Leiter des wirtschaftlichen Teiles
Generalsekretär * Dr, W. Bett nt er, Gesdiaitsfuhrer der Kordwestlichen Gruppe des Vereins deutscher Eisen* und Stahl-
industrieller. :
STAHL |
ZEITSCHRIFT
Leiter des technischen Teiles E r . O n g . Petersen,
Geschäftsführer des Vereins deutscher
Eisenhfittenleute.
FÜR DAS DEUTSCHE EISEIMHÜTTENWESEN.
N r. 1. 2. Januar 1919. 39. Jahrgang.
S chw er und dunkel liegt vor uns d ie Zukunft, U ngew ißh eit drückt d ie H erzen nieder:
A ufrecht bleibt und unerschüttert hält Treu in Süd und N o rd , in O s t und W est F est am R eich der Eisenhüttenm ann,
W as auch kom m e, stark w ie Stahl und Eisen.
Ueber die Blaubrüchigkeit und das Altern des Eisens.
V o n S)i}il.»3ng. F e t t w e i s , C h e fc h e m ik e r in B o c h u m .
I
j i e B la u b r ü c h ig k e it d es E is e n s i s t e in e in d e r T e c h n ik a llg e m e in b e k a n n t e E r s c h e in u n g . ' W o ld je d e r H e r s t e l l e r u n d V e r b r a u c h e r v o n E is e nu n d E is e n w a re n w ird es v e r m e id e n , se in M a te r ia l b ei B la u h itz e z u b e a r b e ite n ; u m g e k e h r t b e n u tz e n v iele d e n B ie g e v e rs u c h b ei d ie s e r T e m p e r a t u r a ls e m p fin d lic h e Q u a litä ts p r o b e . U e b e r d a s e ig e n tlic h e W esen d es B la u b r u c h e s u n d ü b e r d ie m i t ilu n z u s a m m e n h ä n g e n d e n E r s c h e in u n g e n h e r r s c h t je d o c h n o c h g ro ß e U n k la r h e it. D a s A l t e r n d es E is e n s v o lle n d s w ird t r o t z s e in e r W ic h tig k e it f ü r d ie T e c h n ik f a s t g a n z u n b e a c h te t g e la s s e n . S o w ird es v o n L e d e b u r in s e in e m H a n d b u c h d e r E is e n h ü t t e n k u n d e g a r n ic h t e r w ä h n t u n d n u r g a n z v e r e in z e lt in d e r p e rio d is c h e n L it e r a t u r . . I m fo lg e n d e n w ir d e in e z u sa m m e n fa s s e n d e D a r s te llu n g d e r B la u b ru c h e rs c h c i- n u n g e n g e g e b e n , u n d d e r in n e r e Z u s a m m e n h a n g z w isch en g e w isse n E ig e n s c h a f te n d es E is e n s a n H a n d e in e r b e s tim m te n T h e o rie d e s B la u b ru c h e s n a c h g e w e s e n w e rd e n . V o r a lle m s o ll d e r N a c h w e is v e r s u c h t werden-, d a ß d a s A l t e r n u n d d ie B la u b r ü c h ig k e it n u r v e rs c h ie d e n e E rs c h e in u n g s f o r m e n d e r n ä m lic h e n E ig e n s c h a f t d es E is e n s s in d , f e r n e r , d a ß d a s A l t e r n 'd i e . g le ic h e W ic h tig k e it f ü r d ie T e c h n ik w ie d e r B la u b r u c h b e s i tz t u n d a u s d ie s e m G r u n d e a u c h die g leic h e B e a c h tu n g v e r d ie n t. Z u r A u s f ü h r u n g d ies er A b s ic h t w e rd e n im fo lg e n d e n d ie b is h e rig e n A rb e ite n ü b e r d iesen G e g e n s ta n d u n t e r E r g ä n z u n g
d u r c h e in ig e e ig e n e V e rs u c h e z u s a m m e n g e s te llt u n d d e re n E r g e b n is s e e r ö r t e r t .
Z u e r s t s o ll d ie E r s c h e i n u n g d e s B l a u b r u c h e s b e s p ro c h e n w e rd e n . M a c h t m a n m it e in e r E is e n o d e r S ta h lp r o b e B ie g e v e rs u c h e b e i s te ig e n d e n T e m p e r a t u r e n , so b e m e r k t m a n , d a ß d a s V e r s u c h s s tü c k s ic h a n fa n g s u m so l e i c h te r b ie g e n u n d b is z u e in e m u m so g r ö ß e r e n B ie g e w in k e l z u s a m m e n s c h la g e n l ä ß t , j e h ö h e r d ie V e r s u c h s te m p e r a tu r is t. M an f in d e t so, d a ß m a n c h e E is e n - u n d S t a l d s o r t e n b ei 15 0 sc h o n d e u tlic h z ä h e r s in d a ls b e im G e f r ie r p u n k t u n d e r s t r e c h t a ls b e i n o c h tie f e r e n T e m p e r a tu r e n . E in e A u s
n a h m e b ild e n g e w isse m itG lir o m u n d N ic k e l le g ie r te S o n d e r s tä h le , d e r e n Z ä h ig k e it d u r c h n ie d rig e T e m p e r a t u r e n n u r w e n ig b e e in f lu ß t w ird .
