STAHL UND EISEN
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 EI S E N H Ü T T E N W E S E N
Herausgegeben vom Verein deutscher Eisenhüttenleute Geleitet von Dr.-Ing. Dr. mont. E. h. O . Pe t e r s e n
unter verantwortlicher Mitarbeit von Dr. J. W. Reichert und Dr. W . Steinberg für den wirtschaftlichen Teil
H EFT 35 27. A U G U S T 1936 56. J A H R G A N G
Erfahrungen mit neueren Umsteuervorrichtungen von Siemens-Martin-Oefen.
[Bericht Nr. 315 des Stahlwerksausschusses und Mitteilung Nr. 233 der Wärmestelle des Vereins deutscher Eisenhüttenleute*).]
(Bauliche Einzelheiten reiner Schieberumsteuerungen. Schaltungen. Verbundumsteuerungen. Verbesserungen an Einzelteilen.
Oassparsteuerungen. Betriebserfahrungen.)
D er Betrieb der Siemens-Martin-Oefen hängt in sehr hohem Grade von der mehr oder weniger einwandfreien Wir
kungsweise der Umsteuer- und Regeleinrichtungen ab. Die überlieferten Einrichtungen für die Umsteuerung und Rege
lung der Oefen haben verschiedene Nachteile und können nicht mehr als zeitgemäß betrachtet werden. Bei den heu
tigen scharfen Anforderungen an Leistung, Wirtschaftlich
keit und Güte der Stahlerzeugung müssen auch neue, größere Ansprüche an die Umstell- und Regeleinrichtungen gestellt werden. Vor allem muß eine störungsfreie, gleich
bleibende Wirkungsweise der Umstellvorrichtungen ge
fordert werden.
Aus diesen Gründen wurde das ganze Fragengebiet auf Grund mehrerer Kurzberichte von H. K o c h in k e , Riesa, C. K reu tzer, Düsseldorf-Oberbük, W. L a n te rm a n n , Hückingen, P. M ü lle r, Georgsmarienhütte, G. N e u m a n n , Düsseldorf, J. P eters, Rheinhausen, J. S it ta r d , Branden
burg, im Stahlwerksausschuß des Vereins deutscher Eisen
hüttenleute besprochen. Die nachstehend zusammen- gefaßten Berichte behandeln Schieberumsteuerungen, ge
mischte Umsteuerungen mit Glocken- und Schieberventilen, sonstige Bauarten und einschlägige Neuerungen.
Schieber- und Verbundschieber-Umsteuerungen.
Eine einfache Grundform der in Amerika entwickelten Schieberumsteuerungen umfaßt für ein Kammerpaar zwei in die beiden Wechselkanäle einzubauende Schieber, die abwechselnd hochgezogen werden und dann den einen oder anderen Wechselkanal mit dem Schornstein verbinden.
Die gleichen Schieber können dazu benützt werden, um in der oberen Lage die Luft umzustellen; sie werden dann als Doppeldeckschieber bezeichnet. Hierbei erübrigt sich die Anordnung von besonderen Tellerventilen für die Umstel
lung der Luft, während zur Regelung der Luftzufuhr eine gemeinsame Drosselklappe in der Windleitung genügt.
Abb. 1 zeigt eine solche Umstelleinrichtung für einen mit
Ferngas beheizten 25-t-Siemens-Martin-Ofen. Die Umstell
einrichtung hat wassergekühlte Schieberrahmen, die sich infolge der Kühlung und starken Ausführung nicht verziehen können. Die Schieber selbst sind der Billigkeit wegen in dem vorliegenden Falle ungekühlt und befinden sich in einem ausgemauerten Hämatitgußrahmen. Beide Schieber sind
*) Vorgetragen in der Sitzung des Unterausschusses für den Siemens-Martin-Betrieb am 12. Dezember 1935. — Sonderabdrucke sind vom Verlag Stahleisen m. b. H., Düsseldorf, Postschließ
fach 664, zu beziehen.
127 35.56
durch einen Seilzug verbunden und werden durch einen ge
meinsamen Motor mit Hand-Hilfsantriebvorrichtungbetätigt.
Eine andere, ähnliche Luft-Umstelleinrichtung für einen mit kaltem Koksofengas betriebenen 30-t-0fen unterschei
det sich von der vorbeschriebenen nur dadurch, daß sie an
Stelle der ungekühlten Schieber wassergekühlte Schieber besitzt. Außerdem sind die Schieberrahmen doppelt so stark ausgeführt und doppelt, d. h. durch zwei eingegossene Rohrschlangen, gekühlt. Diese vollständig gekühlte und kräftige Ausführung bietet natürlich eine größere Gewähr gegen Verziehen und Undichtheit. Diese Um Stelleinrichtung ist seit 1932 im Dauerbetrieb und hat sich bestens bewährt.
Der Kühlwasserverbrauch beträgt 4 m 3/h.
Die beiden beschriebenen Einrichtungen dienen nur zum Umstellen, während die Regelung der Luftzufuhr und des Druckes im Herdraum durch eine Drosselklappe in der Windleitung und einen Fuchsschieber erfolgt.
Abb. 2 zeigt eine Um Stelleinrichtung für einen ebenfalls
mit kaltem Koksofengas betriebenen 30-t-0fen, bei der es möglich ist, Luft und Abgas nicht nur umzustellen, sondern auch zu regeln, und zwar unabhängig voneinander und ge
trennt für jede Ofenseite. Die Einrichtung besteht aus zwei Wechselschiebern und zwei Luftventilen. Jede Ofenseite hat einen eigenen elektrischen Antrieb und einen eigenen Schalthebel. Der Schieber wird durch einen Mitnehmer
965 Abbildung 1.
Schieber- Luftumsteuerung
für einen 25-t-Kaltgasofen.
Schnitt fl-B Scto/f C-D
966 Stahl und Eisen. Erfahrungen mit neueren Umsteuervorrichtungen vonSiemens-Martin-Oejen. 56. Jahrg. Nr. 35.
Gasventi/
Abbildung 2. Schieber-Luftumsteuerung mit zwei elektrischen Einzelantrieben für einen 30-t-Siemens-Martin-C)fen m it Kaltgasbeheizung.
geschlossenem Luftventil beliebig zu öffnen. Es ist also im Grenzfall auch möglich, beide Schieber und beide Luft
ventile gleichzeitig geschlossen zu halten.
Jede Ofenseite wird durch einen besonderen Schalthebel für sich allein, unabhängig von der anderen Seite, um
gesteuert, so daß es möglich ist, beide Umsteuerungen gleichzeitig oder mit beliebigem Zeitabstand vorzunehmen.
Zu Beginn einer jeden Umsteuerung schließt sich zuerst das Luftventil der einen Ofenseite; hierauf öffnet sich der zu
gehörige Wechselschieber bzw. es schließt sich zuerst der Schieber, und hierauf öffnet sich das Luftventil der be
treffenden Ofenseite. Die Schaltvorrichtung auf der Bühne ist eine sogenannte N a c h la u fs c h a ltu n g . Sie besitzt zwei Schalthebel, je einen für jede Ofenseite. Jeder Hebel hat zwei Endstellungen, von denen die eine den Oeffnungsgrad des Luftventils, die andere den Oeffnungsgrad des Wechsel
schiebers bestimmt. Bringt man z. B. den linken Hebel in die äußerste untere Endlage, so öffnet sich das linke Luft
ventil ganz; bringt man ihn nicht ganz in die untere Endlage, so öffnet sich das Luftventil nicht ganz. Bringt man ihn in die äußerste obere Endlage, so öffnet sich der linke Wech
selschieber ganz; bringt man ihn nicht ganz in die obere Endlage, so öffnet sich auch der Schieber nicht ganz. Man hat es so in der Hand, die Hebung der Luftventile und der
und die Luftzufuhr, beliebig und für jede Ofenseite getrennt regeln kann. Diese Vorrichtung kann sowohl zum Um
steuern von Gas als auch von Luft eingebaut werden.
in die Höhe gehoben; dieser ist durch einen Seilzug mit einem zweiten Mitnehmer verbunden, der das Ventil be
tätigt. Bei der Bewegung nach unten kann jeder Mitnehmer ein Stück über die Endlage des von ihm betätigten Regel- teiles (Schieber oder Ventil) hinausgehen. Durch diese Veränderung der Endstellung der Mitnehmer ist es möglich, die Endstellung des anderen, mit ihm durch den Seilzug gekuppelten Mitnehmers und damit die obere Endlage des Schiebers oder des Luftventils in weiten Grenzen zu ver
ändern. Die besten Ausführungen dieser Art gestatten sogar eine lOOprozentige Einstellung, d. h. es ist möglich, bei ge
schlossenem Schieber das Luftventil zwischen „ganz zu“
und „ganz auf“ beliebig zu öffnen, ebenso den Schieber bei
Beschickungsbühne
Wechselschieber zwischen „ganz zu“ und „ganz auf be
liebig einzustellen, je nachdem, wie man die je zwei End
lagen der beiden Schalthebel einstellt. Für den Fall des Aus
bleibens des Stromes ist jeder Antrieb mit einem Hilfs- Handantrieb ausgerüstet. Der Vorteil dieser Schaltung besteht darin, daß man an einem einzigen Punkt mit nur zwei Schalthebeln nicht nur die Umstellung vornehmen, sondern auch die Abgasabsaugung, d. h. den Ofendruck I Besc/r/c/funffsbi//7ne}
t==^r
tV/nd/eitunff
Luftventi/'- Hü/fenf/jr Twwwmrm
700~,
Abbildung 3. Einzelheiten einer Schieberumsteuerung.
