Stahl und Eisen, Jg. 48, Heft 32

S T A H L U N D E I S E N

Z E I T S C H R I F T F Ü R D A S D E U T S C H E E I S E N H Ü T T E N W E S E N

H e r a u s g e g e b e n v o m V e r e i n d e u t s c h e r E i s e n h ü t t e n l e u t e

G e l e i t e t v o n D r . - I n g . D r . m o n t . E . h . O . P e t e r s e n

u n t e r v e r a n t w o r t l i c h e r M i t a r b e i t v o n D r . J . W . R e i c h e r t u n d D r . M . S c h l e n k e r f ü r d e n w i r t s c h a f t l i c h e n T e i l

H E F T 3 2 9. A U G U S T 1 9 2 8 4 8 . J A H R G A N G

Bau und Betrieb von Bandeisenstraßen.

III. B a n d ei s e n s t r a ß e d e r B o c h u m e r S ta h l ind us tr i e1).

V on D irek tor ®ipI.=Qng. H . v. A v a n z i n i in Bochum .

[B e rich t N r. 61 des W alzw erk sau sschu sses des V ereins d eu tsch er E ise n h ü tte n le u te 2).]

(Walzprogramm. Abm essungen des auszuwalzenden Halbzeugs. Ofen m it Einsatz- und Ausstoßvorrichtung. Anordnung der Straße und Beschreibung ihrer E inrichtungen. Leistung der A nlage.)

zur E in sa tztü r , fallen dort in den R au ch k an al ab u n d ziehen un terhalb der B esch ick u n g zum F u ch s. D a die einzelnen P la tin en oder K n ü p p el im Ofen n ich t genau d ic h t anein­

anderliegen, zieh t ein T eil der F eu er­

gase auch zw ischen den F u gen auf dem kürzesten W ege in den R au ch kan al.

m [te]

d

A b b ild u n g 1. B a n d sta h ls traß e .

B eim Bau d erim F rü h jah r 1921 im W alzw erk der B ochum er Stahlindustrie in B etrieb genom m enen B and straße (Abb. 1) lag die Auf gäbe vor, eine Straße zu schaffen, auf der sowohl Sonderstahl als auch E isen in schw eren, g u t m aß h alti­

gen Bändern wirtschaf tlich erzeugt w erd en können. D as W alz- programm der Straße u m faß t B änd er in B reiten von 50 bis 20$ mm. D ie klein ste Stärke b eträgt in den B reiten 50 bis 80 mm bei E isen 1 m m , bei S tah l 1% m m und steig t bei den H öchstbreiten

von 150 bis 203 mm auf 1% m m bei Eisen und 2 mm bei Stahl. D ie R ing­

gewichte betragen 26 bis 127 kg je nach Abmessung.

Als Einsatz die­

nen Knüppel von 50 mm2 oder F lach ­ knüppel und P la ti­

nen von 60 bis 210 mm Breite und 35 bis 40 mm Stärke.

Die Länge des E in sa tzg u tes w ird durch die O fenbauart nach unten m it 1600 m m , nach oben m it 2400 m m begrenzt.

Das P latinenlager is t in un m ittelb arer N äh e des Ofens angelegt und wird vo n zw ei E in satzk ran en m it 5 und 3 t Tragkraft bestrichen, die g leich zeitig die n eben der B a n d ­ stahlstraße liegenden 230er un d 280er Straßen b edienen.

Zur Vorwärmung der P la tin en w urde ein S t o ß o f e n m it doppelter H alb gasfeueru ng, B au art H erm ann G asch, gewählt. Der Ofen (s. A bb. 2) h a t eine G esam tlän ge von 15,8 m und eine B reite von 2,6 m . D ie n u tzb are H erdlänge beträgt 12 m, die nutzbare H erdb reite 2,4 m. S eine V orteile bestehen in dem g ü n stigen V erbrennungsraum un d in der durch die Bauart b edin gten F lam m enfü hrung.

Der Rauchkanal is t bei dieser O fen bauart auf zw ei Drittel der O fenlänge in R ich tu n g der O fenachse in der Weise durchgeführt, daß das B esch ick u n g sg u t die A b d eck u n g des Rauchkanals bildet. D ie F la m m en un d F eu ergase streichen zuerst zw ischen G ew ölbe u n d dem W a lzg u t bis

2) Siehe auch S t. u. E . 48 (1928) S. 897/903 u. 1041/4.

2) Sonderdrucke sin d vo m V e r la g S tah le ise n m . b. H ., Düsseldorf, Schließfach 664, zu beziehen.

135 X X X II.4B

D u rch diese A rt der F lam m enfü hrung w ird das H alb zeug v o n zw ei Seiten , zum T eil v o n vier S eiten u m sp ü lt, wodurch eine au sgezeich n ete W ärm eab gabe u n d eine hoh e O fen­

leistu n g b ei gerin gstem K ohlen verbrauch erzielt wird. D er Ofen h a t sich , w as G üte des E rzeugn isses un d W irtsch aftlich ­ k e it an b etrifft, als sehr g u t erw iesen. N eben einem großen D u rch satz, der bis 132 t in 10 st betrug, w ird bei k altem E in sa tz ein K ohlen verbrauch v o n 7 % im M ittel, b ei vor­

g en an n ter H ö ch stleistu n g ein solcher v o n 5 % erreicht. D er A bbrand b eträgt bei E ise n etw a 3% , bei S ta h l e tw a 3 %.

A n der E in setz se ite w urden P en d eltü ren vorgeseh en , u m den E in tr itt der k a lten L u ft m ö g lich st w eitg eh en d zu verm eiden.

D a s A u flegen des E in sa tzg u tes auf den v o r der E in tr ittstü r liegen d en T isch gesch ieh t m ittels M agnetkranes. D a s E in ­ sto ß en selb st b esorgt ein durch Seilzug b e tä tig ter D rücker, der über ein R äd ervorgelege v o n ein em M otor an getrieb en w ird. U m ein restloses L eerdrücken des O fens zu erreichen, w as n a m en tlich b ei h och w ertigem E in s a tz g u t w ic h tig ist, w urde ein D rücker v o n 9 m H u b vorgeseh en .

B esonderer W ert w urde auf ein w and frei d ich tsch ließ en d e S to ch - u n d Sch afftü ren (s. A bb. 3) g elegt. D iese Türen sin d

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1074 Stahl und Eisen.

48. Jahrg. Nr. 32.

Sc/mW/t-ß Sc/inißß-ß

am un teren E nd e keilförm ig au sgeb ild et und legen sich gegen G leitflächen. D as E igen gew ich t der Türen bew irkt deren A n drücken an die O fen platten ; so ergibt sich ein selb sttä tig es, vollk om m en dichtes Schließen der Türen.

U m die P la tin en , die hochk ant durch den Ofen gedrückt w erden, quer zu seiner L ängsrichtung ausstoß en zu können, ist eine m echanische A u s s t o ß v o r r i c h t u n g (Abb. 4) angeordnet worden, die sich g u t bew ährt hat. Sie b esteh t aus zw ei iibereinander- liegen den R ollen ,von denen die obere an ge­

trieben wird. Der O fen m annfü hrt z w i­

schen beiden R ollen eine A u sstoß stan ge in den Ofen bis an die a u szu stoß en de P la ­ tin e heran. M it H ilfe eines F ußh eb els be­

tä tig t der Arbeiter einen P reß lu ftzylin ­ der, der die zw eite

R olle an die angetriebene R olle herandrückt, wodurch die dazw ischenliegende Stange nach vorn geführt, un d die P la ­ tin e aus dem Ofen ausgestoßen wird.

D ie V erbindung vom Ofen zum ersten G erüst der k on ­ tinuierlichen V orstraße w ird durch einen elektrisch an­

getriebenen, kurzen R ollgang hergestellt. D ie Straße selb st is t in eine kon tin uierliche V orstraße und eine offene F ertig ­ straße unterteilt.

i ß

I

1. G erüst

2.

3.

4. „

Umdrehungszahl 136/120 170/151 215/190 215/190

Walzgeschwindigkeit 2.55/2.26 m /sek 3.20/2.82 m /sek 4.05/3.57 m /sek 4.05/3.57 m /sek

In den drei ersten G erüsten w ird die P la tin e flach ge­

drückt, w ogegen das vierte als S tau ch gerü st a u sg eb ild et ist.