V o n e in e r b e s tim m te n T e m p e r a t u r a n je d o c h , d ie b e i u n g e f ä h r 80 ® l ie g t , n i m m t d ie B ie g e fä h ig k e it f ü r a lle E is e n - u n d S t a h ls o r te n ( w e n ig s te n s f ü r a lle m a g n e tis c h e n ) a b , d a s M a te r ia l w ir d a ls o w ie d e r f e s t e r u n d g le ic h z e itig s p r ö d e r . D a d iese S p r ö d ig k e it i h r M a x im u m b e i 3 0 0 ° , d e r T e m p e r a tu r , b ei w e lc h e r e in e b la n k e E is c n flä c h e b la u a n lä u f t, e r r e i c h t , n e n n t m a n d ie E r s c h e in u n g B la u b r u c h .
D ie A n n a h m e lie g t n a t ü r l i c h n a h e , d a ß d ie s e r A b n a h m e d e r B ie g e f ä h ig k e it a u c h e in e A e n d e r u n g d e r a n d e r e n F e s tig k e its e ig e n s c h a f te n e n ts p r ic h t . I n d e r T a t z e ig t sic h a u c h b e im W a r m z e r r e iß v e r s u c h ein M a x im u m d e r B r u c h f e s tig k e it b e i u n g e f ä h r 300
l
2 Stahl und Eison. Ueber die Blaubrüchigkeit und das Allem dis Eisens. 39. Jahrg. Nr. 1.
V o n d e n z a h lr e ic h e n U n te r s u c h u n g e n ü b e r d ie s en G e g e n s ta n d se ien h ie r z u e r s t d ie j ü n g s t e n v o n R e i n h o l d e r w ä h n t 1), w e lc h e r f ü r v e rs c h ie d e n e E is e n s o r te n d ie W e r t e v o n B r u c h f e s tig k e it, D e h n u n g u n d Q u e r s c h n itts v e r m in d e r u n g b e i m it n o r m a le r G e s c h w in d ig k e it a u s g e fi'ih rte n Z e rre iß v e rs u c h e n f e s t s t e l l t e . A b b . 1 s t e l l t se in e E r g e b n is s e f ü r ein F lu ß
e is e n m i t 0 ,0 4 % C d a r .
R e iu h o ld f in d e t e in M in im u m in d e r F e s t i g k e i t b e i 7 5 0 m i t 3b = 4 0 ,8 k g /q m m (g e g e n ein 3b v o n 12,6 k g /q m m b e i 20 °) u n d e in M a x im u m v o n (33,0 k g / q m m b e i 2 8 5 ° . E n ts p r e c h e n d z e ig t d ie Q u e r s c h n itts v e r m in d e r u n g b e i u n g e f ä h r d e n s e lb e n T e m p e r a t u r e n e in M a x im u n i b z w . M in im u m . B e r e c h n e t m a n a u s d e n Q u e r s c h n itts v e r m in d e r u n g e n d ie m a x im a le n D e h n u n g e n , so f in d e t m a n f ü r 7 5 0 e in e s o lc h e v o n 382 % u n d f ü r 2 7 0 0 e in e v o n n u r 2 1 4 % . D ie m a x im a le D e h n u n g f ä l l t a ls o f a s t a u f d ie H ä l f te , w o ra u s s ic h a u c h d ie g r o ß e A b n a h m e d e r v o n i h r a b h ä n g ig e n B ie g e fä h ig k e it e r k l ä r t . I m
Zahlentafcl l 1). E in flu ß d er T e m p e ra tu r au f die Z u g fe s t ig k e it v on w eich em E lu ß eisen
(n a ch v. Bach).
Ver- suchs- tempe- ratur
Streckgrenze Zug
festig
keit Bruch
dehnung Qucr- Rchnitti-
ver- mlnde-
rang
Schau- Ilnte obere untere
ke/qcm kg/qcm kg/qcm % %
20 200 300 400
2649 2391 1373
2176 2105
3561 5140 4352 3200
28,4 18,9 34,8 38,2
69,3 55,1 63.7 64.6
Fig. 2 Fig. 3
I I 99
so
i «
V | m
t 70
¿'o/rfraAZ/on —
\ / 1
L. y \ L-'■H
/ / \ S 1
7
*■ -u1 k, <
m?
0
noo eoo joo too sm <xxr w so#r e m p e r c r f & r
Abbildung 1. Einfluß der Temperatur auf die Zug
festigkeit von weichem Elußeisen (nach Reinhold).
G e g e n s a tz z u r Q u e r s c h n itts v e r m in d e r u n g l i e g t d a s M in im u m d e r G e s a m td e h n u n g sc h o n b e i 130 °, d a s d e r g le ic h m ä ß ig e n D e h n u n g m u ß a ls o n o c h e tw a s f r ü h e r e in g e t r e t e n se in . D e r G r u n d
f ü r d ieses V e r h a lte n d e r D e h n u n g e n i s t a u s d e r A r b e it R e in h o ld s n i c h t e r s ic h t
lic h , e r e r g ib t s ic h a b e r s o f o r t, w e n n w ir d e n V e rla u f d e r S tr e c k g r e n z e n in A b h ä n g ig k e it v o n d e r T e m p e r a t u r b e t r a c h te n .