Abbildung 4. Schieberanordnung in den Kanälen des Siemens-Martin-Ofens.
Ein weiteres Beispiel einer derartigen Schieberum
steuerung für Dreigas (Misch- und Generatorgas) und Luft gibt O fen 1 der Zahlentafel 1. Abb. 3 und 4 zeigen Einzel
heiten der Umsteuerung und ihrer Betätigungsvorrichtungen.
Rechtsseitig ist der Schnitt durch Gasventil und Gas
schieber, linksseitig der Schnitt durch Luftventil und Luft
schieber dargestellt. Sämtliche Ventile sind mit Wasser
abdichtung versehen. Die Verbrennungsluft wird durch Gebläse zugeführt. Wasserabschlußtassen, Schieber, Rah
men, Zungen usw. sind für Luft und Gas gleich.
Die Kanalschieber selbst sind mit wassergekühltem
Führungsrahmen und wassergekühlter Schieberzunge aus
27. August 1936. Erfahrungen mit neuerenUmsteuervorrichtungen vonSiemens-Martin-Oefen. Stahl und Eisen. 967
Zahlentafel 1. N e u e re U m s t e u e r u n g e n f ü r S ie m e n s - M a r tin - O e fe n .
1. O f e n ... 1 2 3 4 5 6 7 8
a) Fassungs
vermögen . t Stahl 85 60 30 55 80 50 120 60— 65
b) Arbeitsverfahren . Duplex Duplex Roheisen Roheisen Schrott/Kohle Schrott/ Schrott/ Roheisen
schrott schrott Kohle Kohle schrott
c) K opfbauart . . . normal normal normal normal normal Maerz Maerz Maerz
d) Herdfläche . m 2 32 30,0 18 25 32 26,5 39 32
e) Stundenleistung t/h 14,5 15,0 5 8,5 6,5 6,0 9,2 10,0
2. B r e n n s t o f f a r t . . Dreigas Mischgas Mischgas Koks Steinkohlen- B raun Braun Dreigas ofengas Braunkohlen- kohlen kohlen
brikettgas brikettgas brikettgas
3. K a m in h ö h e . . . m 50 50 50 50 — 47,5 55 60
4. B a u a r t d e r U m s t e u e r v o r r ic h t u n gen:
a) Gaskanäle
Frischgas . . . Tauch- Schieber Schieber — Schieber Schieber Tauch-
glocke glocke ( Forter-
Abgas . . . . Schieber Schieber Schieber — Schieber Schieber Tauch-
glocke
j Ventil b) Luftkanäle
L u f t ... Tauch- glocke
Schieber Schieber Tauch- glocke
Schieber Schieber Siemens
klappe
Schieber
Abgas . . . . Schieber Schieber Schieber Schieber Schieber Schieber Schieber
c) B a u a r t ... Z. u. J . Blaw-Knox Blaw-Knox Z. u. J . Blaw-Knox Blaw-Knox Kleine-
( Schwier) (Schwier) (Schwier) (Schwier) wefers
Anmerkung: Mischgas = Koksofen- + Hochofengas. Dreigas = Generator- + Mischgas. Z. u. J . = Zim m erm ann & Jansen.
geführt. Zum Antrieb dient über die Zahnstange ein Motor.
Die Einstellung der Ventile und Schieber ist zwangläufig in einem Seilzug gekuppelt, so daß ein Schieber erst geöffnet werden kann, wenn das zugehörige Ventil geschlossen ist, und umgekehrt.
Die gesamte Anlage wird von der Ofenbühne aus mittels Druckknöpfe zum Anlaufen der Motoren geschaltet. Sollte aus irgendeinem Grunde (Ausbleiben der Spannung oder bei einer Betriebsstörung) die Schieberumsteuerung ver
sagen, so besteht die Möglichkeit der Handbetätigung durch Kurbelantrieb. Die Umstellung selbst kann in wenigen Sekunden durchgeführt werden.
Es gibt grundsätzlich zwei Umstellmöglichkeiten. Kom
men (vgl. Abb. 4) Gas und Luft von links, so sind auf dieser Seite die Ventile geöffnet und die Schieber geschlossen;
auf der Gegenseite ist es umgekehrt. Zum Umstellen kann man einmal zunächst Gas und Luft auf der linken Ofenseite wegnehmen und danach von rechts Gas und Luft einlassen, das heißt: links Gas- und Luftventil schließen und links beide Schieber öffnen. Sobald die Bewegung der Vorrichtungen der linken Seite durchgeführt ist, werden die gegenläufigen Bewegungen auf der rechten Seite vorgenommen. Auf diese Weise sind für kurze Zeit sämtliche Ventile geschlossen und sämtliche Schieber geöffnet. Der Oberofen ist bei dieser Art der Umstellung vorübergehend ohne Gas und Luft, also ohne Wärmezufuhr. Dies ist die gleiche Art der Umstell
folge wie beim Forter-Ventil mit Luftklappe. Da durch das Ausbleiben der Flamme die Beheizung unterbrochen wird und so die Temperatur im Oberofen etwas abfällt, was nach Möglichkeit vermieden werden soll, so ist eine zweite Um
stellmöglichkeit zweckmäßiger. Hierbei mögen Gas und Luft von rechts kommen. Dabei werden zunächst Gas- und Luftventile der linken Seite geöffnet, die linksseitigen Schieber geschlossen und dann erst die Vorrichtungen der rechten Seite umgesteuert. Der Oberofen erhält in diesem Falle von beiden Seiten her für ganz kurze Zeit Gas und Luft, so daß im Oberofen dauernd eine Flamme brennt. Der Ab
zug der Rauchgase ist für diese ganz kurze Zeit unterbrochen.
Ventil- und Schieberbewegung sind auf der einen Seite noch nicht beendet, wenn die Bewegungen der anderen Seite
bereits eingesetzt haben. Es treten daher keine Behinde
rungen im Ofengang auf.
Ein großer Vorteil der Schieberumsteuerung liegt darin, daß das Frischgas nie unmittelbar auf den Kamin gestellt wird. Die Erfolge der Schieberumsteuerung bestehen hauptsächlich in der Verbesserung der Zugverhältnisse.
An den alten, mit Forter-Ventil und Luftwechselklappe ausgestatteten Oefen beträgt der Zugverlust der Abgase 6.5 mm WS im Gasventil, 14 mm WS im Luftventil; er sinkt an dem Ofen mit Schieberumsteuerung auf 1 mm bzw.
1.5 mm WS. Hierdurch wurde der engste Querschnitt für die Wärmeschluckfähigkeit des Ofens von den Wechsel- ventilen zum Oberofen, d. h. zu den Brennern, verlegt, so daß nunmehr die Abmessungen der Brenner ausschließlich nach feuerungstechnischen Gesichtspunkten ohne Rück
sicht auf die Zugverhältnisse festgelegt werden konnten.
Der Eintritt von Falschluft auf den Abgaswegen des Ofens ist unerheblich. Auf Grund der Analysen steigt der Sauerstoffgehalt der Abgase vom abziehenden Kopf bis zum Kaminfuß nur um etwa 1,5 % , während früher durch die alten Ventile viel größere Falschluftmengen mit ihren nach
teiligen Einflüssen auf die Temperaturverhältnisse in den Kammern eingesogen wurden.
