesichert. Zum Beheizen der Kammern verwendet man mit Vorteil Hochofengas
oder Wassergas und kann somit das wertvolle Koksofengas anderen Zwecken (Stadtgas,
Oefen für hohe Temperaturen) zuführen. (Berthelot, Revue de Metallurgie, Bd. 24. S.
557 bis 572.)
Kalpers.
Verbesserungen im Hochofenbau, Seit 1910 sind auf dem
Hochofenwerk Sloss-Sheffield Steel & Iron Co. in Birmingham, Ala., eine Reihe
von Verbesserungen durchgeführt worden, die man nunmehr auf vier in Betrieb
befindliche Oefen angewendet hat. Das Gestell bei diesen Oefen ist bei einem
Durchmesser von 3710 mm von einem 330 mm starken Gußeisenmantel umschlossen. Die
Gestellweite richtet sich nicht nach den sonstigen Ofenabmessungen, sondern nach der
Güte des zu gewinnenden Roheisens. Ein zu weites Gestell neigt sich zu einer
Verminderung der Roheisenbeschaffenheit, namentlich in bezug auf die physikalischen
Eigenschaften und verursacht ungleichmäßige Gießbedingungen. Das Gestell wird nur
von außen durch Wasser gekühlt; eine Innenkühlung findet nicht statt. Durch diese
Wasserberieselung und durch einen Wassergraben werden Durchbrüche und die Ansammlung
von Wärme auf dem Gestellboden vermieden. Wenn einmal eine Stelle leck werden
sollte, so kann das flüssige Roheisen durch den Gußeisenpanzer nicht schnell
durchbrechen, so daß der angerichtete Schaden gering ist. Sieben Oefen mit einem
solchen Gestell hatten in 15 Jahren Betriebszeit keinen Durchbruch zu verzeichnen.
Für die Formenebene ist ein Mantel ähnlicher Art vorgesehen worden mit Oeffnungen
für die Kühlformen und für mindestens zwei Bronzekühlkästen zwischen jeder Windform.
Ueber dem Formenmantel befinden sich drei bis vier Reihen von Bronzekühlkästen.
Diese werden durch eine Reihe von auswechselbaren Gußeisengehäusen, die durch
Stahlbänder miteinander verbunden sind, eingeschlossen und bilden den unteren Teil
der Rast. Der obere Rastteil besteht aus einem Mantel aus Stahlblech, der von
gußeisernen Platten mit inneren und über den Mantel hinausragenden schmiedeeisernen
Röhren geschützt wird. Diese Rastausführung ist seit 10 Jahren an einem Ofen
ununterbrochen in Betrieb und befindet sich jetzt noch in bestem Zustand. Als Winkel
zwischen Rast und Kohlensack wurde einer von 77° gewählt. Die Schachtmauer, die eine
Stärke von 530 bis 615 mm besitzt, wird durch eine Reihe von Bronzekühlplatten, die
durch einen Blechmantel verbunden und gestützt werden, geschützt. Von der Stelle ab
im oberen Schachtteil, wo die starke Abnutzung durch die Beschickung beginnt, ist
der Schacht aus Metall und er besteht aus einem äußeren Stahlmantel und inneren
verschleißfesten Gußeisen-Platten von geeigneten Abmessungen. Der Querschnitt in dem
oberen Schachtteil ist größer als bei den älteren Bauarten, da die Steigung jetzt
nur 40 mm/m ist gegen 60 bis 100 mm/m sonst. Dieser größere Schacht wirkt wie
ein Rekuperator der heißen Gase; er gibt die Gase zu einer niedrigeren Temperatur
ab, so daß die im Ofen zurückgehaltene Wärme eine Ersparnis an Brennstoff zur Folge
hat. Infolge der Unzerstörbarkeit des oberen Schachtes ist ferner die vorteilhafte
Möglichkeit der Verwendung eines kleinen Gichtverschlusses gegeben. Die gröberen
Aufgabekörper können gegen die Schachtwand gestürzt werden, ohne sie zu beschädigen,
während sonst die feineren Teile des Möllers zum Schütze der Ofenwand nach außen
aufgegeben wurden. Da der obere Querschnitt genügend groß und die Verteilung des
Möllers gleichmäßig ist, ziehen auch die Gase gleichmäßig durch die
Beschickungssäule und nicht zwangsweise durch einzelne Durchgänge der Beschickung