E s se ien h i e r e in ig e V e rs u c h e v o n v . B a c h 2) a n g e f ü h r t , z u d e n e n P r o b e s t ä b e a u s F lu ß e is e n b le e h b e n u t z t w o r d e n w a re n . ( Z a h le n ta f e l 1 u n d A b b . 2
u n d 3.) ■
D ie E r g e b n is s e v o n v . B a c h s in d f ü r Z u g f e s tig k e it, D e h n u n g u n d Q u e r- s c h n i tt s v e r m in d e n m g d ie g le ic h e n w ie b e i R e in h o ld . S ie z e ig e n a b e r f e r n e r , d a ß S tr e c k g r e n z e m it
s ic h tlic h i s t , im m e r u n d e u tlic h e r , so d a ß sie z u l e t z t b e i 400 0 n ic h t m e h r f e s t g e s t e l l t w e r d e n k a n n . D ie A n s ic h t L e d e b u r s 2), d a ß d a s E is e n b e i 300 b is 4 0 0 0 s p r ö d e s e i, w e il b e i d ie s e n T e m p e r a tu r e n „ d ie E la s t i z i t ä t s g r e n z e d e r F e s tig k e it n a h e g e r ü c k t “ se i, i s t a ls o fa ls c h . I m G e g e n te il, B r u c h g r e n z e u n d S tr e c k g r e n z e e n tf e r n e n sic h m i t s te ig e n d e r T e m p e r a t u r im m e r w e ite r v o n e in a n d e r u n d h ie r a u f b e r u h t a u c h d a s e b e n e r w ä h n te A n w a c h s e n d e r D e h n u n g v o n sc h o n 1 3 0 0 a n . A u f d ieses a b w e ic h e n d e V e r h a lte n d e r S tr e c k g r e n z e w e rd e n w ir s p ä t e r n o c h z u r ü c k k o m m e n , d a es e in e S t ü t z e f ü r d ie w e ite r u n t e n e n tw ic k e lte T h e o rie d e r B la u b r ü c h ig k e it b ild e t,
E n ts p r e c h e n d d e r K u r v e d e r B r u c h f e s tig k e ite n v e r lä u f t d ie je n ig e d e r K u g e ld r u c k h ä r te . S o fa n d R o b i n 3) b e i u n g e h ä r t e t e m K o h le n s to f f s ta h l ein M in im u m f ü r d ie s e E ig e n s c h a f t b e i 1 0 0 b is 1 5 0 ° u n d e in M a x im u m b e i u n g e f ä h r 2 5 0 ° .
N a c h d e n b is j e t z t m it g e te i lt e n E r g e b n is s e n h a t es d e n A n s c h e in , a ls ob d ie F e s tig k e its e ig e n s c h a f te n d e s E is e n s z w isc h e n 0 0 u n d R o t g l u t e in fa c h F u n k t io n e n d e r T e m
p e r a t u r s e ie n ,w ie es z u m B e is p ie l
Abbildung 2.
von weichem (nach die w a c h s e n d e r T e m p e r a t u r v o n
ZerreiQdiagramm Elußeisen bei 2 0 0
v. Bach).
Abbildung 3. Zerreißdiagramm von weichem Elußeisen bei 300°
(nach v. Bach).
v o r n h e re in s t a r k a b f ä l lt . G le ic h z e itig w ir d sie, w ie a u s d e n S p a n n u n g s - D e lm u n g s - S c h a u b ild e r n e r-
*) Dissertation 1916, Knapp, Halle.
J) C. v on B a ch : Elastizität und Festigkeit, 6. Aufl..
S. 149.
b e i d e r e le k tris c h e n L e itf ä h ig k e it u n d d e r D ic h te d e r F a l l i s t . E in e n ä h e r e B e tr a c h t u n g z e ig t jed o ch , d a ß h ie r v ie l v e r w ic k e lte r e V e r h ä ltn is s e v o rlie g en .
x) Aus B a c h : Elastizität und Festigkeit, 6. Aufl., S. 149.
2) Handbuch der Eisenhüttenkunde, 4. Aufl., S. 711.
a) Revue de Metallurgie 1908, Dez., S. 893.
2. Januar 1919. Ueber .die Blaubrüchigkeit und das Altem des Eisens. Stahl und Eisou. 3 D ies e r g ib t sic h s o f o r t, -wenn m a n W a r m z e r r e iß
v e rs u c h e m it v e rs c h ie d e n e n G e s c h w in d ig k e ite n a u s- f ü h r t . E s lie g e n h ie r ü b e r b e s o n d e rs U n te r s u c h u n g e n v o n A . L e C h a t e l i e r v o r, d e m w ir a u c h d ie w e i te r u n te n e n tw ic k e lte T h e o rie , w e lc h e ein e g u t e E r k lä r u n g d ie s e r E rs c h e in u n g e n g i b t, v e r d a n k e n 1).
I n A b b . 4 s in d e in ig e V e rs u c h e L e C h a te lie r s m i t v e rs c h ie d e n e n E is e n s o r te n f ü r V e rs u c h s g e s c h w in d ig k e ite n v o n 5 b is 6 m in u n d 50 b is 60 s e k D a u e r w ie d erg e g eb e n .
L e C h a te lie r f a n d f e r n e r , d a ß ein in 20 m in bei e in e r T e m p e r a tu r v o n 1 7 0 ° z e r r is s e n e r S t a b e in e Z u g fe s tig k e it v o n 4 7 k g /q m m b e i e in e r D e h n u n g v o n 10 % h a t t e . A ls je d o c h b e i d ie s e r T e m p e r a tu r d ie S tre c k g e s c h w in d ig k e it so g e s te ig e r t w u rd e , d a ß d ie V e rs u c h s d a u e r n u r 2 s e k b e tr u g , s a n k d ie F e s tig k e it a u f 27 k g /q m m , w ä h r e n d d ie D e h n u n g a u f 28 % s tie g . D a s a llg e m e in e E r g e b n is s e in e r U n te r s u c h u n g e n d r ü c k t L e C h a te lie r d a h in a u s ,
d a ß b ei g ro ß e n V e rsu c h s g e s c h w in d ig k e ite n d ie K u r v e n , w e lc h e d ie F e s tig k e its e ig e n s c h a fte n a ls F u n k tio n e n d e r T e m p e r a tu r d a r s te lle n , u n g e f ä h r k o n g r u e n t m i t d e n f ü r g e r in g e r e G e sc h w in d ig k e ite n g ü ltig e n s in d , d a ß a b e r bei s te ig e n d e r V e rs u c h s g e s c h w in d ig k e it die K u r v e n im S c h a u b ild n a c h d e r S e ite d e r s te ig e n d e n T e m p e r a tu r e n v e r sc h o b e n e rs c h e in e n .