Wichtig ist schließlich die Möglichkeit, durch entspre
chendes Einstellen der Schieber die Abgasverteilung auf Gas- und Luftkammern zu regeln. Das auf dem betreffenden Werk benutzte Kühlwasser ist gewöhnliches Flußwasser mit einer Ablauftemperatur von 40°. Die Schieberumsteue
rung hat sich bis jetzt gut bewährt.
Die Schieberumsteuerung des Ofens 2 ( vgl. Zahlentafel 1) wird durch Preßluft betätigt. Bei der ersten Ofenreise wurden die Schieber infolge starrer Lagerung der Umlenk
rollen für den Seilzug und der Wasserzu- und -ablauf- leitungen häufig undicht. Nach entsprechender Abhilfe war die Haltbarkeit und Dichtigkeit der Schieber und Rahmen im Laufe von sieben Jahren befriedigend. Die Austrittstemperatur des Kühlwassers lag nicht über 40°, so daß kein Kesselstein zu befürchten war. Bei Neuzustel
lung des Ofens werden die Wasserleitungen mit Preßluft
ausgeblasen und so gereinigt. Kleinere Undichtigkeiten
968 Stahl und Eisen.________Erfahrungen mit neueren Umste uervorrichtungen von Siemens- Martin-Oefen. 56. Jahrg. Nr. 35.
sind indessen beim reinen Mischgasbetrieb nicht zu ver
meiden ; sie treten am Umfang der Schieberplatte, besonders zwischen Schieberrahmen und Mauerwerk, auf, sind aber nicht so schlimm wie bei den alten Umsteuerungen, die oft alle Sonntage abgedichtet werden mußten. Der Ofen mit Schiebersteuerung hat den günstigsten Wärmeverbrauch aller Oefen des betreffenden Stahlwerks.
Ein im Saargebiet liegendes Werk (s. Ofen 3) hat bei M ischgasheizung durchaus befriedigende Erfahrungen mit der Schiebersteuerung gemacht. Besondere Störungen sind nicht vorgekommen. Ausbesserungen waren bis zu 1800 Schmelzungen nicht notwendig. Die Luftschieber werden stets zur Drosselung des Zuges in den Luftkammem benutzt.
Beim Neubau der vorhandenen Ofenanlage wurden auf einem Werk am Ofen 4, der mit Ferngas beheizt und mit B ra u n k o h le n s ta u b k a rb u rie rt wird (vgl. Zahlentafel 1), die alten Umstellventile durch eine neue Ventil- und Schieberanlage ersetzt. Kaminschieber zum Drosseln der Abgase sind nicht mehr vorhanden; die notwendige Drosselung wird mit den Schiebern der Umsteuerungsanlage erreicht. Der Zugverlust zwischen Wechsel- und Essenkanal beträgt nur 3 mm. Wird der Schieber auf 600 mm gesenkt, so steigt der Kaminzug um 7 mm, während der Zug im Wechselkanal um 10 mm fällt. Die Undichtheiten sind
Auch der mit G eneratorgas aus Steinkohle und Braunkohlenbriketfs beheizte Ofen 6 (Zahlentafel 1) ist mit Schiebersteuerung für Gas und Luft ausgerüstet. Die Zugverluste in den Umsteuervorrichtungen verminderten sich auf der Gaskammerseite von 8,5 auf 1,5 mm W S, auf der Luftkammerseite von 6,0 auf 2,0 mm WS. Der Ofen ließ sich im Hinblick auf den Falschlufteintritt an den Kammern und Wechselkanälen nicht mit der vollen Zug
stärke des Kamins betreiben, so daß die Schieber stets etwas gedrosselt werden mußten. Ein Falschlufteintritt an den Ab- gas-und Luftschiebern selbst konnte nicht festgestellt werden.
Weitere Umsteuervorrichtungen und Sondereinrichtungen.
Der in Zahlentafel 1 wiedergegebene O fen 7 erhielt an Stelle des Trommelventils eine G loc k e n v e n til- U m steuerung für das Gas (Abb. 5), während die Siemens- Klappe für die Luft beibehalten wurde. Der Zugverlust auf
Abbildung 5. Glockenventil-Umsteuerung.
ebenfalls gering. Als nachteilig hat sich erwiesen, daß sich der zum Karburieren der Flamme eingeblasene Kohlenstaub, ähnlich wie Teer bei generatorgasgefeuerten Oefen, in der Zahnstange festsetzt, wenn der Schieber längere Zeit nicht voll geöffnet wird. Abhilfe ist aber leicht möglich durch volles Oeffnen des Schiebers von Zeit zu Zeit. Bei einer Neukonstruktion soll die Zahnstange durch geeignete Bau
weise der Verschmutzung durch Ab- und Frischgase ent
zogen werden.
Die Schieberstellung ist an der Anzeigetafel leicht zu überwachen. Zu- und Abfluß des Kühlwassers sind auf der Bühne neben der Meßanlage angeordnet. Die Wasser
ablauftemperatur liegt zwischen 20 und 30°. An einem auf dem betreffenden Werk neu in Betrieb genommenen zweiten Ofen mit Schieberumsteuerung wird diese durch einen Druckknopf betätigt; das Umsteuem dauert 6 s. Vom Schaltpult aus ist die Schieberumsteuerung an einer An
zeigetafel leicht zu übersehen. Die Anlage, die seit Anfang März 1935 in Betrieb ist, hat bisher jede Erwartung erfüllt.
Der Ofen 5 (vgl. Zahlentafel 1) ist seit April 1935 mit einer Schieberumsteuerung für B ra u n k o h le n b rik e ttg a s und Luft ausgerüstet. Die Luftumsteuerung arbeitete ein
wandfrei; die mit der Gasumsteuerung gesammelten Er
fahrungen wurden in der am Schluß des Aufsatzes wieder
gegebenen Aussprache mitgeteilt.
der Gasseite sank von 7,0 auf 2,5 mm WS. Die Umstell
vorrichtung ist, da sie Wasserabschlüsse benutzt, für das Gas vollkommen dicht. Sie arbeitet ohne nennenswerte Störungen, nur zeigten sich anfangs belanglose Klem
mungen. Lediglich das Sperrwasser wurde beim Drosseln der Gasmenge auf ein bestimmtes Maß infolge der erhöhten Gasgeschwindigkeit mitgerissen, doch ist dieser Mangel mit Hilfe einer zweiten Glocke für kleine Gasmengen be
seitigt worden.
Der Ofen 8 ist mit einem verbesserten F orter- V entil für das Gas und einer nach Rothe gebauten L u ftu m s te u e rung versehen. Die Luftumsteuerung besteht aus je einem Paar senkrecht eingebauter Schieber, die auf jeder Seite des Kaminkanals und der darüberliegenden Lufteinströmung angeordnet sind (vgl. A lb. 6). Die unteren Schieber sperren die Abgase in den Abgaskanälen, die oberen die Luftzufuhr ab. Die ganze Vorrichtung nimmt nicht mehr Platz weg als eine gewöhnliche Luftklappe. Beim Umsteuem werden zunächst die jeweils offenen Schieber geschlossen, so daß für einen Augenblick die Luftzufuhr und die Abgasabfuhr an beiden Ofenseiten gesperrt sind, der Kamin keine Frisch
luft ansaugen kann und damit verbundene Verpuffungen vermieden werden. Der Umsteuerungsvorgang dauert 7 s.
Die Zugverluste der Abgase sind klein, da kein Richtungs
wechsel auftritt. Die Gleitflächen der Schieber sind nach
einjährigem Betriebe noch vollständig glatt und dicht, was
27. August 1936. Erfahrungen mit neueren Umsteuervorrichtungen ronSiemens-ilartin-Oefen. Stahl und Eisen. 969
darauf zurückzuführen ist, daß die Schieber nicht wahrend der ganzen Auf- und Abbewegung auf den Sitzflächen gleiten, sondern sich frei mit einem kleinen Abstande von den Dichtungsflächen bewegen, sich erst im letzten Teil der Bewegung an die Flächen anlegen und nur 5 bis 10 cm weit darauf gleiten. Der in den Rauchgaskanälen eingebaute untere Rahmen des Ventils wird durch ein 1 Zoll starkes Rohr mit Wasser gekühlt. Der Wasserverbrauch beträgt 3.5 m3 h, die Temperaturzunahme des Kühlwassers etwa 6°.