D er W alzstab w ird v o m d ritten F lachgerü st nach dem S tau ch gerü st durch eine D rallfü hrung hochgestellt und dann durch sen k rech te T reibrollen in den Staucher ein­

geführt.

D a w egen P la tzm a n g e ls n ich t m ehr als vier Duogerüste au fg este llt w erd en k o n n ten , w erden in diesen verhältnis­

m äßig hohe D rü ck e g e g e b e n : im ersten G erüst etw a 20 bis 25 % D ru ck , im zw eiten G erüst der h öch ste D ruck m it etwa 40 % — aus d iesem G runde w erden hier Stahlw alzen ver­

w an d t — , im d ritten G erüst w ieder etw a 25 % Druck.

D ie A n ord nu ng v o n v ier G erüsten in der Vorstraße ergab sich aus den b een gten P la tzv erh ä ltn issen . E s war ursprüng­

lich gep lan t, fün f G erüste au fzu stellen , un d zwar als erstes ein Stau ch gerü st. D ad urch wäre die L agerhaltung für die A b m essun gen des au szu w alzen d en H alb zeugs einfacher ge­

worden, außerdem h ä tte sich beim ersten Stauchen eine ausgezeichn ete E n tzu n d eru n g durchführen lassen. Um dies bei den vorliegen d en V erh ältn issen trotzdem zu er­

reichen, is t v o r dem ersten G erüst der Vorstraße eine beim D u rch lau fen der P la tin e se lb sttä tig arbeitende Ab­

blasevorrich tun g u n ter V erw en du ng vo n P reßluft m it bei­

g efü gtem W asser angeordnet worden. Außerdem wurde hinter dem S tau ch gerü st eine zw eite Entzunderungsvor­

richtu ng angebracht, die m it P reßw asser arbeitet.

D ie F e r t i g s t r a ß e b esteh t aus vier Doppel-Duo- geriisten m it 420 m m D urchm esser und 600 m m Ballen-

A b b ild u n g 3. T ü ren des B andstahlofens.

D ie V o r s t r a ß e b esteh t aus vier hin tereinan der an­

geord neten D u ogerüsten von 360 m m D urchm esser. D ie E n tfernu n g der G erüste voneinan der is t so g ew äh lt, daß die lä n g sten Stäb e frei austreten un d durch ein en T reib­

apparat jew eils dem nachfolgenden G erüst zugeführt w erden.

D er A ntrieb der Vorstraße erfolgt unter Z w ischensch altu ng eines Schw ungrades sow ie eines Stirnräderpaares durch K egelrad getriebe durch einen D reh strom m otor von 6 8 0 /6 0 0 P S bei 4 1 0 /3 6 4 U m drehungen. D ie zw ischen den G erüsten angeordneten Treibapparate werden vo n den je­

w eiligen G erüsten durch R iem en angetrieben.

U m d rehu ngszahl un d W a lzg esch w in d ig k eit der G erüste der V orstraße stellen sich w ie fo lg t:

vier

A b b ild u n g 4. A u ssto ß vo rrich tu n g .

länge. D er A n trieb erfolgt u n ter Z w ischenschaltung eines Schw un grad es u n d einer O rth m ann-K up plun g unmittelbar auf ein gesch lossen es D reiständer-V ierkam m w alzgerüst mit ein em A E G -R eg elsa tz, der eine D au erleistu n g von 1400 kW au fw eist. S to ß w eise is t ein e lOOprozentige Ueberlastung zulässig. D er R e g elsa tz b e ste h t aus ein em Induktionsmotor m it an gek u p p eltem G leichstrom -C om pound-M otor, wozu ein g etren n t a u fg estellter E inan keru m form er gehört. Mit diesem R eg elsa tz is t m an in der L age, die Umdrehungszahl zw ischen 180 un d 285 verlu stlo s b ei gleicher Leistung zu verändern. B ei der k le in sten U m d rehu ngszahl beträgt die W a lzg esch w in d ig k eit 3 ,95 m /se k , bei der größten 6,3 m/sek.

D ie G esam tzah l der S tic h e in der Fertigstraße ist je

nach den zu w alzen d en A b m essu n gen verschieden. Es wird

g e w a lz t: bei 50 bis 70 m m breiten B änd ern in sieben Stichen

der F ertig stra ß e m it einer Sch öp f-U m fü h ru n g und zwei

Q u ast-U m fü h ru n gen , bei einer B esa tzu n g von drei Walzern

und ein em H a k en ju n g en ; bei 71 bis 130 m m breiten Bändern

in fü n f S tich en der F ertig stra ß e m it einer Schöpf-Umführung,

bei einer B esa tzu n g v o n drei W alzern un d einem Haken-

Zahlentafel 1. L e i s t u n g s ü b e r s i c h t d e r B a n d s t a h l s t r a ß e .

Monat

Ar- beits-

stun- den

Stö­

rungen h

Bau­

zeit h

Reine Lauf­

zeit h

Monats­

leistung t

Er­

zeugung in t/Laufst.

Strom­

ver­

brauch in kWh/t

F ebruar 1927 3 19 15 39 265 2 16 2 ,5 8,168 104

Juni 1927 . . 485 23 57 405 3669,9 9,056 88

Jahresdurch­

schn itt 1927 337 22 65 349 3 13 3 ,6 8 ,9 71 97

Januar 1928 . 464 23 62 379 3584,6 9,463 93

jungen; bei 131 bis 203 m m breiten B änd ern in fü n f S tich en der Fertigstraße ohne U m führung, bei einer B esa tzu n g von vier W alzern, einem Querzieher un d ein em H ak en ju n gen .

In das erste G erüst des F ertigstran ges tr itt der W alzstab m it einer Stärke von 11 m m ein. Sin d für die zu erreichende Endstärke nur fün f S tich e n otw en d ig, dann w ird der Stab

A bbildung 5. S ch öp f-U m fü hrun g m it D eck el fü r B andeisen.

nur flach gedrückt; werden jedoch sieben S tich e b en ötigt, so wird im dritten G erüst un ten ein S ta u ch stich ein gefü gt.

Vom ersten Gerüst der F ertigstraß e, das als oberes D uo läuft, wird der Stab durch eine Schöp f-U m füh rung (A bb. 5) in das untere D uo des zw eiten G erüstes —

eines D oppel-D uogerüstes — um geführt. D ie Schöpf-Umführung is t durch die A n bringung eines besonderen D eckels verbessert w orden.

Am zweiten un d d ritten G erüst der F ertig - straße ist auf der O fenseite je eine Q u ast-U m - führung (Abb. 6) angebracht worden, un d zw ar im zweiten Gerüst zum U m fü hren von fla ch auf flach und im d ritten G erüst zum U m fü h ­ ren von stauch auf flach . D ieses is t durch Anordnung einer besonderen D rallausfüh ru ng möglich geworden.

A m dritten und v ierten G erüst sind je zw ei m it D ruckluft betriebene Schrappvorrichtun- gen angebracht, die durch einen Jun gen von erhöhter Steuerbühne aus b e d ien t w erden.

D as f e r t i g e B a n d lä u ft aus dem oberen Duo des letzten Gerüstes über eine U -E ise n - rinne auf die A b l a u f r i n n e , w elch e m it

zahnartig ausgesparten L a u fp la tten a u s g es ta tte t ist. In der Ablaufrinne sind zw ei elektrisch angetrieb en e S trei­

fenzüge angeordnet. D ie obere R olle is t durch P reß lu ft­

betätigung ausschwenkbar, die un tere R olle is t angetrieben.

D ie S treifenzüge befördern die B änd er zu den b eid en elek­

trisch an getrieb en en H a sp eln in der R ich terei, w o sie zu R in g en au fgew ick elt werden.

U m das auslau fen de B a n d h o ch k a n t auf den P la tte n ­ b elag zu bringen, is t am E n d e der A u slau frin n e eine A u fste ll- u n d L e n k v o rrich tu n g angebracht. D iese is t v o m F ü h rerstan d des ein en H asp els aus schw en kb ar u n d er­

m ö g lich t so die Zuführung der fertig en B änder in ab w ech seln ­ der F o lg e zu den b eid en H asp eln . B e im A u streten s te llt sich das B a n d h och k an t, w o b ei es sich durch den R eibu n gs­

w id erstan d an den B o d e n p la tten se lb sttä tig in Schlingen w irft.