N u n i s t a lle rd in g s b e i a lle n M e ta lle n d ie Z e it v o n m e r k b a r e m E in flu ß a u f d as E r g e b n is d e r Z e r r e iß v e r s u c h e . S c h o n b ei g e w ö h n lic h e r T e m p e r a t u r fin d e t m a n b ei lä n g e r e r V e r s u c h s d a u e r n ie d r ig e r e F e s tig k e ite n u n d g r ö ß e r e D e h n u n g e n a l s . b e i k ü r z e r e r , w a s sic h e in fa c h a u s d e r T h e o rie d e r in n e r e n R e ib u n g e r k lä r t. F ü r h ö h e re T e m p e r a t u r e n f a n d S t r i b e c k 2) im G e g e n s a tz
h ie rz u , d a ß b ei s e h r la n g e r V e r s u c h s d a u e r a u c h die D e h n u n g g le ic h z e itig m i t d e r F e s t i g k e i t a b n im m t.
H ie r h a n d e l t es sic h a b e r o ffe n b a r u m e in e g a n z a n d e r e E r s c h e in u n g , d e n n b e i d e n o b e n a n g e f ü h r te n V e rs u c h e n v o n A . L e C h a te lie r n a h m u n t e r h a lb e in e r g ew issen T e m p e r a tu r m i t w a c h s e n d e r V e rs u c h s g e sc h w in d ig k e it d ie F e s tig k e it b e d e u te n d a b , w ä h r e n d d ie D e h n u n g z u n a ln n .
E in e b e frie d ig e n d e E r k lä r u n g f ü r d ieses a b w e ich e n d e V e r h a lte n d e s E is e n s h a t A . L e C h a te lie r , w ie sc h o n o b e n a n g e d e u te t , v o r u n g e f ä h r d re iß ig J a h r e n g e g e b e n u n d in d e n o b e n g e n a n n t e n A r b e ite n n o c h m a ls e n tw ic k e lt.
D e r G e d a n k e n g a n g A . L e C h a te lie rs i s t fo lg e n d e r:
D u r c h K a ltr e c k e n , d a s ein e b le ib e n d e D e h n u n g v e r u r s a c h t, w ir d b e i E is e n u n d S t a h l v o n u n g e f ä h r 8 0 0
*) Mat.-Prüf.-Kongreß 1900; Baumaterialienkunde 1902, Heft 1/2, S. 15 ff; Revue de Métallurgie 1909, Aug., S. 914.
2) Mitteilungen über Forschungsarbeiten auf dem Gebiete des Ingenieurwesens, Heft 13 u. 31.
a n e in e ir r e v e r s ib le U m w a n d lu n g v e in g e le ite t, w e lch e b e s t r e b t i s t , d ie B r u c h f e s tig k e it z u e r h ö h e n , D e in ra n g u n d Z ä h ig k e it z u v e r m in d e r n . D ie s e U m w a n d lu n g h a t z u i h r e r v o lle n E n tw ic k lu n g , w ie; a lle U m w a n d lu n g e n , e in e g e w isse Z e it n ö t ig . J e h ö h e r d ie T e m p e r a t u r i s t , d e s to s c h n e lle r e r f o lg t sie. V o n 3 0 0 0 a n u n g e f ä h r e r le id e t d ie U m w a n d lu n g je d o c h e in e V e r m in d e r u n g i h r e r W ir k s a m k e it d u r c h d ie liie r e in s e tz e n d e A u s g lilh w irk u n g , d ie a u c h w ie d e ru m ein e g e w isse m i t s te ig e n d e r T e m p e r a t u r a b n e h m e n d e Z e it n ö t i g h a t , u m z u r v o lle n G e ltu n g z u g e la n g e n .
D ie F o lg e h ie rv o n i s t , d a ß b ei T e m p e r a t u r e n u n t e r 300 0 d e r S t a h l sic h a ls tu n so w e ic h e r u n d z ä h e r e r w e is t, je s c h n e lle r d e r V e rs u c h a u s g e f ü h r t w u rd e . E s h a t d a n n n ä m lic h d ie U m w a n d lu n g k e in e Z e it, v o lls tä n d ig e in z u t r e t e n . D a g e g e n t r i t t ü b e r 3 0 0 0 d ie U m w a n d lu n g s c h o n in ä u ß e r s t k u r z e r Z e it f a s t v o l ls tä n d i g ' e in , w ä h r e n d d a s A u s g lü h e n im
V e rg le ic h d a z u n o c h z ie m lic h la n g s a m e r fo lg t. J e s c h n e lle r a lso b e i T e m p e r a tu r e n ü b e r - 3 0 0 ° d e r V e r- s u c h .a u s g e f i ih r t w ird , d e s to m e h r t r i t t d ie W ir k u n g d es A u s g lü h e n s in d e n H in t e r g r u n d , u n d d e r S t a h l sc h e in t- f e s t e r u n d s p r ö d e r z u se in . D ie n o tw e n d ig e F o lg e h ie rv o n i s t , d a ß , w ie sc h o n o b e n a n g e f ü h r t , im T e m p e r a tu r - F e s tig k e its - S c h a u b ild e b e i w a c h s e n d e r V e rs u c h s g e s c h w in d ig k e it d ie K u r v e d e r B r u c h f e s tig k e ite n n a c h d e r S e ite d e r w a c h s e n d e n T e m p e r a t u r e n v e rs c h o b e n e r s c h e in t.