Der Antrieb der Umsteuerung erfolgt elektrisch. Die ganze Anlage hat sich bis jetzt bestens bewährt, gestattet allerdings keine Beeinflussung der Abgasverteilung auf die Gas- und Luftkamm em.
Eine weitere beachtenswerte Verbesserung wurde an dem F o rte r- V e n til dieses Ofens angebracht ( Abb. 7). Hier
bei ist der elek
trische Antrieb mit dem Gestänge der Steuemiuschel durch senkrechte oder waagerechte Federn elastisch verbunden, so daß beim Anlaufen des Motors keine Schläge entstehen und die Muschel langsam hoch
gehoben und sanft aufgesetzt wird.
Beim Versagen des elektrischen End
ausschalters läuft das Zahnrad des Motors aus dem gezahnten Seg
ment heraus, so daß kein Bruch
entstehen kann. Die ganze Ventilhaube mit Muschel und Gestänge kann als ein geschlossenes Stück abgehoben werden, so daß die Enterwasserschale frei von Achsen, Lagern usw. bequem nachgesehen und gereinigt werden kann.
An dem Ofen 2 wurde die G a s s p a rv o rric h tu n g , B a u art R einer, die von den Esch-Werken in Duisburg-Hoch
feld ausgeführt wird, eingebaut. Sie besteht aus einem guß
eisernen Rohrstück mit einer Absperr- und einer Ausgleich
klappe für die Gichtgasleitung, einer Abspenklappe für die Koksofengasleitung und der elektrischen Betätigung. Sie soll die Gasleitung, die beim Emstellen des Ofens für kurze Zeit unmittelbar mit dem Kamin in Verbindung kommt, ab
riegeln und das Koksofengas, das sich sonst beim Mischgas
betriebe während des Emstellens in Gaskammer und Gas
kanälen befindet, kurz vor der Emsteilung absperren, so daß sich zur Zeit des Emstellens nur Gichtgas zwischen Ventil und Ofenkopf befindet und zum Kamin abgesogen wird.
Der Emstellvorgang vollzieht sich so. daß der Ofenn ann durch Emlegen eines Schalthebels, der sich auf einer Schalt
tafel bei den Lichtfeldern befindet, zunächst mittels der erwähnten Absperrklappe in der Koksofengasleitung aie Koksofengaszufuhr sperrt. Zu gleicher Zeit wird die Aus
gleichklappe in der Gichtgasleitung, deren normale Stellung durch die dem Ofen zugeführte Sollgasmenge gegeben ist, so weit geöffnet, daß die Gichtgasmenge um die ausgefallene Koksofengasmenge wächst und dem Ofen somit wieder die gleiche Gasmenge zuströmt. Durch veränderliche Anschläge an den Einbaustücken ist es möglich, jede beliebige Gasmenge
35-5,
einzustellen. Abgesehen von dem geringen Koksofengas
verlust, der durch das unvollkommene Abschließen der Ab
sperrklappe stets vorhanden sein wird, strömt dem Ofen nur noch Gichtgas zu, und zwar so large, bis es von der Ab
sperrklappe bis zum Ofenkopf gelangt ist. Durch ein Zeit
relais, das auf diese Zeit eingestellt werden kann, wird so
dann die zweite Absperrklappe in der Gichtgasleiturg ge
schlossen. so daß nun auch der Gichtgaszustrom aufhöit.
Die vollzogene Schließung der Gichtgasleitung wird sowohl durch ein Läutewerk als auch durch ein Lichtfeld, das zur selben Zeit rot aufleuchtet und die Beschriftung „Em- steuein” trägt, angezeigt. Mit dem Emsteuern kann dann begonnen werden. Wenn am Ende der Emsteilung der er
wähnte Schalthebel in die Eingangsstellung gebracht wird, kehren auch die drei Klappen wieder in die Anfangsstellung,
d. h. Betriebsstel
lung. zurück. Alle diese Vorgänge voll
ziehen sich durch elektrische Schal
tung und elektri
schen Antrieb von selbst und können auf Lichtfeldem beobachtet werden.
Zu jeder Absperr- oder Drosselvor
richtung gehören zwei Lichtfelder mit Beschriftung, die der Ofenbe
dienung die Stel
lung der einzelnen Klappen anzeigen.
Beim Versagen der elektrischen Schaltvorrichtung, etwa nach Schlie
ßung der Drosselklappe, kann der Betriebszustand von der Öfenbühne aus durch Handzug wiederhergestellt werden.
Die Vorteile dieser Einrichtung sind verschieden je nach Rauminhalt der Gaskammer und der Gaskanäle, dem Mischungsverhältnis der verwendeten Gase und der Em- stellzeit. Aus Abgasanalysen war zu erkennen, daß unge
fähr 3 ° 0 der normalen Koksofengasmenge und 6 % der Gichtgasmenge durch die nicht dicht schließenden Absperr
klappen verloren gehen: doch lassen sich diese Verluste durch Verringerung des Spielraumes zwischen Klappe und Rohrleitung, also durch Verbesserung der Klappe, sicherlich noch vermindern.
A lsE rg ebnis der B erich te und der anschließenden E r ö rte ru n g e n sind folgende Gesichtspunkte hervorzuheben:
Auf einem Werk, das seine Oefen mit Dreigas (Mischgas und Generatorgas) beheizt, wurde eine kombinierte Glok- ken- u n d S c h ie b e rum ste u e rung eingebaut, wobei die Schieber zum Absperren des Abgases dienen. Die Zug
verluste betragen nur 1 bis 3 mm WS. Die Kammertempe
raturen können durch geeignete Stellung der Abgasschieber beliebig geregelt werden. Zur Kühlung dient Flußwasser.
Die Rollen für die En lenkung des Seilzuges sind verschieb
bar angebracht. Die Gaszufuhr wird m it Hilfe der Glocken
schieber geregelt und un gesteuert. Die Anlage ist mehrere Jahre im Betrieb und weist bisher keinen nennenswerten Verschleiß auf.
Aus weiteren Mitteilungen ergab sieh, daß die Flach- sehieberumsteuerung für teerhaltiges Frischgas wegen der
128 Abbildung 7. Verbessertes Forter-Ventil.
970 Stahl und Eisen. K . Knehans u. N . Berndt: Die Erstarrungsdauer beim Ouß von Blockformen. 56. Jahrg. Nr. 35.
Teerausscheidungen weniger geeignet ist. Der Teer setzt sich leicht auf der Schieberplatte, dem Schieberrahmen und auf der im Gasstrom liegenden Zahnstange fest und ver
krustet diese Teile stark. Infolge der Verkrustungen bleibt die Schieberplatte dann leicht bei der Abwärtsbe
wegung hängen. Die Seile werden lose, und sobald die Zahnstange auf den Schieber drückt, fällt dieser herunter, wodurch Brüche in den Getriebeteilen auftreten können.
Man muß deshalb dafür sorgen, daß die Abwärtsbewegung der Schieberplatte von Anfang an zwangläufig erfolgt. Ein Versuch, die Teeransätze durch Verstärken der Schräglage der Schieber zu beseitigen, blieb ohne Erfolg. Gegen den mitunter höheren Verschleiß der Abdichtungsfläche hat sich das Anbringen besonderer Verschleißleisten gut bewährt.
Eine gewisse Rolle bei den Schwierigkeiten durch Teer
verkrustung spielt die Beschaffenheit und die vom Gas ausgeschiedene Menge des Teeres. So ist es auf einem Werk bei Oefen mit Steinkohlengasbeheizung geglückt, durch zweckmäßiges Betreiben der Gaserzeuger derartige Ver
teerungen und Krustenansätze zu vermeiden, obwohl der Teergehalt im Frischgas 17 g/Nm3 betrug. Während man beim Steinkohlengaserzeugerbetrieb durch Einhalten einer bestimmten Gastemperatur sowohl den Teergehalt als auch die Teerabscheidungen aus dem Gase beeinflussen kann, ist dies beim Brikettgasbetrieb kaum möglich, weil der aus dem Brikettgas entfallende Teer dünnflüssiger ist. Grundsätzlich scheinen sich die Flachschieber am ehesten an den Stellen zu bewähren, wo keine Verschmutzungsgefahr durch Teer vorhanden ist, also für die Absperrung der Wechselkanäle vom Kaminkanal und der Luftzufuhr von den Wechsel
kanälen. Zur Umsteuerung des Frischgases eignen sich da
gegen am besten Glockenventile, weil deren Druckverlust nur unwesentlich höher als derjenige von Flachschiebem ist.