Soll B an d eisen in S tä b en erzeu gt w erden , so w erd en die Oberrollen der Streifen zü ge a u sgesch w en k t u n d die Stäb e auf die se itlic h angeordnete S treck b an k ausgew orfen.

A m E n d e des W arm b ettes is t eine senk recht zur W a lz­

rich tu n g versch iebb are, elek trisch angetriebene Schere an ­ geordnet.

D ie L e i s t u n g der Straße b eträ g t m it Störun gen un d B a u z e it im Jah resm ittel 71 t A u sb ringen je zeh nstü nd iger S ch ich t, w o b ei zu b erü ck sich tigen is t, daß etw a 20 % der G esam terzeugu ng auf S tah l u n d E d e lsta h l e n tfä llt. D ie H ö ch stleistu n g b etru g bisher 125 t g u tes A u sb ringen in 10 st bei B an d eisen v o n 130 x 1 % m m . D er K raftverb rau ch betrug im J a h resd u rch sch n itt 86 kW h je t A u sb ringen, bei der H öch stsc h ich tleistu n g 46 kW h.

D ie L eistu n g der Straße, die A rb eitsstu n d en , S tö ru n g s­

stu n d en , B au stu n d en , die L a u fz eit in S tu n d en m it der U m ­ stellzeit vo n einer A b m essun g auf eine andere, die M on ats­

leistu n g u n d die E rzeugu ng je L au fstu n d e sow ie der Strom ­ verbrauch je t in kW h sin d aus Z ah len tafel 1 zu ersehen.

A b schließend kann g esa g t w erden, daß die Straße den E rw artu ngen v oll entsp rochen h a t; sie arb eitet w irtsch a ft­

lich u n d b rin gt g u te , m aß h altige, reine W are in großen R in ggew ich ten .

Z u s a m m e n f a s s u n g .

D ie A b m essu n gen der B a n d eisen arten u n d des a u s­

zu w alzen d en H alb zeu gs w erd en angegeben, der O fen m it

A b b ild u n g 6. Q u ast-U m fü h ru n g.

E in sa tz - und A u sstoß vorrich tu n gen w ird beschrieb en , die A n ord nu ng der Straße m it ih ren E in rich tu n g en zur F ö r­

derung einer schn ellen W alzu n g erörtert, u n d es w erd en

Zahlen über die L eistu n g u n d den K raftverb rau ch geb rach t.

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48. Jahrg. Nr. 32

K enntnis des H och ofenp rozesses.

K refeld-R hein hafen und P a u l O b e r h o f f e r f in A achen.

Beiträge zur

Von G e o r g E i c h e n b e r g in

[M itteilu n g aus dem H och ofen au ssch u ß

U m Aufklärung über den Verbleib des K oksk ohlenstoffs und des E rzsauerstoffs und die L age der einzelnen R eduktionszonen im H ochofen zu erhalten, w urden u m fan g­

reiche Versuche durchgeführt, bei denen aus 5 v ersch ie­

denen Schachtebenen in einer E ntfernun g von 0, 36, 72, 114 und 150 cm vo n der Ofenwand und auch aus der H a u p t­

formen- und N otform enebene Gasproben entnom m en wurden.

B is in die jün gste Z eit ste llte sich diesen U ntersuchungen die Schw ierigkeit entgegen, daß es un m öglich war, in kür­

zester V ersuchsspanne g l e i c h z e i t i g ü b e r d i e g a n z e O f e n h ö h e u n d d ie v e r s c h i e d e n e n O f e n t i e f e n die zur A usw ertung erforderliche große A nzahl Proben zu nehm en. W enn schon durch das unregelm äßige Sinken der

Beschick un g und andere U m stän de große Streuungen in den W erten ein treten können, so bringen b ei der A usführung der Versuche an verschiedenen Tagen die schw ankenden B e­

triebsverhältnisse des H ochofen s neue U n sich erheiten . U m die G l e i c h z e i t i g k e i t der Probenahm e zu erreichen, wurden Versuchsrohre in grundsätzlich neuer A nordnung nicht w ie bisher durch H am m erschläge oder R am m bären in die B eschick un g getrieb en , sondern durch eine Spindel hineingedreht. D an eb en m achte die Versuchsausführung den E n tw u rf eines genauen A rbeitsplanes für die einzelnen H ilfsk räfte und Geräte notw en dig.

E in auffälliges B ild b oten die L i n i e n g l e i c h e r K o h l e n ­ s ä u r e - u n d K o h l e n o x y d g e h a l t e . A n den im S chach t gelegenen fü n f M eßstellen nahm der K o h len o x y d g eh a lt der Gase vom R ande zur M itte hin zu n äch st ab und w uch s dann wieder an, w ährend der K ohlen säu regeh alt der Gase nach der M itte hin an stieg. W ürde der un terschiedliche V erlauf der K oh len oxyd lin ien m it der ind irek ten R ed u k tion der Gase

1) A u szu g aus B e r ic h t N r. 94 des H o ch ofen au ssch u sses des V ereins d eu tsch er E ise n h ü tte n le u te . D er B e ric h t is t im v o llen W o rtla u t erschien en im A rc h . E isen h ü tten w es. 1 (1927/28) S. 613/28 (G r. A : H och ofen au ssch . 94).

des V ereins d eu tsch e r E is e n h ü tte n le u te 1).]

Zusam m enhängen, d. h. w ürde v o m R ande zur M itte zu­

n äch st eine Steigerun g der R ed u k tion sarb eit und wiederum eine A b nah m e erfolgen , so m ü ß ten die Kohlensäurelinien den um gekehrten V erlauf w ie die K o h len oxyd lin ien nehmen.

D a das nun n ich t der F a ll ist, darf m an annehm en, daß an den S tellen niedrigen K o h len o x y d g eh a ltes der Formgas­

a n teil im Gase höher is t als an den anderen, daß also dort größere G asm engen m it n iedrigem K oh len stoffgeh alt von u n ten em p orsteigen , w as w iederu m auf eine lockere Lage­

rung der B esch ick u n g sch ließ en lä ß t. W ie nach beendetem Versuch un d a b g estelltem Ofen fe stg es tellt wurde, war die V erteilu ng des aufgegebenen M öllers nach Grob- und Fein­

stü ck igem ziem lich gleich m äß ig über den ganzen Querschnitt.

A ls ein zige E rklärung für die Auf­

lock erun g der B esch ick u n g an diesen S te llen b le ib t also die A nnahm e übrig, daß in der Verbrennungszone vor den F orm en der größ te M aterialschwund sta ttfin d e t un d daß in sie das Be­

sch ick u n gsgu t trichterförm ig herein­

ru tsch t. D as an der Ofenwand lie­

gende E rz w ird durch die Reibung und den E in flu ß der R a st etwas zu­

rü ck geh alten , un d ähnlich w irkt sich der in der M itte des Gestelles be­

fin d lich e K okskern aus.

M it dieser V oreilung des Möllers in der M itte zw ischen Rand und M ittellin ie des Ofens hän gt auch eine T e m p e r a t u r z u n a h m e zusammen, die a m R a n d e d e s O f e n s in der T em peratu rzone vo n 600 bis 700°

fe stg e s te llt wurde. N ach Unter­

su ch un g v o n W . A. B o n e , L. R e e ve und H . L. S a u n d e r s 2) beginnt die K oh len stoffau ssch eid u n g erst in nen­

nensw ertem M aße, w enn die Reduk­

tion der E ise n o x y d e bereits einen ge­

w issen U m fan g, die sogenannte Re­

du ktionsgrenze, erreicht h a t. In der R an dzone wird diese Re­

du ktionsgrenze, da d ieB esch ick u n g langsam er absinkt, eher er­

reich t werden als in der Trichterzone. In folgedessen tritt am R ande auch die K o h len stoffab sch eid u n g in verstärktem Maße auf und bew irkt hier den gekennzeichnetenT em peraturanstieg.