W o rin diese U m w a n d lu n g b e s t e h t , s o ll in d ie s e r A r b e it n i c h t w e i te r u n t e r s u c h t w e r d e n , a u c h s o ll d ie F r a g e offen g e la s s e n w e r d e n , o b es s ic h h ie r ü b e r h a u p t u m e in e T r a n s f o r m a tio n h a n d e l t , d ie m i t d e n b e k a n n te n a llo tr o p e n A e n d e ru n g e n d es E is e n s , v e r g le ic h b a r i s t . D a s W o r t U m w a n d lu n g w ir d h ie r d e r K ü r z e d e s A u s d ru c k e s w e g e n im m e r in d e m o b en a n g e g e b e n e n S in n e g e b r a u c h t w e rd e n .
A u c h d a s o b e n sc h o n e r w ä h n te a b w e ic h e n d e V e r h a lte n d e r S tr e c k g r e n z e s t e h t im E in k la n g m i t u n s e r e r T h e o rie . D a s n o c h u n v e r ä n d e r te E is e n w ird
r e / n ^ e r t Abbildung 4.
Einfluß von Tomperatur und Verauchsgeschwindigkeit auf dio Zug
festigkeit von Eisen und Stahl (nach A. Le, Chatelier).
4 Stalli und Eison. Ueber die Blaubrüchigkeit und das Altem des Eisens. 39. Jahrg. Nr. 1.
m i t w a c h s e n d e r T e m p e r a t u r im m e r w e n ig e r f e s t , w ie w ir es b e i d e n ä n d e r n M e ta lle n b e o b a c h te n k ö n n e n . E n ts p r e c h e n d m u ß a u c h d ie S t r e c k g r e n z e b e i u m so n ie d r ig e r e r B e la s tu n g g e fu n d e n w e r d e n , je h ö h e r d ie T e m p e r a t u r i s t . E i n G r u n d z u m E i n t r e t e n d e r U m w a n d lu n g l ie g t j a n i c h t v o r , w e il d a s E is e n u n t e r h a lb d e r S tr e c k g r e n z e n o c h k e in e m e r k lic h e D e h n u n g e r le id e t. E r s t n a c h B e g in n d e s S tr e c k e n s , v ie lle ic h t a u c h sc h o n n a c h U e b e r s c h r e ite n d e r E l a s t i z i t ä t s g r e n z e k a n n d ie U m w a n d lu n g e in t r e t e n u n d m a c h t s ic h d a n n s o f o r t d u r c h d a s U n d e u tlic h e r w e r d e n d e r S t r e c k g r e n z e b e m e r k b a r .
A u c h a lle im fo lg e n d e n z u b e s p r e c h e n d e n E r s c h e in u n g e n e r k lä r e n sic h le ic h t a u s d e r T h e o rie v o n L e C h a te lie r. E s w ir d s ic h n u r a ls n o tw e n d ig e r w e ise n , d ie v o n ih m a n g e g e b e n e n T e m p e r a tu r g r e n z e n b e d e u te n d h e r a b z u s e tz e n .
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Zahlentafel 2 1). E in flu ß v on T e m p e ra tu r und S c h la g g e s c h w in d ig k e it au f d ie K e r b z ä h ig k e it von w eich em E lu ß eisen (n a ch G u ille t u n d R e v illo n ).
Lebendige K raft des
Hammers 60 mkg 40 m k j 20 mkg
Tempe
ratur m kg:/qcm Tempe
ratur mkg/qcm Tempe
ratur mkg/qcm
20 6 20 6 ■ 20 6
86 13,5 105 12 100 .11
240 14 177 12 184 11
305 12,5 240 11,5 240 10
347 11 299 9,5 264 9,5
392 9 311 8.5 329 8
458 6 385 7.5 376 7
475 ■ 5,5 458 6- 409 6
508 6 485 5.6 425 5.5
535 7 502 6,5 480 5
546 8 - 535 7 535 5.5
558 32 569 18 574 6.5
625 •26 630 27. 625 > 2 0
soo Abbildung 5.
Einfluß von Temperatur und Sehlaggeschwindig
keit auf die Kerbzähigkeit von weichem Fluß- eisen (nach Guillet und Revillon).
E in e M a te r ia lp r ü f u n g s m e th o d e , d ie b e d e u te n d w e n ig e r Z e it a ls d ie s c h n e lls te n Z e rre iß v e rs u c h e e r f o r d e r t , i s t d ie K e r b s c h la g p r o b e . N a c h u n s e r e r T h e o rie m u ß d a h e r d ie d u r c h d iese P r o b e f e s t g e s te ll t e K e r b z ä h ig k e it in a n d e r e r W e ise v o n d e r T e m p e r a tu r a b h ä n g e n a ls d ie d u r c h d e n g e w ö h n lic h e n Z e r r e iß v e r s u c h a n g e z e ig te n F e s tig k e its e ig e n s c h a f te n , in d e m e in d e m M a x im u m d e r Z u g f e s tig k e it e n ts p r e c h e n d e s M in im u m d e r K e r b z ä h ig k e it e r s t b e i h ö h e r e n T e m p e r a t u r e n a u f t r e t e n d a rf. D a s E x p e r im e n t b e w e is t d ie R ic h tig k e it d ie s e r A n n a h m e .