und sie reißen infolgedessen keine großen Staubmengen mit sich fort. Dieser leichte
Durchgang der Gase hat zur Folge, daß sie gekühlt werden und dadurch einen großen
Wärmebetrag im Ofen zurücklassen und ferner daß sie den Ofen mit einem nur geringen
Staubgehalt verlassen. Die Staubmengen vermindern sich um 90 %. Dann wird eine
längere und bessere Berührung zwischen den heißen Gasen und dem Erz in der oberen
Reduktionszone gewährleistet und das Erz wird hierdurch für die Schlußreduktion
günstiger vorbereitet, woraus sich wiederum eine größere Ofenleistung und ein
geringerer Brennstoffverbrauch ergibt. Diese Ofenart erzeugt immer ein gleichmäßiges
Roheisen mit 2,52 % Silizium, 0,50 % Mangan, 0,028 % Schwefel, 0,75 % Phosphor mit
einer bei den sonstigen Ofenbauarten nicht möglichen Geschwindigkeit. Der
Koksverbrauch bei einem Ofen von 417 m3 Inhalt
beträgt 1220 kg/t Roheisen und hat um 12,9 % abgenommen, während die
Roheisenerzeugung mit 320 t in 24 h um 30,4 % stieg. (Iron Age, Bd. 120, S.
782-784.)
K.
Internationaler gewerblicher Rechtsschutz.
Deutschland. Die Verwendung ausländischer Flaggen für
deutsche Waren sollte vermieden werden. Die amerikanische Botschaft erklärte, daß in
den Vereinigten Staaten selbst das Sternenbanner niemals für Reklamezwecke benutzt
werde. – Alle Anträge auf Erteilung bzw. Eintragung eines Patentes, Gebrauchsmusters
oder Warenzeichens sind nunmehr mit vollgültiger Unterschrift versehen in doppelter
Ausfertigung einzureichen. – Im Jahre 1928 wurden in Deutschland bei 434 Gerichten
95965 Geschmacksmuster von 2825 Urhebern deponiert. – Die meisten Eintragungen
entfielen auf Barmen, während Berlin mit 7690 an zweiter Stelle steht.
Cuba. Aus Havanna ausgeführten Zigarren wird jetzt eine
Garantiemarke beigegeben werden, die die Echtheit des Havanna-Imports bestätigt.
Griechenland. Nach Art. 11, Abs. 2 des griech. Gesetzes
vom 19. 3. 28 ist jeder berechtigt, die Marke einer Firma, die wohl im
Ursprungslande, nicht aber in Griechenland eingetragen ist, für sich in Griechenland
schützen zu lassen.
Großbritannien. Britische Patente können bekanntlich mit
einem Vermerk versehen werden, wonach sich der Patentinhaber bereit erklärt und
verpflichtet, Lizenzen an Interessenten abzugeben. Für diese Patente sind dann nur
noch die halben Jahresgebühren zu zahlen. Im Jahre 1927 sind 694 Anträge auf
Gewährung von Lizenzrechten gestellt worden.
Italien. Zur Erbringung von Ausübungsnachweisen genügt
nicht mehr der Verkauf von im Ausland hergestellten Gegenständen, die in Italien
einen Patentschutz genießen, sondern die patentierten Gegenstände müssen in Italien
hergestellt werden, sofern überhaupt eine Möglichkeit dafür vorhanden ist.
Jugoslavien. In Abänderung des Gesetzes zum Schütze des
industriellen Eigentums bedarf es neuerdings für das Begehren auf
„Wiedereinsetzung der Rechte in den vorigen Stand,“ sowie auch für die
„Bezeichnung als Erfinder“ eines Sitzungsbeschlusses des Senats der
Anmeldeabteilung. Die Bezeichnung als Erfinder geschieht in der Weise, daß in der
Patentschrift Name, Beruf und Wohnort des Erfinders unterhalb des Namens des
Patentinhabers angeführt werden. – Aussteller, die ihre Erfindungen auf
internationalen Ausstellungen solcher Länder ausstellen, die der Pariser Konvention
angehören, genießen bezüglich der Priorität in Jugoslavien dieselben Rechte, wie die
Aussteller auf Ausstellungen, die in Jugoslavien stattfinden, vorausgesetzt, daß die
betr. Ausstattungsleitung als solche anerkannt wird, der die Rechte aus Art. 11 der
Pariser Konvention zukommen.