W enn m an die V eränderung der M engenanteile des au fsteigen d en G asstrom es b etra ch tet, ausgehend von der aus der S to ffb ila n z errechneten F orm gasm en ge und Form­

gasan alyse, so la ssen sich daraus w ich tig e Schlüsse auf die R ed u k tion sarb eit ziehen. E s sei d ab ei nur auf die bei rd. 1000° erfolgte K oh len stoffab n ah m e aus dem Gasstrom hin gew iesen. B ei diesen T em peratu ren w ird eine Aufnahme des K oh len stoffs durch die fe ste P h a se in F orm einer festen L ösung von E isenk arb id und E ise n o x y d u l in E isen statt­

fin d en , un d dieser K oh len stoff w irk t d an n entweder weiter reduzierend oder d ien t gleich zur K ohlun g des E isens3).

2) J . Iro n S te e l In s t. 1 15 (1927) S. 127/80; v g l. S t. u. E. 47 (1927) S. 1580/2.

3) V g l. die A rb e ite n vo n H. S o h e n c k : S t. u. E . 46 (1926) S. 665/82; Z. anorg. C h em . 164 (1927) S. 145/85 u. 313/25; 166 (1927) S. 113/54; 167 (1927) S. 254/314 u. 315/28; v g l. S t. u. E. 48 (1928) S. 15/21.

M. St.

■— 6ichttfW °C )

— I . (m °C J

Ai. St.

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A i.St.

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Ad. S t.

W.(8ffO°C)

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m. s t.

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Zunahm e durch Kar.

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Jn d irekte Reduktion

Sieht (¿uO °C) r . fs tm ° c j

r . (s o o ° c j jr . f7 s o 0c j

ir.(7 s o ° c j z r. rs o o ° c j

° c j z . (m ° c j jr. fsoo °C) Z.(1700°C J

ty-Ahnahme C - Abnahm e A b b ild u n g 1. V erlau f des K oh len säureg eh altes an den einzelnen M eßstellen

w ährend des U m setzens.

9. August 1928.

Stahl und Eisen. 1077

Um weiteren A ufschluß über die V orgänge im H ochofen zu erhalten und vor allem , u m fe stzu stellen , w ie und in welchem Maße sich die ein zelnen O fenzonen an den R e ­ aktionen beteiligen , wurden zw ei grund verschiedene Möller hintereinander aufgegeben, und zwar wurde d e r O f e n v o n G ie ß e r e i r o h e i s e n a u f S t a h l r o h e i s e n ü b e r e in e n S c h r o t t m ö l l e r u m g e s e t z t . D er w esen tlich e U n ter­

schied beider Möller b estan d ein m al in dem G eh alt an E rz­

sauerstoff und dann in der versch ied en artigen chem ischen Bindung der an sich n ich t stark abw eichenden G ehalte an Möllerkohlensäure.

Während im Stah leisenm öller der größ te T eil der K ohlen ­ säure durch das K alzium karbon at des K a l k s t e i n s einge­

bracht wurde, en tsta m m t im G ießereim öller alle K ohlen­

säure der M i n e t t e , in der sie an K alk und auch an E ise n ­ oxydul gebunden ist. A bb. 1 zeig t d eu tlich , von w elcher Bedeutung die B ind ung der K ohlensäure im Möller ist: m it dem Vorkom m en des neuen Schrottm öllers fä llt der K ohlensäuregehalt der Gase sta rk ab. D ieser A b ­ fall erklärt sich dadurch, d a ß d a s K a r b o n a t d e s K a l k ­ s t e i n s i n f o l g e d e r g r ö ß e r e n D i c h t e u n d F e s t i g ­ k e it w e i t t e m p e r a t u r b e s t ä n d i g e r i s t a l s d a s d e r M in e t t e und daher erst in tieferen O fenzonen un ter K oh len ­ stoffverbrauch zu K ohlen oxyd u m g e setzt wird. A us Abb. 1 ist weiter deutlich die L age der R ed u k tionszon en zu b e­

obachten, die m it dem V orkom m en des leichteren S ch ro tt­

m öllers und der sta ttg efu n d en en T em peratu rerh öhu ng eine V erschiebung erfahren. N ach d em E in tr e te n des n eu en Möllers in das G estell w ird z. B. der H a u p tte il der in d irek ten R ed u k tion in ein em G ebiet g e le istet, das etw a 1 ,50 m un ter der B eschick un gsoberfläche lieg t. H ier tr itt d eu tlich zu tage, w ie w ich tig es ist, w arm gehende O efen g leich m äß ig v o ll zu fahren. D ie im ersten Versuch gek en n zeich n ete K oh len ­ stoffab n ah m e im aufsteigenden G asstrom is t auch hier zu beobachten.

D ie b eim E rblasen einer grauen un d einer w eiß en R o h ­ eisen sorte erh altenen V ersuchsergebnisse erm öglich ten auch einen V ergleich der Gas-, D ruck-, T em peratur- sow ie R e­

d u k tion sverh ältn isse b ei diesen beiden E isensorten . T rägt m an den V erlauf der K o h len o x y d -K o h len sä u re-L in ien in das Schaubild von B a u r - G l ä ß n e r ein , so so llte m an zu n äch st schließ en , daß m an sich im H och ofen w eit en tfern t v o m th eoretisch en G leich gew icht b efin d et. B erü ck sich tig t m an aber, w ie S chenck neuerdings fe stste llte , daß alle diejen igen Stoffe, die m it den E isen o x y d en V erbindungen oder L ösu ngen ein geh en , die R ed u k tion zu m eta llisch em E isen in dem Sinne beein flu ssen, daß für die M etallb ild ung m ehr K oh len oxyd in der G leich gew ichtsatm osph äre an gew en d et w erden m uß als bei reinen E isen o x y d en , so lie g t die V erm u tun g nah e, daß m an nach genauer K en n tn is dieser G leich gew ichte w ahrscheinlich eine bessere U eb erein stim m u n g zw ischen den H och ofen vor­

gängen und den w irklich gü ltigen G leich gew ichten erhält.

Gestell- und R astuntersuchung eines H ochofens unter besonderer Berücksichtigung der V erbrennungsverhältnisse vor den Blasform en.

V on W i l h e l m L e n n i n g s in K refeld-R hein hafen.

[M itteilu n g aus dem H och o fen au ssch u ß des V erein s d eu tsch er E ise n h ü tte n le u te 1).]

Z ur Klärung der V erb renn ungsverh ältn isse vor den Blasformen und der R ed u k tio n sv erh ä ltn isse in Ge­

stell, R ast und K ohlensack des H och ofen s w urden an einem Hochofen m it 3900 m m G estelldurchm esser un d etw a 600 t täglicher Stah leisen-E rzeugu ng um fangreich e V ersuche durchgeführt, in deren V erlauf aus der H au p tform en - und N otform enebene sow ie aus dem K oh len sack 1100 Gasanalysen und P rob en v o n M etall un d Schlacke entnommen w urden; u n ter anderem w urden noch U n ter­

suchungen über die G asström ung vor den B lasform en angestellt.

Die G aszusam m ensetzung vor den H au p tb lasform en , bis etwa 40 cm ab F orm rüssel en tfern t, zeig te ziem liche Streuungen der Sauerstoff- un d K ohlen säu regeh alte, von 40 cm ab Form rüssel bis zur G estellm itte w ar sie sehr gleich ­ mäßig. Versuche, diese S chw ank ungen m it den nur g e ­ ringen U nterschieden der W in d tem p eratur, des W inddruckes und der W indm enge oder vo n der Z eit nach dem vo ra u s­

gegangenen A b stich in A b h än gigk eit zu bringen, führten zu keinem Ergebnis. D ie A n nah m e ein es Z usam m enw irkens mehrerer Teilvorgänge vor den B lasform en und die U n ­ m öglichkeit deren getrenn ter m eß tech n ischer E rfassu n g ist sicherlich berechtigt. In folge der großen A n a ly sen za h l ließ sich die U ntersuchung des G asverlaufes vor den B lasform en teils nach den R egeln der G roßzahlforschung durchführen und brachte dann klare E rgebnisse.