G o e r e n s u n d H e r t e l 1) u n t e r s u c h t e n e in g e w ö h n lic h e s H a n d e ls flu ß e is e n , d e s s e n K e r b z ä h ig k e it sie n a c h d e m C h a rp v s c h e n V e r f a h r e n • f ü r v e r s c h ie d e n e T e m p e r a tu r e n f e s t s t e l l te n . S ie f a n d e n z w ei d e u tlic h a u s g e p r ä g te M a x im a b e i im g e f ä h r 3 5 0 u n d 6 0 0 0 , so w ie e in M in im u m b ei e tw a 4 5 0 °. D a ß d ie a u s g e z e ic h n e te n P u n k t e i h r e r K u r v e n m it d e n e n , d ie f ü r d ie B r a c h f e s tig k e it e r m i t t e l t w u r d e n , n ic h t b e z ü g lic h d e r T e m p e r a tu r z u s a m m e n fa lle n w ü r d e n , w a r v o n v o r n h e re in z u e r w a r te n , d a d ie K e r b z ä h ig k e it in g a n z a n d e r e r
*) Zeitschr. f. anorg. Chemie 1913, Bd. 81, S. 130;
St. u. E. 1913, 11. Dezi, S. 2076. ' l "
W eise v o n d e n M a te r ia le ig e n s c h a f te n a b h ä n g ig i s t a ls d ie Z e r r e iß f e s tig k e it. E s i s t a b e r e in e a u f d e n e r s t e n B lic k h ö c h s t a u ffä llig e T a ts a c h e , d a ß d a s M in im u m d e r K e r b z ä h ig k e it b e i e in e r T e m p e r a t u r l ie g t , b e i d e r v o n S p r ö d ig k e it in fo lg e B la u b r u c h s k e in e B e d e m e h r se in k a n n , u n d d a ß u m g e k e h r t b e i d e r B l a u b r u c h t e m p e r a t u r d a s E is e n e in e g r ö ß e r e K e r b z ä h ig k e it b e s i t z t a ls b e i Z im m e r te m p e r a tu r . D ie A . L e C h a te lie rs c h e T h e o rie e r k l ä r t a b e r d iese T a ts a c h e n in e in fa c h e r W eise a u s d e m E in flu ß d e r V e rs u c h s z e ite n ,
Z u ä h n lic h e n R e s u l ta t e n , w ie G o e re n s u n d H e r t e l s in d a u c h a n d e r e F o r s c h e r g e k o m m e n , so R e i n h o l d (in s e in e r sc h o n e r w ä h n t e n A r b e it) u n d G u i l l e t u n d R e v i l l o n 2), D ie h a u p ts ä c h lic h s te n A b w e ic h u n g e n b e s te h e n d a r in , d a ß sie f ü r d ie L a g e d e s e r s te n M a x im u m s a n d e r e T e m p e r a tu r e n fin d e n . I n b e z u g a u f d ie L a g e d e s M in im u m s h e r r s c h t g u t e U e b e re in - s tim m u n g . B e s o n d e rs G u ille t u n d R é v illo n , d ie m it v e rs c h ie d e n e n S t a h ls o r te n u n d v e r s c h ie d e n e n V e r
s u c h s g e s c h w in d ig k e ite n a r b e i te t e n , le g e n a u f die K o n s ta iiz d e r f ü r d a s M in im u m g e f u n d e n e n T e m p e r a t u r , f ü r w e lc h e sie 4 8 0 0 a n g e b e n , g ro ß e s G e w ic h t.
S ie g la u b e n n ä m lic h , a u s d e rs e lb e n d e n S c h lu ß z ie h e n z u m ü s s e n , d a ß d ie h ie r v e r t r e t e n e T h e o rie v o n L e G h a te lie r f a ls c h sei. U n s e re s E r a c h te n s a b e r m i t U n r e c h t. D ie v o n d e n g e n a n n t e n F o r s c h e r n a n g e w e n d e te n G e s c h w in d ig k e ite n u n te r s c h e id e n sich v o n e in a n d e r n u r im V e r h ä ltn is 1 : 1 ,225 : 1,75.
D ie s e n ts p r ic h t a b e r e in e in U n te r s c h ie d in d e r V e r
s u c h s d a u e r v o n e in e m v e r s c h w in d e n d k le in e n B r u c h t e i l e in e r S e k u n d e , d e r g a r n ic h t g r o ß g e n u g s e in w ird , d ie L a g e d e s M in im u m s m e r k lic h z u b e ein flu sse n . D a z u m ü ß t e m a n d ie H a m m e r g e s c h w in d ig k e it so v e r la n g s a m e n k ö n n e n , d a ß z u m B r e c h e n d e r P r o b e s t ä b e s t a t t H u n d e r t s t e l o d e r T a u s e n d s te l v o n S e
k u n d e n Z e h n te l- , h a lb e o d e r g a n ze " S e k u n d e n g e b r a u c h t w ü r d e n . A u ß e r d e m g e n ü g e n d ie Wenigen 1) Aus Revue de Métallurgie 1909, Aug., S. 918.
2) Revue de Métallurgie 1909, Jan., S. 94, Aug., 918.