Ein gewisser Nachteil der Glockenventile besteht allerdings in der Erhöhung des Feuchtigkeitsgehaltes des Gases durch mitgerissenes und verdampftes Wasser und durch Ueber- schwappen von Wasser, das dann in die Wechselkanäle ge
langen und die Ausmauerung beschädigen kann. Indessen wird man hier von Fall zu Fall durch geeignete Gegenmaß
nahmen, z. B. eine zweite kleinere Glocke für kleine Gas
mengen, Abhilfe schaffen können.
Zusammenfassung.
Die steigenden Anforderungen an die Siemens-Martin- Oefen haben dazu geführt, auch die Umsteuervorrich
tungen zu verbessern, um die Undichtigkeits- und Zug
verluste und deren nachteilige Folgen für den Wärmeumsatz und die Leistung der Oefen aufzuheben. Ein wichtiger Schritt auf diesem Wege sind die Schiebersteuerungen, die in Verbindung mit Glocken- und Tellerventilen als zeitgemäße Bauformen der Umsteuerungsvorrichtungen überhaupt anzusehen sind. Dabei dienen die Schieber zum Absperren und Drosseln der Abgase, während Gas und Luft durch Ventile gesteuert werden. Hand in Hand hiermit gehen beachtliche Verbesserungen an den alten vorhandenen Umsteuerungsvorrichtungen und Maßnahmen zur Vermin
derung der Gasverluste während des Umsteuems. Der Be
richt enthält eine allgemeine Uebersicht über die technischen Einzelheiten dieses Entwicklungsganges, die dadurch er
reichten Erfolge und die auch hier nicht ganz zu vermeiden
den Schwierigkeiten.
Die Erstarrungsdauer beim Guß von Blockformen.
Von Dr.-Ing. K a rl K n e h an s und Dipl.-Ing. N o rb e rt B e rn d t in Essen.
(Unkenntnis der Erstarrungsdaver beimGuß von Blockformen bedeutet Unfallgefahr. Bestimmung der Erstarrungszeit von Block
formen verschiedener Wandstärken m it H ilfe der Haltepunktdauer. Richtwerte fü r die Mindestwartezeiten in Kokillengießereien.)
I n den meisten Gießereien, die sich mit der Herstellung von Stahlwerkskokillen beschäftigen, ist es üblich, die Gieß
grube eine gewisse Zeit nach dem Guß der Kokille wieder zu räumen und die gegossene Blockform von der Kernspindel abzuziehen. Der Zeitpunkt dieses Arbeitsvorganges ist in den meisten Fällen der Schätzung des die Aufsicht führenden Meisters oder Vorarbeiters anheimgestellt, der auf Grund ge
wisser Beobachtungen und auf Grund seiner Erfahrung hier zu entscheiden pflegt. Bei ständig wiederkehrenden Ko
killenarten entwickelt sich hieraus dann zwangsläufig der Zu
stand, daß die Arbeitsmannschaft nach einmal gegebenen Richtwerten auch selbständig über den Zeitpunkt des Ziehens der Spindel entscheidet. Welche Gefahren dieses rein er
fahrungsmäßige Vorgehen in sich birgt, zeigt ein von P. D id ie r 1) beschriebener Unfall, bei dem durch zu frühes Abziehen der Blockform ein Arbeiter tödlich verunglückte.
Didier, der die nachstehend geschilderten Untersuchungen und Ergebnisse bereits von unfalltechnischer Seite kurz be
leuchtete, teilt darüber mit, daß die noch nicht genügend erstarrte Gußkruste des Fußes der Kokille bei der im Kran hängenden Blockform plötzlich durchbrach. Das im Innern der Blockform noch nicht erstarrte Eisen ergoß sich in die Gießgrube, in der ein Former mit der Herrichtung einer neuen Blockform beschäftigt war; der Arbeiter wurde tödlich verletzt.
Wenn man davon absieht, daß es in allen Kokillengieße
reien zur Regel gemacht werden müßte, Gießen und Vor
l ) Reichsarb.-Bl. 15 (1935) N. P., Nr. 23, Teil I I I : Arbeits
schutz Nr. 8, S. 177/78.
bereitung der Form schon räumlich voneinander zu trennen, so geschah dieser Unfall nicht, weil Teile der Mannschaft mit grober Nachlässigkeit handelten, sondern weil ihnen m a n gels geeigneter R ic h tw e r te jedes Gefühl der drohenden
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160
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0 10 20 30 VO SO 60
Z e it in s
Abbildung 1. Beobachtungswerte für die Erhitzungskurve von Zink.
Gefahr fehlte. Wie zütreffend die angegebene Ursache des Unfalles ist, ergibt sich aus der Tatsache, daß bei einer nun
mehr erfolgten Rundfrage in Kokillengießereien nach einer Mindestwartezeit für eine Kokille von der Art der ausge
laufenen (140 mm Wandstärke, 6 t Gewicht) der Aufsichts
behörde Wartezeiten von 20 min bis 3 h genannt wurden.
Die Folge dieser sich widersprechenden Angaben war, daß
27. August 1936. K. Knehansu.N . Berndt: Die Erstarrungsdauer beim Guß von Blockformen. Stahl und Eisen. 971
die Aufsichtsbehörde mit dem Entschluß drohte, eine
„Sicherheitswartezeit“ von 5 h für diese Kokillenart all
gemein anzuordnen. Eine solche Anordnung müßte eine große Erschwerung des betrieblichen Arbeitens zur Folge haben, da sie bedeutet hätte, daß die Gießgrube mindestens
5 h nach dem Guß besetzt bliebe.
Um nun einerseits die Frage der Aufsichtsbehörde nach einer genügenden Min
destwartezeit eindeutig be
antworten zu können, um die bestehenden Erfahrungswerte nachzuprüfen, und um ander
seits dabei eine überängstliche Beurteilung der Angelegen
heit zu vermeiden, wurden
a j stets 150 mm über S c h l o ß t
von den Verfassern in der Gie-
pWe bzw. unterem m Wen ende
ßerei3 der Fried.-Krupp-A.-G.
Abbildung 2.
die nachstehend beschriebe-
Anordnung der Meßstellen. nen y ersuclledurchgeführt.
Zugrunde gelegt wurde die folgende Ueberlegung. Der Schmelzkurve eines reinen Metalls, wie sie für Zink in Abb. 1
Zahlentafel 1. U n te r s u c h te K o k ille n fo r m e n .
Nr. Kokillenart Gewicht
kg
Wandstärke im Fuß
mm
Wandstärke mm
1 65-cm-Kokille . . 5840 145 140
2 49-cm-Kokille . . 3250 128 122
3 32-cm-Kokille . . 1950 90 87
4 17-cm-Kokille . . 341 68 49
dem unteren Ende der Kokille; die anderen Elemente waren, entsprechend der Höhe der Kokille, verschieden hoch an
gebracht. Die Elemente steckten in Quarzröhrchen, die durch die Formkasten wand geführt und beim Auf- stampfen der Form bereits eingesetzt wurden. Das Einführen der Elemente erfolgte dann kurze Zeit vor dem Guß; sie wur
den mit einem Anzeigegerät verbunden.
Die Ablesung der Temperaturmeßwerte an den vier Meß
stellen jeder Kokille begann unmittelbar nach dem Gießen der Form und wurde genügend lange durchgeführt, um einen klaren Haltepunkt für die Erstarrung und den nachfolgenden schnellen Temperaturabfall der erstarrten Form zu verdeut
lichen. Um den Haltepunkt genau erfassen zu können, wurde zunächst alle Minuten abgelesen, nach Beginn des Halte
punktes nur noch in Abständen von 3 bis 5 min.
Abbildung 3 a. Abkühlungskurve der 65-cm-Form.
(Versuch vom 20. Februar 1935.)
Abbildung 3 b.
Abkühlungskurve der 65-cm-Form. (Versuch vom 22. Februar 1935.)
wiedergegeben ist, entnimmt man auf der Ordinate die
Temperaturhöhe des Schmelzpunktes, auf der Abszisse die Dauer des Schmelzvorganges, gemessen durch die Länge des in einer Geraden sich abbildenden Haltepunktes.