Abb. 1 (oberes B ild ) zeig t d i e m i t t l e r e G a s z u s a m ­ m e n s e t z u n g v o r d e n B l a s f o r m e n ; es is t hier der

*) A uszug aus B e r ic h t N r. 92 des H o ch o fen au ssch u sses des Vereins deutscher E ise n h ü tte n le u te . D e r B e ric h t is t im v o llen W ortlaut erschienen im A rc h . E ise n h ü tte n w es . 1 (1927/28) S. 549/64 (G r. A : H o ch ofen au ssch . 92). G le ic h ze itig ®r.*3ncj.- Dissertation T echn ische H o ch sch ule A a c h e n (1927).

durch Versuch e rm ittelte G asverlauf auf den S tick sto ff- g eh a lt der G eb läseluft um gerech n et. E r ste llt daher die V eränderungen vo n 1 n m 3 G ebläseluft auf dem W ege v o n der B lasform bis in die G estellm itte dar, u n ter der A n nah m e, daß der g esa m te W in d strom w agerech t bis ins G estellzentrum e in tritt, w as n atü rlich nur teilw eise der F a ll ist. D er W i n d - s a u e r s t o f f is t b ei 80 cm ab F orm en sch n au ze vorn eh m lich durch Verbrennung vo n K ok sk oh len stoff u n ter E n tsteh u n g v o n K o h l e n s ä u r e verb rau cht. D ie K ohlen säu re ste ig t bis 60 cm ab F orm en sch n au ze zu ein em H ö ch stw ert an un d wird dann v o n hier bis etw a 100 cm ab F orm en sch n au ze rasch durch den g lü h en d en K oks zu K o h l e n o x y d u n ter V erdoppelung ihres V olum ens reduziert. D er W a s s e r ­ s t o f f , der grö ß ten teils der Z ersetzun g der W ind feu ch tig- k eit en tsta m m t, w ird vo n etw a 80 cm ab F orm en sch n au ze g eb ild et un d ste ig t von hier lan g sa m bis zur G estellm itte an. D er S t i c k s t o f f des G eb läsew in des w ird, sofern m an v o n der m öglich en Z yan b ild u n g ab sieh t, an den Verbren­

nu ngsreak tion en vor den B lasform en als in d ifferen ter Gas­

b e sta n d te il n ich t teiln eh m en . D ie stark e K o h l e n o x y d ­ a n r e i c h e r u n g in d e r G e s t e l l m i t t e rü h rt v o n der direk ten R ed u k tio n , v o n der V erbindung v o n K oh len stoff m it stick stofffreiem O xydsau erstoff, her.

D a s u n tere B ild der A b b. 1 zeig t d i e N a t u r d e r v o r

d e n F o r m e n h e r r s c h e n d e n G a s p h a s e , den A n teil an

reduzierenden un d oxyd ieren d en G asb estan dteilen . B e ­

sondere B ea ch tu n g verd ien t der durch G roßzahlforschung

erm ittelte A n t e i l a n e l e m e n t a r e m u n d c h e m i s c h

g e b u n d e n e m S a u e r s t o f f i n d e n F o r m g a s e n , der in

dem m ittleren B ild der A bb. 1 d a rg estellt ist. B is un gefäh r

80 cm v o r den F orm en is t in den G asen w eniger S au erstoff

en th a lten , als der S au erstoffm en ge en tsp rich t, die durch den

G ebläsew ind ein gefü hrt w urde. D ie V ersuche ergab en , daß

1078 Stahl und Eisen.

48. Jahrg. Nr. 32.

dieser F eh lb etrag an Sauerstoff nur durch V erbindung des W indsauerstoffs m it R oh eisen b estan d teilen e n tste h t; die Stoffproben, die aus der N otform en - und B lasform en eb en e entnom m en wurden, bew eisen, daß vor den B lasform en des H o c h o fe n s e in F r i s c h e n d e s M e t a l l s u n d e in e M e t a l l ­ v e r b r e n n u n g sta ttfin d en , da der G ehalt an K oh len stoff, Mangan und Silizium in etw a 1 m Tiefe vor den W indform en, sow eit eben oxydierende G asbestan dteile vorhanden sind, erheblich geringer ist als in der M itte des G estelles.

D ie G r ö ß e d e s v o r d e n B l a s f o r m e n v e r b r a n n t e n M e t a l l a n t e i l s lä ß t sich nur annähernd berechnen, da die

O 0 0 7 0 0 0 0 0 7 0 0 7 0 0 7 7 0 7 0 0

¿ /r /fe r /r i//7 ff o i/W iS C T Ä w /if //7 c /r r — > -

7 0 0 0 0 0 7 0 0 7 0 0 7 7 0 7 0 0 7 0 0

_ ±

£Ż7/fe/v70/7ff o i fór/rreffstyrmz/ze ¿7007 -

7 0 0 0 0 0 7 0 0 7 0 0 7 7 0 7 0 0 7 0 0

frrtfbrrrurtff a i /vrmenm 00 t 7 i/ 0 e// 7 an

A b b ild u n g 1. V eränderungen der G aszusam m ensetzung v o r den H au p tform en .

m äß ig, un d zw ar w eist das Gas eine Zusam m ensetzung von etw a 36 bis 37 % CO n eb en 62 % N 2 auf. D er der Gebläse­

lu ft en tsp rechen de S a u er sto ffa n teil is t so m it über den ganzen O fen querschnitt der N otform en eb en e wiederum nachw eisb ar, da die G eb läselu ft m it 21 % 0 2 und 79 % N2 sich bei der K o k sk oh len stoffverb ren n u n g u n ter K ohlenoxyd­

bildu ng zu ein em Gas m it etw a 35 % CO und 65 % N 2 um­

setzt. D as V orhan densein des G eb läseluftsauerstoffs in den G asen der N o tform en eb en e b ew eist, daß hier die Ver­

brenn u n gsreak tion en zw ischen K ok sk oh len stoff und Wind­

sau erstoff ab gesch lossen sin d un d die im G estell örtlich ver­

laufenden O xy d a tio n s- un d R ed u k tion svorgän ge von Roh­

eisen b estan d teilen einander aufheben. E in e steigende An­

reicherung an O xyden im H o ch o fen g estell is t n ich t vor­

handen, vielm eh r w ird nur eine gew isse W indsauerstoff­

m enge aus der G asphase „versch w in d en “ , u m über dem U m w ege der O x y d a tio n un d nachfolgenden R eduktion von R o h eisen b esta n d teilen w iederu m in die Gasphase einzu­

treten.

A u s dem V erlauf der G aszusam m ensetzun g vor den W indform en fo lg t, d a ß b e i r i c h t i g e m F o r m e n a b s t a n d d e r K o k s in e i n e r a n g e n ä h e r t r in g f ö r m i g e n Zone

> M er/er ffarrff

c/er ßeso/r/c/nrnff

ScAme/zzone ß/flffform/ffe

ß /o sfo rm

>■

„ffern*

^ScA/acAe

f/sen

^ßoc/ensau

A b b ild u n g 2. S ch em atisch e D a rste llu n g der Vorgänge im H och o fen gestell.

R ich tu n g und Menge der ström enden Gase n ich t hinreichend genau zu m essen waren. N im m t m an aber an, daß bis etw a 40 cm v or den F orm en, w o nach A bb. 1 die größte Sau erstoff­

m enge, näm lich 7,5 % „ v ersch w u n d en“ ist, der ganze W ind - G as-Strom dringt, so ergibt sich, daß im H öch stfälle etw a 17 % des E isen s o x y d ie rt w erden. E n tsp rechen d dieser M enge m üß te rechn ungsm äßig der E isen g eh a lt der Schlacke etw a 24 % betragen, w ährend ta tsä ch lich nur 0,7 bis 1 % gefund en w urden. D araus fo lg t, daß die vor den Form en geb ild eten O xyde un terhalb der F orm eneb en e, wo ja noch u nverbrann ter K oks vorhand en ist, w iederum red uziert w erden.