2. Jauuar 1919. Ueber die Blaubrüchigkeit und das Altem des Eisens. Stahl und Eisen. 5 Zahlentafel 3. E in flu ß der B e a r b e itu n g s te m p e r a tu r a u f d ie Z u g fe s t ig k e it v o n w eich em
E lu ß eisen naoh K loin).
Proben warm
gerichtet K a lt bearbeitet Hellgelb angelassen and
bearbeitet
Blau angelaasen und
bearbeitet
In der Blau
wärme zer
rissen OB
kg/qcm 8 kg/qcm
<JB kg/qcm
0
kg/qcm kg/qcm 8 kp/qcm
<XB kg/qcm
8
kg/qcm kg/qcm 8 kg/qcm Schweißeisen-Feucrblech S. I
Schweißeisen-Mantelblech S. III . Basisches S.-M.-Flußeisenblecli A
B
., C
D
37.5 35,1 46.0 34.5 37.3 36.0
25.0 24.6 25.0 29.0 31.0 32.0
38.5 39,3 46.6 36,5 39.0 37.1
21.5 24.0 24.0 29.0 31.0 27.5
44.0 40,9 51,5 43.0 46,2 43,8
12.5 S.O 10.5 16,0 14.5 17,0
42.9 41.0 52.1 41.1 46.1 41,6
10,5 11.0 9,0 17.0 17.0 15.0
44.8 42,0 50.8 42,5 46,7 46.3
17.0 16.0 17.0 23.5 25.5 26.0
P u n k t e , d ie sie v o n ih r e n z u m T e il r e c h t flac h v e r la u fe n d e n K u r v e n f e s t s t e l l te n , g a r n i c h t , u m d ie g e n a u e L a g e d e r M in im a a u s fin d ig z u m a c h e n , w ie ein B lic k a u f ih re V e r s u c h s r e s u lta te z e ig t ( Z a h le n ta f e l 2, A b b . 5).
G u ille t u n d R é v illo n m ö g e n m i t i h r e r B e h a u p tu n g v o n d e r K o n s ta n z d es M in im u m s in s o fe rn r e c h t h a b e n , in d e m f ü r d a s E i n t r e t e n d e r U m w a n d lu n g ein e o b e re G re n z e in d e r N ä h e v o n 5 0 0 0 b e s te h e n w ird , w o f ü r v e rs c h ie d e n e A n z e ic h e n s p re c h e n .
D ie b e id e n g e n a n n te n F o r s c h e r h e b e n in i h r e r e r s te n A r b e it e b e n fa lls h e r v o r , d a ß d ie v o n ih n e n f ü r d ie v e rs c h ie d e n e n T e m p e r a tu r e n g e fu n d e n e n K e rb z ä h ig k e ite n k e in e E r k l ä r u n g , f ü r d ie E r s c h e i
n u n g d e s B la u b ru c h e s g e b e n u n d f ü h r e n e in e M e in u n g v o n H e n r y l e C h a t e l i e r a n , n a c h d e r d a s E is e n bei d iesen T e m p e r a tu r e n v ie lle ic h t ein e g e r in g e r e W id e r s ta n d s f ä h ig k e it g e g e n w ie d e r h o lte S c h lä g e h a b e n k ö n n te a ls g e g e n e in e n e in z ig e n S c h la g . E in so lc h e s V e r h a lte n des E is e n s m u ß n a c h u n s e r e r T h e o rie t a ts ä c h lic h b e s te h e n . D e r e r s te S c h la g t r i f f t d a s n o c h u n v e r ä n d e r te , b e i 3 0 0 ° s e h r z ä h e E is e n , w elch es e r n u r b ie g e n , a b e r liie h t b r e c h e n k a n n . I n d e r Z w is c h e n z e it b is z u m z w e ite n S c h la g h a t d a s se lb e a b e r Z e it g e n u g f ü r d ie U m w a n d lu n g , es w ird in fo lg e d e s se n s p r ö d e u n d i s t d a n n l e i c h t z u z e r sc h la g e n .
W ir k o m m e n j e t z t z u e in e r z w e ite n G r u p p e v o n T a ts a c h e n , d ie m i t d e r B la u b r ü c h ig k e it d e s E is e n s Zusammenhängen. B e i d e n b is j e t z t b e s p ro c h e n e n V e rs u c h e n w u r d e n d ie E ig e n s c h a f te n d e s v o r h e r - k e in e r K a ltb e a r b e itu n g u n te r w o rf e n g e w e s e n e n E is e n s bei v e rs c h ie d e n e n , T e m p e r a tu r e n f e s t g e s te ll t . E s so llen j e t z t V e rs u c h e b e s p ro c h e n w e r d e n , b e i d e n e n d a s E is e n b ei v e rs c h ie d e n e n T e m p e r a tu r e n g e r e c k t, d a n n a b e r e r s t n a c h d e m A b k ü h le n a u f Z im m e r
t e m p e r a t u r g e p r ü f t w u rd e . B ei d ies e n E x p e r im e n te n f ä l l t also d ie R e c k te m p e r a ^ u r n i c h t m e h r m i t d e r P r ü f t e m p e r a t u r z u s a m m e n . A u c h h ie r la s s e n sic h d ie V e rsu c h s e rg e b n is s e a u s-u n s e r e r T h e o rie Voraus
sa g e n . E n ts p r ic h t n ä m lic h d ie Z e itd a u e r , d ie d a s P r o b e m a te r ia l n a c h E i n t r i t t d es R e c k e n s a u f T e m p e r a t u r b l e i b t , d e rje n ig e n , .die j ü r d e n W a r m z e r r e iß n o d e r B ie g e v e rs u c h e r fo r d e r lic h i s t , so w ir d auch die U m w a n d lu n g in u n g e f ä h r d e m s e lb e n M a ß e w ie b e i diesen e rfo lg e n . D a d ie U m w a n d lu n g a b e r i r r e v e rs ib e l se ih s o ll, m ü s s e n d ie i h r e n ts p r e c h e n d e n
Zahlentafel 4’ ). E in flu ß d er fee a rb e itu n g ste m p o - ra tu r au f dio K e r b z ä h ig k e it v o n E isen und
S ta h l (n a ch Char.py).