Mexiko. Die wichtigsten Aenderungen des neuen, am 1. 1. 29
in Kraft gesetzten Patentgesetzes bestehen darin, daß die 20jährige Schutzdauer
seitens der Regierung auf 15 Jahre abgekürzt werden kann, wenn die Erfindung in
Mexiko nicht industriell zur Ausübung kommt und daß nunmehr die Anmeldungen einer
Neuheitsprüfung unterliegen. Als nicht neu wird eine Erfindung angesehen 1. wenn ein
mexikanisches Patent früheren Datums auf den gleichen Gegenstand besteht; 2. wenn
die Erfindung im Ausland schon länger als 12 Monate vor dem Anmeldedatum bereits
patentiert war; 3. wenn die Erfindung im In- oder Ausland genügend bekannt ist; 4.
wenn die Erfindung im In- oder Ausland vor der Anmeldung bereits benutzt wurde. –
Die Anmeldekosten umfassen die 1.–3. Jahrestaxe. Erst vom 4. Jahre ab ist eine
Jahrestaxe zu zahlen.
Oesterreich. Zwischen Oesterreich und Frankreich ist ein
Abkommen getroffen worden, nach dem sich die beiden Staaten verpflichten, die
Bestimmungen des Pariser Unionsvertrages von 1883 in ihren Ländern in wirksamer
Weise zur Anwendung zu bringen, insbesondere den unlauteren Wettbewerb gegenüber den
dem Lande des anderen Vertragsteiles entstammenden Erzeugnissen und falsche
Herkunfts- und Beschaffenheitsangaben zu unterdrücken.
Peru. Alle Patentanmeldungen müssen in Zukuunft in der
Tageszeitung „La Prensa“ veröffentlicht werden. Die Kosten dafür in Höhe von
ca. 55 RM. sind vom Anmelder zu tragen.
Polen. Polen ist dem Madrider Abkommen betr.
„Unterdrückung falscher Herkunftsangaben auf Waren“ mit Wirkung vom 10.
Dezember 1928 beigetreten.
Rußland. Die Anerkennung der aus der Zeit vor dem Kriege
herrührenden Rechte aus Patenten oder Patentanmeldungen stößt in den Fällen, in
denen der ursprüngliche Anmelder seine Rechte veräußert bzw. auf dritte übertragen hat, vielfach
auf Schwierigkeiten. Die russische Regierung hat zugesagt diese Fälle in einem den
deutschen Interessen dienenden Sinne nachzuprüfen. Bedingung ist jedoch, daß der
betroffene Deutsche bis zum 21. 3. 29 einen diesbezüglichen Antrag gestellt hatte. –
Eine Legalisierung der Unterschrift des deutschen Anmelders einer Patentanmeldung in
Rußland ist nicht mehr erforderlich, es genügt die Beglaubigung durch das
Amtsgericht, einen Notar oder den Präsidenten des Patentamts. – Der Oberste
Volkswirtschaftsrat kann Erfindungen, die für die Volkswirtschaft oder sonstige
Interessen der U.S.S.R. von besonderem Vorteil sind, beschlagnahmen. Der Erfinder
wird in einem solchen Falle aus einem besonderen Fonds entschädigt und die Höhe der
Entschädigungssumme dem die Erfindung benutzenen Unternehmen angerechnet.
Schweden. Die Höhe der Jahrestaxen für Patente sowie die
Anmeldegebühren für Warenzeichen sind herabgesetzt worden.
Schweiz. Im Jahre 1927 wurden in der Schweiz 7774
Erfindungen zum Patent angemeldet, von denen 5548 zur Patenterteilung führten. Von
den erteilten Patenten entfielen auf die Anmeldungen aus der Schweiz 2258 = 41 %,
auf Anmeldungen aus dem Ausland 3290 = 59 %. Deutschland war mit 1889 Patenten =
24,3 % vertreten. – Im gleichen Jahre kamen 2802 Schutzmarken zur Anmeldung, von
denen 2675 zur Eintragung führten, von den eingetragenen Marken entfielen 2201 auf
die Schweiz, 474 auf das Ausland. Deutschland war mit 120 Marken-Registrierungen
beteiligt.