Ueberträgt man diese Verhältnisse auf die Erstarrung von Gußeisen, so müßte es auch möglich sein, durch thermische Ueberwachung des Erstarrungsvorganges an verschiedenen Stellen der Blockform zu ermitteln, wie die Erstarrung ver
läuft, welche Zeiten dafür anzusetzen sind und welche Unter
schiede sich bei der Erstarrung von Kokillenwand und Ko
killenfuß im besonderen ergeben.
Die Versuche beschränkten sich, wie schon angedeutet, auf sandgeformte Kokillen, da nur bei diesen die Spindel nach dem Guß gezogen wird, während bei den in Lehm ge
formten Kokillen eine andere Arbeitsweise üblich ist. Es wurden zunächst 65-cm-Kokillen untersucht, die in Ab
messung und Gewicht der ausgelaufenen Blockform beim Unfall ähnlich sind. Späterhin ergab sich die Notwendigkeit, auch bei unterschiedlichen Kokillenwandstärken Werte für die Erstarrungszeiten zu ermitteln. Die Untersuchung wurde entsprechend auf 49-cm-, 32-cm- und 17-cm-Kokillen aus
gedehnt. Die Wandstärken und die Gewichte der so unter
suchten Kokillenarten sind in Zahlentafel 1 wiedergegeben.
Die Versuchsanordnung war bei allen untersuchten For
men gleich und sah gemäß Abb. 2 je zwei gegenüberliegende Platin-Platinrhodium-Elemente im Fuß und an der dicksten Wandstärke, etwa in halber Höhe der Kokille, vor. Die Thermoelemente im Fuß befanden sich stets 150 mm über
Die so erhaltenen Zahlenwerte für die unterschiedlichen Meßstellen wurden sodann in die Zeit-Temperatur-Kurve für den Abkühlungsverlauf eingetragen, wodurch sich die in
Abb. 3 bis 6 gezeigten Kurvenbilder ergeben. Die Kurven77SO
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80 10 60 80 700 720Z eit in min Abbildung 4.
Abkühlungskurve der 49-cm-Form.
zeigen vom Gußbeginn an den Temperaturabfall des flüssi
gen Eisens, den Beginn und Verlauf der Erstarrung sowie den schnellen Temperaturabfall der Form nach Beendigung des Erstarrungsvorganges.
Den Zeit-Temperatur-Kurven entnimmt man mit hin
reichender Genauigkeit den Wert für die Erstarrungszeit,
wenn man vom Gußbeginn an bis zum Ende des in einer
Geraden sich darstellenden Erstarrungshaltepunktes den
972 Stahl und Eisen. Umschau. 56. Jahrg. Nr. 35.
Zeitraum möglichst genau festlegt. Zahlentafel 2 weist für die verschiedenen Meßstellen (Fuß und Mitte der Wand) und Kokillenformen die ermittelten Erstarrungszeiten nach.
Zahlentafel 2. E r s ta r r u n g s z e ite n .
N r.
M ittle re E rsta rru n g sze it M ittle re E rs ta rru n g sze it F u ß (E F )
m in W a n d (B W ) m in
N r. F u ß ( E F ) m in
W a n d (E W ) m in
1 a 111 111 3 39 55
1 b 100 109 4 10 25
2 79 79
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Abbildung 5. Abbildung 6.
Abkühlungskurve der 32-cm-Form. Abkühlungskurve der 17-cm-Form.
Der Vergleich der erhaltenen Werte zeigt, daß die Ab
kühlung des Kokillenfußes der Abkühlung in der Wand bald zeitlich vorauseilt. Dies wird besonders bei den dünnwandi
gen 17-crn-Kokillen deutlich, während bei größeren Wand
stärken die mittlere Erstarrungszeit in Wand und Fuß noch gleich^esetzt werden kann. Die Werte für die den einzelnen Formenarten zugehörigen Mindestwartezeiten selbst unter
scheiden sich je nach der Formgröße und Wandstärke be
trächtlich. Während die 65-cm-Formen frühestens nach rd. 2 h gezogen werden dürfen, genügt bei den 17-cm-Formen eine Wartezeit von 25 min.
Zur Ermittlung der geforderten „Mindestwartezeiten“ für verschiedene Formenarten wurde nun die Wandstärke der untersuchten Kokille als Ordinate und die gefundene mitt
lere Erstarrungszeit als Abszisse aufgetragen (A bi. 7). Da
mit erhält man eine Kurve, die mit genügender Genauigkeit die Ablesung eines Wartezeit-Richtwertes für jede Wand
stärke gestattet. Für den Gebrauch in der Praxis wäre zu den so gefundenen Werten vielleicht ein Sicherheitszuschlag angebracht, dessen Festsetzung den zuständigen Unfall
behörden im Einvernehmen mit der Betriebsleitung obliegt.
Abbildung 7. Abhängigkeit der Erstarrungszeit von der Wandstärke.
Z u sammen f a ssu ng.
Auf Grund von Versuchen wird über die Erstarrungsdauer bei verschiedenen Kokillenarten berichtet. Die Unter
suchung hatte die Aufgabe, dem Betrieb Klarheit über die notwendigen Mindestwartezeiten zu geben und der Gewerbe- Aufsichtsbehörde Unterlagen zur Beurteilung der Unfall
gefahr zu liefern.
Umschau.
Ladung
Brennen
Sanddichtung Untensatz Rohn fön
Thermoelement Haubenglühofen m it gasgefeuerten Strah l
heizrohren.
Abbrand und Wärmeverbrauch der beim Glühen von hoch
wertigen Feinblechen, Bandstahl, Draht usw. benutzten schweren Kisten oderTöpfe ist recht
hoch. Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man in Amerika Haubenglühöfen entwickelt, bei denen Strahlheizrohre aus hitze
beständigem Werkstoff als Heizkörper dienen; diese wurden zuerst senkrecht, später auch waagerecht und schräg angeordnet.
Nach Angaben von Lee W ils o n 1) sind inner
halb der beiden letzten Jahre 107 Glühhauben mit se n k re c h te n Strahlheiz
rohren in Betrieb gesetzt . worden, deren Grund- Rofireinsatz gedanken in Abb. 1 und 2
dargestellt sind.
An jeder Längsseite dermitleichtenfeuerfesten Steinen ausgemauerten rechteckigen Haube wer
den je nach ihrer Größe 6 bis 18, zusammenl2 bis 36, senkrechte Heizrohre so
In dem untern Schenkel eines jeden Heizrohres ist ein Brenner ein
gebaut, und die Abgase ziehen oben außerhalb der Haube ab. Die Wärme wird hauptsächlich von dem senkrechten Teil der Rohre in den Stapelraum unter der Haube gestrahlt.
Um die Ausnutzung der Wärme noch zu verbessern, werden in die Rohre Ketten von kreuzförmigen Einsatz- 11 •• —in stücken eingehängt, die den Strom derHeizgase zerwirbeln und zugleich durch die eigene hohe Temperatur Wärme auf Heizrohre abstrahlen.
Durch diesen Wärmestau und
Abb. 1. Haubenglühofen mit Strahlheizrohren.
angebracht, daß ihre Enden aus der Haubenwand herausragen.
>) Iron Age 136 (1935) Nr. 21, S. 26; Steel 97 (1935) Nr. 24.
die Verstellbarkeit von Gas
menge und Flammenlänge für jeden einzelnen Brenner ist es möglich, die Wärme über die Länge der Heizrohre so zu verteilen, daß sich trotz des größeren Wärmebedarfs im unteren Teil eine vollkommen gleichmäßige Durchwärmung des Stapels ergibt.
Die Brenner können ein
zeln in und außer Tätigkeit gesetzt werden, so daß es z. B. beim Glühen kürzerer Bleche möglich ist, durch Abschalten der äußersten Heizrohre ein Ueberhitzen der Blechecken zu vermeiden. Dies ist nur bei senkrechten Heiz
rohren möglich und geschieht nicht bloß zur Gasersparung sondern hat sich als unumgänglich nötig erwiesen, wn
27. August 1936. U mschau. Stahl und Eisen. 973
metallurgische Forderungen genau eingehalten werden müssen.
Ferner wird durch eine selbsttätige Drosselvorrichtung die Gas
zufuhr für alle Brenner gleichmäßig vermindert, wenn sich die Temperatur unter der Glühhaube der eingestellten Höchst
temperatur nähert. Dabei bleibt selbst ohne Nachregelung von Hand die Temperaturspanne zwischen oben und unten im Blech
stapel durch den ganzen Glühvorgang hindurch meist unter 10°
(Abb. 3).