In der N o t f o r m e n e b e n e is t die G a s z u s a m m e n ­ s e t z u n g über den ganzen O fen querschnitt ungefähr gleich-

v o n e t w a 1 m T i e f e u n m i t t e l b a r v e r b r e n n t ,- soweit eben freier S au erstoff K oh len stoff u n ter B ild un g von Kohlen­

säure v ergast un d die so g eb ild ete K ohlensäure durch Kohlen­

stoff zu K o h len o x y d red uziert w ird (A bb. 2). In der Mitte des G estelles is t ein d ich t gelagerter glüh en der „ K ern “ vorhanden, aus dem der K oksb ed arf für die m ittelb a re Koksverbrennung, d. h. für R ed u k tion der o x y d ierten R oh eisenb estand teile und der noch u n redu zierten, versch lack ten E rzb estandteile sowie für die R oh eisen k ohlu n g g ed eck t w ird; das Vorhandensein dieses K ernes w urde w äh rend der Versuche auf Grund der D ich te der dort lagernd en B esch ick u n g dauernd gefunden.

L ä ß t m an den K oksverbrauch der R oheisenkohlung und der R ed u k tion der un red u ziert in s G estell kom m enden Erz­

b esta n d teile u n b erü ck sich tig t, so w erden etw a 90 % des in die F orm en eben e gelan gen d en K okses in der ringförmigen V erbrennungszone v e rg a st, u n d es m uß daher hierd ie H a u p t­

m a s s e d e r O f e n b e s c h i c k u n g e t w a t r ic h t e r f ö r m ig n i e d e r g e h e n . D a hier auch die größ te W ärmemenge ent­

w ick elt w ird, is t die S c h m e l z z o n e darüber annähernd rin gförm ig gelagert. D ad u rch is t eine Erklärung für die W i r k u n g d e s w e i t e n G e s t e l l e s v o n H o c h ö f e n ge­

geben. B erech n et m a n n ä m lich den A n teil der ringförmigen V erb renn un gszone, deren T iefe eb en falls nach den Unter­

su ch un gen vo n W . v a n V l o t e n 3), S. P. K i n n e y 4) und nach

4) T e ch n . P a p e r B u r. M ines N r. 391 (19 2 7) u. N r. 397 (1926)

den eigenen Versuchen k o n sta n t etw a 1 m tief ab B lasform ist, an dem G esam tquerschnitt des H o ch o fen g estells, so findet man, daß die Größen der V erbrennungszonen sich ungefähr w ie die G estelldurchm esser v erh a lten . D a nun die Leistung eines H ochofens u n ter V oraussetzung, daß sich der spezifische K oksverbrauch n ich t änd ert, von der in der Zeiteinheit vor den B lasform en verb ran nten K oksm enge abhängt, so folgt daraus ohne w eiteres, daß b ei E rw eiteru ng des Gestelles etw a linear m it der V ergrößerung des G estell­

durchmessers die Größe der V erbrennungszone, d. h. die Verbrennungsleistung an K oks und zugleich die E rzeugu ngs­

leistung an R oheisen, gesteigert wird. D iese proportionale Abhängigkeit fand bereits früher R. H a h n 5) und bew ies sie an hundert von im S chrifttu m angegebenen B etrieb s­

zahlen von H ochöfen.

Durch die O x y d a t i o n v o n R o h e i s e n b e s t a n d t e i l e n v o r d e n B l a s f o r m e n w ir d e i n e g r ö ß e r e W ä r m e ­ m e n g e f r e i , als w enn nur K oks durch den Sau erstoff des Gebläsewindes verb ran nt w ürde. D ie E rhöhu ng der vor den Formen frei w erdenden W ärm em enge h a t natü rlich eine Erhöhung der K üh lverlu ste durch die B lasform en zur Folge; wenn auch ein großer T eil dieser M ehrwärm e durch das herabtropfende Schm elzgu t dem O fensum pf w iederum zugeführt wird und dort der R ed u k tion der oxyd ierten M etall­

bestandteile wiederum nu tzb ar g em a ch t w ird, so wird im m er­

hin ein Teil dieser M ehrwärme auf dem W ege n ach dem Ofensumpf verlorengehen und ein T eil durch die aufsteigen-

5) St. u. E . 47 (1927) S. 1572/3 u. 1672.

den Gase nach oben ab gefü h rt werden. D araus fo lg t auf jeden F a ll, d a ß d i e O x y d a t i o n v o n R o h e i s e n b e ­ s t a n d t e i l e n vor den B lasform en des H och ofen s ein für den W ä r m e h a u s h a l t d e s H o c h o f e n s s c h ä d l i c h e r , aber un u m gän glich er V o r g a n g i s t .

A u s den G asanalysen w urde die R e d u k t i o n s a r b e i t d e s O f e n s b e stim m t; etw a 5 0 % des E rzsauerstoffs werden durch in d irek te R ed u k tion im Schacht, 15 % durch direkte R ed u k tion in dem un teren T eile des S ch ach tes, 13 % durch direk te R ed u k tion in der R a st zw ischen K ohlen sack und N otform en eb en e und etw a 20 % des E rzsau erstoffs durch direkte R ed u k tion un terhalb der N otform en eb en e im G estell des H och ofen s en tfern t. D er K o k s k o h l e n ­ s t o f f v e r b r a u c h g e h t m it der g eleistete n direkten R ed u k tion sarb eit parallel. Im S ch ach t, v erm u tlich nur in den un teren Z onen, gelan gen nur etw a 6 % des ein gesetzten K okses zur Verbrennung. In der R a st werden durch direk te R ed u k tion w eitere 5,5 % verb rau ch t, 88 % w erden un terhalb der N otform en eb en e vergast, und zwar 8 % durch direk te R ed u k tion der n och vorhand en en E rzo x y d e, rd. 74 % werden durch den G ebläsew ind u n ­ m ittelb ar (68 % ) un d m ittelb a r (6 % ) über dem U m w ege der M etallverbrennung un d n achfolgen d en R ed u k tion durch K ok sk oh len stoff verb ran n t; die restlich en 6 % werden zur R oh eisen k oh lu n g aufgew an dt.

D er U n terofen des H och ofen s, R a st und G estell, is t also ein m etallurgisch sehr w ich tiger T eil des H och ofen s, der durchaus n ich t allein einen Schm elzraum darstellt, sondern noch einen erheblichen T eil der R ed u k tion sarb eit zu leisten h a t.

v a n V lo ten sch en E rgebn issen (A b b . 2), dessen ein gezeich n ete K u g e lflä c h e n m it S au ersto ff u n d K o h len sä u re, die als oxyd ieren d e Z on e erster O rdnung b ezeich n et w erd en m öge, n u r 20 % des G e ­ stellq u ersch n ittes ausfüllen , w äh ren d m an durch E in b ezieh en a ller n och K o h le n d io x y d e n th alten d en A n a ly se n z u s ä tz lic h eine o x y ­ dierende Zon e zw eiter O rdnung v o n 19 % erh ält. A lso gerade u m g ek eh rt ü b er 60 % der G estellfläch e sind Sauerstoff- und kohlen säu refrei. U n te r d er n ich t zu treffen d en A n n ah m e, d aß der W in d geschlossen ein d rin g t u n d d er D u rch sch n itt d er A n a ly se n eine D u rch sch n ittsan a ly se d er V erb ren n u n g ü b erh a u p t is t, su ch t W ü s t 1926 die auß ergew ö h n lich e G rö ß e dieser W ie d e ro x y d a tio n zah len m äß ig d arzu stellen . Sie so ll zu einer E rh ö h u n g des K o k s ­ verb rau ch es fü h ren u n d d u rch G estellerw eiteru n g v errin g e rt w erden kön nen . A m sch ärfsten u m rissen is t seine O x y d a tio n s ­ th eorie in seinem V o r tr a g e : O n th e T h e o ry of th e B la s t F u rn ace P ro cess1). D a n ach sp ielt sich der H o ch o fen vo rg an g in fo lgen d en S tu fe n a b :

1. Im S c h a c h t lie g t bei 800° d as m etallisch e E isen fa s t v o llstä n d ig in fe s te r F o rm vo r.

2. B is zu den F o rm en w erden h au p tsä ch lich d urch den S p a ltu n g s­

k o h len sto ff M an gan, P h o sp h o r u n d Siliziu m red u ziert, und zw ar im U eb ersch u ß , um im G e ste ll ü b er die n o tw en d igen D e s­

o x y d a tio n sm itte l zu v erfü g e n . D u rch diese M eh rb elastun g v er la n g s a m t sich d er B e trie b .