Siam. Zwischen Deutschland und Siam ist ein Vertrag
abgeschlossen, nach welchem beide Länder ihren Angehörigen gegenseitig den gleichen
Schutz in allen Fragen des gewerblichen Rechtsschutzes einräumen.
Spanien. Die Zahlung der amtlichen Gebühren, die der
Eintragung von Patenten und der Ausstellung der Eintragungsbescheinigungen
vorangehen, können künftig noch innerhalb 3 Monaten nach Fälligkeit eingezahlt
werden und zwar mit einem Zuschlag von 20 Pes. im 2. Monat und 30 Pes. im 3. Monat.
– Spanische Patente, deren Urkunden vor dem 1. 3. 26 ausgestellt sind, unterliegen
keiner Zwangsbestimmung über die Wiederholung des Ausübungsnachweises oder der
Zwangslizenz. Für sämtliche nach dem 1. März 1929 erstmalig unter Zwangslizenz gestellten spanischen Patente ist eine
jährliche Wiederholung erforderlich.
Südafrikanische Union. Die S.A.U. ist mit Wirkung vom 3.
10. 28 der Berner Konvention beigetreten.
Tschechei. Im Jahre 1928 wurden 2112 Schutzmarken
eingetragen, von denen 181 auf Deutschland entfielen. – Im gleichen Jahre gingen
8461 Patentanmeldungen ein, während 3450 Patente erteilt wurden.
Ungarn ist mit Wirkung vom 16. Mai 1929 der im Haag
revidierten Pariser Verbandsübereinkunft (Unionsvertrag) und dem Madrider Abkommen
betr. die internationale Markenregistrierung beigetreten.
U. S. Amerika. In der Zeit vom 1. Juli 1927 bis 30. Juni
1928 wurden 88 482 Patente angemeldet. Erteilt wurden in der gleichen Zeit 41 067
Patente.
Von Patentanwalt Dr. Oskar Arendt,
Berlin W. 15.
Die Jahresversammlung des Verbandes Deutscher
Elektrotechniker, Aachen 1929. Der Verband Deutscher Elektrotechniker hält
in diesem Jahre seine 34. Jahresversammlung im Rheinland, und zwar in Aachen am 7.
bis 9. Juli ab. Es wird dadurch der Zusammenhang der gesamten deutschen
Elektrotechnik mit der Industrie des immer noch besetzten Rheinlandes betont;
zugleich wird der großen Bedeutung des Rheinlandes und Ruhrgebietes für die
Elektrizitätswirtschaft durch deren Berücksichtigung in den Hauptproblemen, die auf
der Tagung behandelt werden, Rechnung getragen. Die VDE-Tagung wird eingeleitet
durch einen Vortrag von Herrn Ministerialdirektor i. R. Geh. Oberpostrat Dr. ing. E.
h. Craemer über den Weltfernsprechverkehr und seine Entwicklung und Bedeutung für
Wirtschaft und Kultur. Die Entwicklung der Technik auf dem Gebiete des
Fernsprechwesens im letzten Jahrzehnt hat die Fernsprechverbindung zwischen den
einzelnen Ländern Europas und selbst mit anderen Erdteilen in ungeahnter Weise
weiter gebracht; der Vortrag wird daher allseitig mit dem größten Interesse
aufgenommen werden. Im Zusammenhang mit diesem Vortrag wird zum ersten Male in
großem Maßstabe die Tagung des VDE als Ferntagung ausgebildet werden; dadurch erhält
sie eine besondere Bedeutung und in gewisser Hinsicht ein historisches Interesse. Es
werden nämlich zu gleicher Zeit mit dem VDE auch die Elektrotechnischen
Gesellschaften Ungarns, Hollands und Oesterreichs zusammentreten, und zwar in
Budapest, dem Haag und Wien. Aachen wird mit diesen Hauptstädten durch
Kabelleitungen verbunden, die in Berlin als Knotenpunkt zusammenlaufen, so daß die
nötigen Umschaltungen usw. von Berlin aus vorgenommen werden. Die einzelnen
Verbindungen haben eine Länge von durchschnittlich 900 km und sind je mit 12 bis 14
Verstärkerämtern ausgerüstet. Außerdem zweigen von den Kabelleitungen nach Aachen
noch die Verbindungen mit dem Rundfunksender Langenberg und von den Leitungen nach
dem Haag die Verbindungen zum Rundfunksender Königswusterhausen ab, da die gesamte
Ferntagung mit allen Ansprachen, Begrüßungen und Reden aus allen vier Ländern noch
im Rundfunk wiedergegeben werden soll. In den Versammlungsräumen sind ausreichend
Mikrophone und Lautsprecher aufgestellt, die alles wiedergeben, was in den einzelnen
Städten gesprochen wird, so daß alle Versammlungsteilnehmer in den teilnehmenden
Ländern gleichzeitig hören können. In gleicher Weise werden die Begrüßungsansprachen
und Erwiderungen übertragen; auch eine Diskussion ist möglich. Nach der
Eröffnungsansprache wird der Vorsitzende des Verbandes, Herr Generaldirektor Dr.