Die neueste Vervollkommnung der Wilson-Oefen besteht in einer elektrischen Zündung, die die Zeit für die Inbetriebsetzung des Ofens weiter vermindert und die Gefahr eines Zerknalls praktisch ausschaltet. Ueber den auf dem Untersatz aufgebauten Blechstapel wird, um den Luftzutritt beim Abkühlen zu verhin-
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4 - °
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--- Abb. 2. Haubenglühofen m it Strahlheizrohren.dem, eine Schutzhaube gestülpt, die an ihrem untern R and in eine Sandtasse luftdicht eintaucht; darauf wird m it einem Kran die ausgemauerte Glühhaube aufgesetzt, die durch eine Sandtasse ebenfalls luftdicht m it dem Untersatz verbunden wird. Beim Blankglühen werden Schutzhaube und Glühhaube vor dem Ueber- stülpen mit Schutzgas ausgespült; außerdem wird beim Abkühlen in der üblichen Weise Schutzgas unter die Schutzhaube nach gespeist.
Zu jeder Heizhaube gehören 3 bis 4 Untersätze. Sobald die A uf
heizzeit für einen Stapel beendet ist, wird die Haube über den nächsten Blechstapel gesetzt, während der erste unter der Schutzhaube lang
sam abkühlt und der dritte Unter
satz mit neuem Glühgut beladen wird.
Die Heizrohre haben alle einen lichten Durchmesser von 100 mm und bestehen aus einer Chrom- Nickel-Legierung. Ausbildung und Einbau gewährleisten ausreichende Ausgleichsmöglichkeit für vorüber
gehende Formänderungen, wie auch
für etwaiges bleibendes Wachstum des Rohres. Durchbiegungen können wegen der kurzen Längen und der stehenden und hängen
den Anordnung selbst bei hohen Betriebstemperaturen kaum auftreten. Die Auswechselung etwa schadhaft gewordener Heiz
rohre ist' einfach.
Die Glühhauben werden in Breiten von 900 bis 2100 mm und für jede beliebige Länge ausgeführt, und zwar meist für Stapel
höhen von 1550 mm. Die inneren Schutzhauben bestehen aus hitzebeständigen Blechen von etwa 3 mm oder aus üblichen Blechen von etwa 5 mm Stärke.
Diese Haubenöfen werden verwendet für alle Glühaufgaben, die bisher durch Kistenglühöfen erfüllt wurden, besonders für das Blankglühen von Tiefzieh- und Kraftwagenblechen. Neuer
dings sind Glühöfen m it senkrechten Heizrohren auch schon für hochsilizierte Bleche angewendet worden, bei denen Glühtempe- raturen bis nahezu 1000° auftreten.
E. S c h m id t beschreibt1) einige Haubenglühöfen mit w a ag erech te n Strahlheizrohren aus hitzebeständigem Stahl
guß. Die Rohre können eine Temperatur von 900 bis 1000° aus- halten. Das Innere der Rohre wird durch eine besondere Brenner
bauart beheizt, die eine langsame Verbrennung ermöglicht, wodurch die Rohre geschont werden. Die waagerechten Rohre ergeben einen langen Heizweg, und ihr Widerstand gegen den Durchgang der Gase wird durch Abgasinjektoren am Rohraus- gang überwunden. Die Rohre liegen längs den Langseiten der
J) Gas 7 (1935) S. 296/99.
Haube auf Tragstützen aus hitzebeständigem Werkstoff und können sich dehnen. Die Verbrennungsgase werden von dem über jedem Brenner liegenden Abgasstutzen m it eingebautem Strahl
gebläse abgekühlt in ein Sammelrohr an jeder Ecke der Haube geblasen, wo sie ins Freie treten. Die Verbrennungsluft wird durch einen an der Haube befestigten Ventilator herangeschafft.
Der Haubenofen nach Abb. 4 zum Glühen von Tiefzieh
blechen besteht aus drei Teilen, dem Untersatz, der Haube und der inneren Einzelglocke. Den Untersatz bildet eine kräftige, isoliert ausgemauerte Platte m it ringsum an den Rändern ange
brachten Dichtungskanälen für Sand und Oel, in die die Schneiden 800
700 600
SS 500 m
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300 700
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Zeit in h
Abb. 3. Temperaturverlauf im oberen und unteren Teil eines Stapels beim Glühen von Blechen.
der Haube eintauchen. Die Platte hat ferner Rohre und A n
schlüsse für Schutzgas sowie Führungssäulen, um die Haube ge
nau senkrecht abheben oder aufsetzen zu können. Diese besteht aus einem kräftigen stählernen Rahmenwerk, das m it Blech abgedichtet und im Innern m it leichten feuerfesten Steinen aus
gekleidet wird; außerdem hat es oben eine Oese, in die der K ran
haken faßt, um die Haube zu befördern.
Abb. 4. Haubenofen zum Nachglühen Ton Feinblechen.
Die innere Einzelglocke aus einem dünnen, hitzebeständigen Blech wird vor Beginn des Glühens übergestülpt, unten dicht abgeschlossen und m it Schutzgas gefüllt, das auch während des Abkühlens bei abgenommener Haube durch die Glocke strömt, um blankgeglühte Bleche zu erhalten. Während des Glühens steht die beheizte Haube ebenfalls unter Schutzgas, wodurch die Blankglühung gefördert wird. Man kann deshalb sofort nach beendetem Glühen die Haube abnehmen und sie auf einen un geglühten Blechstapel setzen, der auf einem anderen Untersatz steht, wobei nur die Gasanschlüsse gelöst zu werden brauchen.
Für den Betrieb genügen für jeden Haubenofen drei Unter
sätze, die zusammen weniger Platz benötigen als ein gleich großer Kistenofen m it Aufstellplatz in der Glüherei für die Kisten.
Als Vorteile der Haubenöfen werden gegenüber Kistenöfen folgende bezeichnet: Geringere Beschaffungs- und Unterhaltungs
kosten bezogen auf die Tonnenleistung je Betriebsstunde; Ab
kürzung der W ärmzeit; bedeutende Gasersparnisse durch Weg
fall der Glühkistenunter- und -Oberteile, Isoliersteinausmauerung m it geringerer Speicherwärme und besserem Wärmeschutz, gute Dichtheit der Haube und deshalb keine Falschluftvorwärmung, vollkommene Verbrennung ohne Gas- und Luftüberschuß in den Rohren, niedrige Abgastemperatur.
Wegen weiterer Einzelheiten, besonders Angaben über Leistung, Glühdauer und Brennstoffverbrauch, sei auf die an
gegebenen Quellen hingewiesen. H . Fey.
cm3 GasJecf gefr. Holzkohle
974 Stahl und Eisen. Umschau. — Patentbericht. 56. Jahrg. Nr. 35.
Holzkohle und ihre Gewinnung.
I n Schweden wird für die Verhüttung der Eisenerze fast aus
schließlich Holzkohle verwendet, so daß der schwedische Eisen
hüttenmann ihrer Gewinnung und ihren Eigenschaften starke Beachtung schenkt. Wenn auch der deutsche Eisenhüttenmann unmittelbar nichts m it Holzkohle zu tun hat, so mag es für ihn doch aus verschiedenen Gründen von Wert sein, das Wichtigste über die Holzkohle zu wissen.
Nach H . B e r g s tr ö m 1) nim mt die Holzkohle F e u c h t ig k e it aus der L u f t auf, und zwar unter sonst gleichen Bedingungen um so mehr, je höher der relative Feuchtigkeitsgehalt der Luft ist.
Die Wasseraufnahme von trockener Kohle erfolgt zunächst rasch, dann immer langsamer, bis das Gleichgewicht erreicht ist.
Bei 650° erzeugte Holzkohle wies nach 240 h bei 20° in Luft m it 92% relativer Feuchtigkeit einen Wassergehalt von etwa 9 g je -100 g — auf getrocknete Kohle bezogen — auf (nach etwa 100 h bereits etwa 8 g je 100 g). Bei einer relativen Feuchtigkeit von 65% betrug der
Feuchtigkeits
gehalt nur etwa
5,5 g je 100 g.