3. D iese S to ffe geh en d u rch Z em en ta tio n , also im festen Z u stan d e, in d as fe ste E isen . D ieses sch m ilzt in fo lg e seines hohen K a r b id ­ g eh altes e rst k u rz v o r den F o rm en .

4. V o r d en F o rm en fin d e t eine F risch w irk u n g s ta tt. D a s frisch g e b ild e te E is e n o x y d u l g e h t in die S ch lack e, d eshalb is t eine R e d u k tio n v o n M an gan, S iliziu m und P h o sp h o r im G estell n ic h t m öglich .

D ie R e d u k tio n des E ise n o x y d u ls soll durch die im festen Z u sta n d e au fgenom m en en S to ffe , bei H olzk o h len ö fen h a u p t­

säch lich d u rch S iliziu m un d M an gan , b ei K o k sh o ch ö fe n h a u p t­

sä ch lich d u rch K o h le n sto ff erfo lgen . W ü s t s te llt diese T h eo rie in G egen satz zu d er b ish erigen A n sch au u n g , d aß d ie R e d u k tio n des M an gans, Siliziu m s u n d P h osp h ors e rst n ach V erflü ssig u n g des g e k o h lte n E isen s in d er N äh e d er F o rm en d urch d ire k te R e d u k tio n m it elem en tarem K o h le n sto ff e rfo lg t.

1 ) G e h alte n v o r dem en glisch en Iro n a n d S te e l In s titu te in G lasgo w am 2 1. S ep tem b er 1927. J . Iro n S te e l In s t. 116 (1927) S. 65/89; v g l. S t. u . E . 48 (1928) S. 109.

A n die V orträge vo n X t.% n g . G . E i c h e n b e r g und (Kr.Vjng.

W . L e n n in g s schloß sich folgen d e E r ö r t e r u n g an.

5)r.»3ittg. H . B a n s e n (R h ein h au sen ): V a n V l o t e n s klassische G estelluntersuchungen v o r 35 Ja h re n h ab en bis v o r kurzem leider w enig Sch ule gem ach t. V o n ih m sta m m t die F e s t­

stellung, daß sich das V erh ä ltn is v o n 266 T e ilen S au ersto ff a u f 1000 Teile S tickstoff v o r den F o rm en d urch V erb ren n u n g anderer Elemente als K o h len sto ff nach u n ten v ersch ieb t, d aß m it anderen W orten vo r den Form en R oh eisen g efrisch t w ird . E in B ew eis dafür ist ihm auch die E n t ­

stehung der H ochofensauen.

Diese Feststellungen ersch ei­

nen ihm als rein örtliche V o r ­ gänge, jedoch n ich t so w e ­ sentlich wie die anderen, daß

Abbildung 1.

Darstellung der Versuchsergeb­

nisse van Vlotens durch Wüst.

\ ffxyaZ/ererjde Zone ersfer

ffrdrrur/g +C02 )

]

ei °/oafer Gesfe//f/

cfres/ni/

J"re/ eim eo/r/eesäure i/eä Sai/ers/vff

630 mm über den Form en der Sauerstoff bereits g a n z v e r ­ schwunden ist. E r kan n d a ­ m it die U n m öglich keit vo n

„O berfeuer“ durch a u fstei­

genden W ind beweisen, ein Begriff, der tro tz v a n V lo te n noch nicht ganz t o t ist.

Diese F eststellu n g einer Frischw irkung aber g ib t F .

W ü s t d en A nlaß, erstm alig 1910 die v a n V lo ten sch en A n a ly se n zu r Stützung seiner O xyd atio n sth eo rie h eran zu holen . N a ch d er D a r ­ stellung, die er von v a n V lo ten s A n a ly se n in seiner A b b . 1 g ib t, scheinen 60 % d er G estellfläch e v o n o x y d ie ren d e n G asen aus- gefüllt zu sein. D iese D arstellu n g s te h t im W id ersp ru ch zu den

Abbildung 2. Die van Vlotensche Darstellung der G-asanalysen.

(Die punktiert umfahrene Fläche und die Flächenauswertung stammt vom Berichterstatter.)

1080 Stahl und Eisen.

48. Jahrg. Nr. 32.

W ie s te h t es m it den B ew eisen d afü r ? D en A u fb a u d er T h eo rie ken n zeichn et H a n s H e i n z M e y e r 2) w oh l am b esten m it d en W o rte n : „ D ie W ü stsch e H ochofen theorie v e r la n g t also eine R e d u k tio n der O xy d e u n d eine E n tsteh u n g des R oheisens oberh alb d er F orm eben e, u n d zw ar schon in festem Z u sta n d e.“ D ieses V e r l a n g e n b ra u c h t als G run d lage:

Z u 1. D as E isen lie g t bei 800° fa s t v ö llig m etallisch vor. D er B e ­ w eis fe h lt.

Z u 2. Zum Bew eise w erden W ascheisenproben vo n H o lzk o h len ­ öfen und auch einige v o n K o k sh o ch ö fen m it steifer Sch lack e an g efüh rt. Sie zeigen einen höheren G e h alt an M angan, Siliziu m und Phosphor.

S ieh t m an vo n den P ro ben der H olzkohlen öfen ab, deren gan zer R e a k tio n sv e rla u f nach Z e it und T em p era tu r ein anderer ist, so lassen die W ascheisenproben des K ok sh o ch o fen s m it 4,49 % C gegen 4,5 % C im fertig en E isen gan z den U eb ersch u ß an K o h le n ­ sto ff verm issen, der ja n ach W ü s t bei K o k sh o ch ö fen im besonderen als D eso x y d atio n sm ittel dienen soll. Im ü b rigen k an n m an die gelegen tlich e Z u fallsp ro b e des W ascheisens kau m als ern sth aften Z eugen fü r die H o ch ofen vorgän ge heranziehen. G an z im G egen ­ satz zu d er A u ffassu n g vo n W ü st, d aß die M ischung v o n E isen und seinen B egleitern z u r b esten A u sw irk u n g der Z em en tation noch gü n stiger als in einem P orzellan sch iffch en ist, sei n ur d arau f hingewiesen, d aß die E rze m it verschiedenstem M angan- und P h o s­

p h orgeh alt ö rtlic h und zeitlich verschieden au fgegeben w erden und ein A u sg leich der Teilerzeugnisse versch ied en ster Z u sam m en ­ setzun g e rst im G estell erfolgen kan n . D a ß aber selbst dies nur rech t roh erfo lg t, zeigen die auß erorden tlich en S ch w an ku n gen des V erlau fes der R oh eisen an alyse in einem A b s tic h ü b erhau p t.

E in e U n te rstü tzu n g dieser W ascheisen befunde sollen die V e r ­ suche geben, die H . H . M eyer a n g estellt h a t. U n te r d er V o ra u s­

setzung, d aß E isen bei 800° bereits als m etallisch er Schw am m v o r ­ liegt, w ird bei den den H o ch ofen vorgän gen am n ächsten liegenden V ersuchen m it k ohlen stofffreiem E isen p u lver, K o h le n o x y d und K o h le n sto ff g ezeig t, d aß der B eg in n der R e d u k tio n fü r M angan- o x y d u l a u f 900 bis 950°, fü r P h osphorsäure a u f 1050°, fü r K ie s e l­

säure a u f 1100 bis 1200° h erab ged rü ckt w ird ; gew iß ein b e ­ m erkensw erter B e itra g zu r F ra g e d er Z em en tatio n svo rgän ge, aber eine v ö llig e V erken n u ng der V o rgän ge im H ochofen, w enn g e sa g t w ird : „D u r c h vorliegen de R ed uk tio n sversu che w urde der N ach w eis erb rach t, d aß K ieselsäu re, M an gan o xyd u l un d P h osphorsäure im H ochofen über d er F orm ebene red u ziert w erd en und die B e g le it­

elem ente zum allergrö ß ten T e il d urch Z em en tatio n v o n dem noch n ich t v erflü ssig ten E isen aufgenom m en w erden. D ie vo n F . W ü s t au fgestellte H ochofentheorie h a t d am it die exp erim en telle B e ­ stä tig u n g gefu n d en .“ D ie V ersu che zeigen den g ü n stigsten G ren z­

fa ll bei in n igster M ischung und lan gen R ea ktio n szeiten in A b ­ w esenheit v o n E ise n o x y d . I s t dieses aber noch vorh an d en , so ist auch nach W ü s t eine R ed u k tio n vo n M angan, S ilizium und P h o s­

phor n ic h t m öglich.