ing. E. h. M. Krone (Dortmund), einen Bericht über die Entwicklung und Lage der
Elektrotechnik im vergangenen Jahre erstatten, der für alle Elektrotechniker
Wertvolles bietet. Nach den Begrüßungsansprachen der Vertreter der Reichs- und
Staatsbehörden, der Wissenschaft und der befreundeten inländischen Verbände hält
Herr Ministerialdirektor Dr. Craemer seinen Vortrag über den Weltfernsprechverkehr,
dem dann die Ansprachen seitens der befreundeten ausländischen Verbände aus dem
Haag, aus Wien und aus Budapest folgen.
Eine derartige Ferntagung, noch dazu über die Reichsgrenzen hinweg, darf in
technischer und wirtschaftlicher Hinsicht als von größter Bedeutung angesehen
werden. Sie bietet die praktische Demonstration zu den Ausführungen des Herrn
Ministerialdirektor Craemer in seinem oben genannten Hauptvortrag der Tagung des
VDE.
Die weiteren Vorträge werden sich mit den Problemen des Zusammenschlusses großer
Netze im Lichte der Elektrizitätswirtschaft (Generaldirektor Dr. ing. E. h. Frank),
ferner mit dem Verhalten der Kraftwerke und Netze beim Zusammenschluß (Prof. Dr.
ing. Dr. ing. E. h. Rüdenberg) und den Wirkungen des Zusammenschlusses auf den
Betrieb (Obering. Dr. ing. Piloty) befassen. Außerdem wird Prof. Dr. ing. Rogowski
(Aachen) über Kathodenoszillograph und Ueberspannungen (Experimentalvortrag)
sprechen und damit nicht nur eines der wichtigsten modernen Meßgeräte, sondern auch
eines der interessantesten Gebiete der heutigen Elektrotechnik behandeln. Die
Nachmittage des 8. und 9. Juli sind wieder, wie bei früheren Jahresversammlungen,
Fachberichten gewidmet, die durch besondere Fachvertreter in reicher Zahl gehalten
werden und die sich stets besonderer Beachtung und Beliebtheit erfreuten. Die
Fachberichte umfassen die Gruppen (8. Juli) Elektrische Kraftwerke (Einführender:
Dir. Neustätter, Berlin), Elektrische Kraftübertragung (Einführender: Prof. Dr. ing.
Marx, Braunschweig), Elektrische Industrieanlagen und Installationstechnik
(Einführender: Direktor Tröger, Berlin), Maschinen und Transformatoren
(Einführender: Prof. Finzi, Aachen, und Prof. Unger, Braunschweig), Elektrophysik
(Einführender: Prof. Dr. Rogowski, Aachen), (9. Juli) Elektrische Kraftwerke
(Einführender: Direktor Dr. Lipken, Dortmund), Elektrische Kraftübertragung
(Einführender: Direktor Rachel, Dresden), Fernmeldetechnik (Einführender: Prof.
Kruckow, Berlin). In diesen Fachberichten werden die Fragen behandelt, die zur Zeit
die Elektrotechnik am meisten berühren. Besonders wertvoll ist dabei die lebhafte
Diskussion, die sich an die Vorträge anzuschließen pflegt und den Elektrotechnikern
aus allen Gauen Deutschlands Gelegenheit zur Aussprache auf ihren Fachgebieten gibt.
Der diesjährigen Jahresversammlung des VDE wird daher von allen Seiten, besonders
auch wegen der damit verbundenen Ferntagung, mit besonderem Interesse
entgegengesehen, so daß zu hoffen ist, daß sie wiederum, wie in früheren Jahren,
einen erfolgreichen Verlauf nimmt.
te–