Unter den klima
tischen Verhält
nissen Schwedens schwankt der
Feuchtigkeits
gehalt der Holz
kohle, wenn sie nur der Luft, aber nicht Niederschlä
gen ausgesetzt wird, zwischen 4 und 12 g je 100 g getrocknete Holz
kohle. Im ungün
stigsten Falle be
trägt also die aus der Luft aufge
nommene Feuch
tigkeit etwa 12 g je 100 g, die aber im Hochofenbe
trieb nicht störend wirkt. W ird Holz
kohle m it f lü s s i
gem W asser in Berührung gebracht, so nimmt sie ein Mehr
faches ihres Gewichtes auf. Bei 650° erzeugte Holzkohle nimmt etwa 300% Wasser auf, bezogen auf getrocknete Holzkohle. Dem Regen ausgesetzte Holzkohle kann also gegebenenfalls so viel Wasser aufnehmen, daß sie, wenn sie nicht getrocknet wird, für den Hochofen unbrauchbar wird.
1) Techn. Vortragstagung des Jernkontors am 29. Mai 1936.
Jernk. Ann. 120 (1936) S. 3/98.
Abb. 1. Menge und Zusammensetzung der beim Erhitzen von Holzkohle frei werdenden G-ase.
Holzkohle enthält mechanisch eingeschlossene G ase, und zwar um so mehr, je höher die Verkohlungstemperatur war. Einer Herstellungstemperatur von 450° entspricht eine Gasmenge von etwa 1,4 cm3 je cm3 Holzkohle, einer solchen von 700° eine Gas
menge von etwa 3 cm3 je cm3 Holzkohle. Aus Holzkohle ge
wonnene Aktivkohle hat eine Oberfläche von etwa 3000 m 3 je g.
Holzkohle nim m t S a u e r s to ff auf; ein Teil dieses aufgenom
menen Sauerstoffs vergast m it der Holzkohle zu Wasserdampf und Kohlensäure. Die Menge des aufgenommenen Sauerstoffs schwankt stark; der Größenordnung nach beträgt sie bis etwa 100 cm je g getrocknete Holzkohle. Durch diese Vorgänge ver
schlechtert sich Holzkohle durch Lagern; sie können zur Selbst
entzündung führen. '
Abb. 1 kennzeichnet Art und Menge der Gase, die aus Holz
kohle (Verkohlungstemperatur 400°) durch Erhitzen ausgetrieben werden. Die Z u s a m m e n s e tz u n g einer auf 1500° erhitzten Holzkohle, bezogen auf den aschefreien Zustand, ist: 99,5% C, 0,25% H 2, 0,25% 0 2 + N 2. Die Zusammensetzung der Holz
kohle ist abhängig von der Art des verwendeten Holzes und dem Herstellungsverfahren; als Wegweiser können folgende Angaben, bezogen auf feuchte Holzkohle, dienen: 75% C, 2 bis 3 % H 2, 5 bis 6% 0 2, 2 bis 3 % Asche, 10 bis 12% Feuchtigkeit. Der P h o s p h o r g e h a lt schwankt beträchtlich; er kann bis auf Spuren zurückgehen. Im Kernholz ist er höher als im Randholz. Für eine Holzkohlenasche wird der Gehalt an Phosphorsäure zu rd. 2 % aus der Kernzone und zu rd. 13% aus der Randzone bei einem Durchschnittsgehalt des Holzes von rd. 5 % P20 5 angegeben.
Im Durchschnitt nim m t also der Phosphorgehalt von Holz und damit von Holzkohle m it zunehmendem Alter des Baumes ab.
Der H e iz w e r t der obenerwähnten feuchten Holzkohle kann zu etwa 6500 kcal/kg angenommen werden, das Raum gewicht zu etwa 16,5 kg /hl, entsprechend etwa 14,5 kg/hl trocke
ner Holzkohle. Nachstehend ist die Zusammensetzung einer H o lz k o h le n a s c h e wiedergegeben, die auch nur als Anhalt die
nensoll1): 3% Fe20 3, 3 % MnO, 10% MgO, 15% CaO, 6% A120 3,
50% S i0 2, 1% P 20 5. Robert Dürrer.
Bewerbung um die Andrew-Carnegie-Stiftung.
Der frühere Präsident des englischen Iron and Steel Institute, Andrew Carnegie, hat dem Institu t eine Summe von 100 000 $ zu dem Zwecke übergeben, jährlich eine oder mehrere Beihilfen, deren Höhe dem Belieben des Vorstandes überlassen bleibt, an geeignete Bewerber ohne Rücksicht auf Geschlecht oder Nation zu verleihen. Die Bewerber dürfen das 35. Lebensjahr noch nicht erreicht haben und müssen sich unter Benutzung eines besonderen Vordruckes vor dem 30. September beim Sekretär des Instituts, London, S. W. 1, 28, Victoria Street, anmelden. Diese Stiftung soll Untersuchungen auf eisenhüttenmännischem oder verwandtem Gebiete ermöglichen. Die W ahl des Ortes, wo die Untersuchungen ausgeführt werden sollen (Universitäten, technische Lehranstalten oder Werke), wird nicht beschränkt. Die Stiftung wird im all
gemeinen für ein Jahr verliehen. Die Untersuchungsergebnisse sollen der Jahresversammlung des Iron and Steel Institute vorgelegt werden. Besonders wertvolle Arbeiten können mit der goldenen Andrew-Camegie-Denkmünze ausgezeichnet werden.
Deutsche Patentanmeldungen.
(Patentblatt Nr. 34 vom 20. August 1936.)
K l. 7 a, Gr. 16/01, T 44 185. Verfahren zum Auswalzen von Rohren aus hartem Metall auf einem Pilgerschrittwalzwerk. Tube Reducing Corporation, Stamford, Connecticut (V. St. A.).
K l. 10a, Gr. 5/01, K 136 498. Regenerativ-Koksofen. Hein
rich Köppers, G. m. b. H., Essen (Ruhr).
K l. 10a, Gr. 5/20, K 133 606. Heizmittelsteuervorrichtung für Koksöfen od. dgl. Heinrich Köppers, G. m. b. H., Essen (Ruhr).
Kl. 18 c, Gr. 9/03, A 74 966. Elektrisch beheizter, ringförmig gestalteter Drehherdofen zur Wärmebehandlung von Walzblöcken.
Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft, Berlin.
K l. 18d, Gr. 2/10, D 67 732. Chrom-Kobalt-Magnetstahl.
Deutsche Edelstahlwerke, A.-G., Krefeld.
Deutsche Gebrauchsmuster-Eintragungen.
(Patentblatt Nr. 34 vom 20. August 1936.)
K l. 18c, Nr. 1 382180. Herdschienenverbindung. Fried.
Krupp A.-G., Essen.
K l. 18c, Nr. 1 382 181. Bandförderofen m it geregelter Glüh- atmosphäre und gasdicht angeschlossenem Flüssigkeitskühlbehäl
ter. Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft, Berlin N W 40.
K l. 21h, Nr. 1 382 013. Elektrischer Glühofen. Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft, Berlin N W 40.
*) Vgl. Stahl u. Eisen 56 (1936) S. 553.
Patentbericht.
Deutsche Reichspatente.
Kl. 10 a, Gr. 1701,Nr. 629 369, vom 23. Dezember 1031; aus
gegeben am 4. Mai 1936. C a rl S t il l , G. m. b. H., in R e c k lin g hau se n . Verfahren zum Löschen von Koks mittels Abwassers.
Zuerst wird der Koks zum Abschrecken m it Frischwasser vorgelöscht, dann hauptsächlich m it geklärtem Abwasser der Nebenerzeugnisanlagen gelöscht und schließlich m it Frischwasser nachgelöscht.
Kl. 10 a, Gr. 190l, Nr. 629 517, vom 8. Dezember 1933; aus
gegeben am 5. Mai 1936. Dr. C. O tt o & C o m p ., G. m. b. H., in B o c h u m . Verfahren zum Betriebe einer Kammerofenanlage zur Erzeugung von Gas und Koks.
Waagerechte oder senkrechte in die Kammerfüllung ragende Rohre werden vorgesehen, die sowohl an eine Nebenvorlage zum Absaugen der im ersten Teil der Garungszeit entstehenden kohlen
wasserstoffreichen Gase als auch an eine Sammelleitung zum Einführen heißer Spülgase angeschlossen werden können. W äh
rend der Innenabsaugung der Destillationsgase wird jedes einzelne in die Kammerfüllung ragende Rohr m it einer Wechselzeit von z. B. einer Stunde abwechselnd an die Nebenvorlage zum Ab
saugen der Gase und an die Sammelleitung zum Einführen der Spülgase angeschlossen.