D ie A n n ahm e des V orhandenseins vo n reinem E isen bei 800°

als gesicherte G run dlage v er la n g t erst eine E n tk r ä ftig u n g der F eststellu n g des prak tisch en B etrieb es, d aß E ise n o x y d u l in erster L in ie d ire k t red u ziert w ird, des d arau f m it zurü ckzu fü hren d en W ertes der O sannschen R ed u k tio n sziffer vo n 55 % und d er R e c h ­ nungen v o n M athesius, die eine g u te U eberein stim m un g m it den tatsäch lich en K o k sv erb rau ch szah len ergeben. U n te r B ezugnahm e a u f die G leichgew ichtsbedin gun gen in der gasförm igen P h ase bei System en , die die O x y d e des E isens und des K o h len sto ffs u m ­ fassen, fo lg t daraus, d aß bei T em p eraturen vo n etw a 1000° e rst etw a 50 % des gan zen zu bindenden S auerstoffes en tfe rn t sind.

D ie V orau ssetzu n g, d aß das E isen infolge seines hohen K a r ­ b id gehaltes bis k u rz v o r d en F orm en fe s t b leib t, is t gan z u n h a ltb ar, da n u r über den flüssigen Z u stan d hinw eg das E isen im K o h le n ­ sto ffg e h a lt ü b er sä ttig t w erden kö n n te. D an n m üß te im B ereich v o n 1000 bis 1150 ° der ü b rige E rzsa u ersto ff en tfern t w erden, w enn eine Z em en tatio n noch im festen Z u stan d e erfolgen soll. M an ist d an n aber e rst in dem T em p eraturbereich e, in dem die R ed u k tio n d er S to ffe begin n t, und dazu in Z eiten , die ein V ielfaches d er v e r ­ fü g b a ren Z eiten d arstellen.

D e r V ergleich m it den F orschungsergebnissen vo n ®r.=3tig.

G . E ich en b erg u n d ®r.=Qng. W . L en n in gs ze ig t k lar, w ie w enig v o n solchen m ühseligen V ersuchen zu erw arten ist, vo n dem K le in ­ v ersu ch aus den H o ch o fen vo rgan g m it seinen g a n z anderen T em p eratu r-, Z eit- und M assenverhältnissen in eine R e g e l pressen zu w ollen . D ie H och ofen sch ach tun tersu ch u ng en stellen eine n ich t hoch gen u g zu veran sch lagend e P io n iera rb eit d ar, w ie sie in unserem K r eis e w ohl in erster L in ie d urch die A rb e ite n v o n O r.V jng. G . B u lle und ®r.Vjing. H . L e n t ein geleitet w orden is t; die

2) M itt. K .-W .-In s t. E isen forsch. 9 (1927) S. 273/7; v g l.

S t. u. E . 47 (1927) S. 1793/4.

A rb e ite n v o n E ich en b erg u n d L e n n in gs erb rin gen den vollgültigen B ew eis, d aß m an es n ic h t scheuen so ll, die F o rsch u n gen ü b er den H och o fen a n ih m s e l b s t a m b e s t e n vorzun eh m en .

D as E rg eb n is des A n a ly se n v e rla u fe s v o r den Form en nach L en n in gs ze ig t d as geläu fige B ild . B em erk en sw ert is t der W asser­

s to ffv e rla u f n ach V ersch w in d en des S au ersto ffes. In d er V er­

su ch szeit d ü r fte d er L u ftfe u c h tig k e it n u r e tw a 0,5 % H a en t­

sprochen haben. D er ta tsä ch lich e G e h a lt sta m m t v o n freiw erden ­ dem W assersto ff aus dem K o k s , w o ra u f $ r.=5ng. Lennings auch h in w eist. E r errech n et sich zu 1 b is 1,2 % , so d a ß m an a u f 1,5 bis 1,7 % in sgesam t k o m m t. A u s seinem A u ftre te n n ach V ersch w in ­ den des Sau ersto ffes fo lg t aber, d aß e r in der v o rh er liegenden o x yd ieren d en Zone a u ch irg en d w ie in E rsch ein u n g tre te n muß.

In d er tro ck en en R a u c h g a sa n a ly se w ird er ebensow enig wie die L u ftfe u c h tig k e it w ah rgen om m en . E r v e r b r e n n t u n d tr ä g t d am it seinen T e il zum vorü bergeh en d en V ersch lu cken des S au er­

stoffes bei.

W en n im R e in k o k s a u f 100 k g C 6 k g H und 10 k g N kom m en, so versch ieb t sich d u rch den V erb ra u ch v o n L u fts a u e rsto ff und das H in zu treten des K o k sstic k sto ffe s d as V erh ä ltn is v o n Sauerstoff zu S tick sto ff im reinen L u ftg a se vo n 266 :10 0 0 a u f 2 57 : 1000, und

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unter Berücksichtigung des Kokswasserstoffes.

die Z usam m ensetzung des L u ftg a se s is t e tw a 34 % C O , 1 % H 2, 65 % N a. 3,4 % 0 2 erscheinen also b ereits v ersc h lu c k t. D am it erm äß ig t sich in A b b . 3 d er versch w in d en d e L u fts a u e rsto ff auf nur — 4,82 % im H ö ch stfä lle, u n d die A u sd eh n u n g der o x yd ieren ­ den Zone v e rk ü rz t sich a u f 0 bis 70 cm . B e i B eu rteilu n g der A n a ly se n in der F orm enebene ü b erh a u p t d a rf m an nie übersehen, d aß sie w oh l an d er fü r die E in fü h ru n g eines G asentnahm erohres bequem sten, fü r eine ein w an d freie V erb ren n u n g sa n alyse aber un geeignetsten S telle, n äm lich in d er Seele des L u ftstrah le s, g e ­ nom m en w erden. D a ß infolgedessen, solange d er S tra h l noch

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Abbildung 4. Voraussetzung für die Berechnung der mittleren Gaszusammensetzung aus den durch die Hauptformen

entnommenen Gasproben.

halbw egs geschlossen geh t, in erster L in ie S au ersto ff in ihm ge fu n d en w ird, ist selb stv erstän d lich . D ie A u sw e rtu n g der Analysen w ie W ü s t sie versu ch t, is t nur s ta tth a ft, w enn der L u fts tr a h l ii gleich m äß ig v erteiltem S tro m e eine ä u ß erlich b egren zte Zorn d u rch streich t und d urch A b sch lep p en des g a n ze n Q u erschn itt sen krech t zu r S trö m u n gsrich tu n g eine D u rch sch n ittsan alys' genom m en w ird (A b b . 4). Im H o ch o fen z e rp ra llt d er W indstron bald aber an der B esch icku n gssäu le (A b b . 5). D ie A b len k u n g er fo lg t, d a eine A b strö m u n g nach un ten n ic h t m ö glich is t, in erste L in ie n ach oben. J e w eiter also die S te lle d er P roben ahm e vo]

der F orm enschn auze ist, um so m ehr en tn im m t m an die Prob an einer S telle, die im m er m ehr aus d er M itte einer k lein er werden den S tra h lfläch e nach dem R a n d e hin a b w e ic h t (A b b . 6). Di v a n V lotenschen A n a lysen , die a b seits d er F o rm en ach se genommei sind, belegen dies am b esten und zeigen, d a ß h in te r u n d zwische:

dem F orm enau sb lasbereich das G e ste ll sich in einem ähnliche:

Z u stan d e b efin d et w ie die M itte. V o n ein er geschlossenen ring förm igen O xyd a tio n szo n e is t also keine R ed e. D ie verbleibend Senkung a u f 4,82 % S au ersto ffsch w u n d m u ß m an sich als di m ehr oder w eniger p u n ktfö rm ige g rö ß te T ie fe einer kleinen Fläch der resu ltieren d en F risch zon e ü b erh a u p t v o rstellen .