Temperatur während der
Biegung
Spezifische Schlagsrbctt ln ■»kg/qcm Flußelaensorten Jíick elstahl
ohne Biegung '44.5 40,0 43.5 26,9 36.0 29,1
15 0 . . . . 38,2 23,9 25,4 1.5 34 3 20.4
150° . . . — — — — 35,3 20.4
200» . . . . 40,4 20,6 12 2 0.5 33,8 17.8
250° . . . . 39,4 17.0 4.8 0.5 30,5 15.1
300 o. . . . . 40,4 19,4 6,2 0.5 31.5 18,5
400° . . . . 41,5 25.2 10.9 0,5 35,3 28,5
E ig e n s c h a f ts ä n d e r u n g e n a u c h n a c h d e r A b k ü h lu n g a u f Z im m e r te m p e r a tu r b e s te h e n b le ib e n u n d die g le ic h e A b h ä n g ig k e it v o n der- T e m p e r a t u r w ie b e im W a r m z e r r e iß v e r s u c h z e ig e n . U n te r s c h ie d e m ü s s e n sic h e rg e b e n im Z e rre iß v e rs u c h b e i d e r S tr e c k g r e n z e u n d f e r n e r b e i d e r K e r b z ä h ig k e it, d a d a s M a te r ia l j a sc h o n v o r F e s ts te llu n g d ie s e r E ig e n s c h a f te n die U m w a n d lu n g e r l i t t e n h a t.
D ie n a c h d e m B e a r b e ite n b e i B la u b r u c h w ä r m e a u c h n a c h d e m E r k a l t e n z u r ü c k b le ib e n d e S p r ö d ig k e it i s t d ie je n ig e E ig e n tü m lic h k e it d e s B la u b ru c h e s , d ie in d e r P r a x is a m m e is te n g e f ü r c h t e t w ird u n d die d e s h a lb a u c h e in e g a n z e R e ih e v o ii1 A r b e ite n a u s d e m p r a k tis c h e n B e tr ie b e h e r a u s v e r a n l a ß t h a t 2). D a d ies e V e rs u c h e je d o c h m e is t in ¡m ö g lich st e h g e r A n le h n u n g a n B e tr ie b s v e r h ä ltn is s e a u s g e f ü h r t w u rd e n , lie g e n h ie r k e in e s o v o lls tä n d ig e n V e rs u c h s re ih e n u n d v o r a lle m k e in e so g e n a u e n T e m p e r a tu r a n g a b e n v o r w ie b e i d e n e b e n b e s p ro c h e n e n A r b e ite n . D ie E r g e b n is s e g e n ü g e n a b e r v o lls tä n d ig , u m d e n E in flu ß d e s R e c k e n s b ei v e r s c h ie d e n e n T e m p e r a tu r e n a u f d ie E ig e n s c h a f te n des e r k a l te t e n M a te r ia ls e r
k e n n e n z u la s se n .
Z e rre iß v e rs u c h e m it in d e r a n g e g e b e n e n W eise b e h a n d e lte m M a te r ia l h a t z . B . K l e i n 8) a u s g e f ü h r t.
A ls V e r s u c h s m a te r ia l d ie n te n ih m K e s s e lb le c h s tre i
f e n , d ie b e i d e n u n t e n a n g e g e b e n e n T e m p e r a tu r e n i n t e r n e r G u ß e is e n fo rm m i t e in e m H a lb m e s s e r v o n 5 0 0 m m je e in m a l n a c h b e id e n S e ite n d u rc h g e b ö g e n u n d d a iin w ie d e r g e r a d e g e r ic h te t w u rd e n . D ie R e -
*j Aus Stahl und Eisen 191-4. 14. Mai, S. 845.
2) Z .H . A. K u r z w e rn h a r t: St. u. E. 1896, 1, Nov., S, 849/57. Zeitschrift für Dampfkessel und Maschinen
betrieb 1913. S. 479; K le in : St. u. E. 1914, S. 136.
3) St. u. E. 1914. 22. Jan., S. 136/8.
ü Stahl und Eisen. Uebcr die Blaubrüchigkeit und das Altem des Eisens, 39. Jahrg. Nr. 1.
Zahlentafel 5. E in flu ß d er A n la ß to m p e ra tu r au f d ie Z u g fe s t ig k e it v o n k a ltg e z o g e n e m N ick e ls ta h l.
Gluhtemperatur Streckgrenze kg/qcm
Zugfestig
keit kg/qom
Dehnung In %
{ _
95,7 7,1— i — ■95,0 7,1
100 — 95,7 6,6
151 — 97,0 6,6
201 — 101,4 6,5
224 -T- 103,4 5,8
248 — 105,2 4,9
261 --- 105,4 4,8
27S --- 105,6 5,5
299 --- 105,3 5.7
351 99,6 99,6 ’ 9,0
3S4 | 95,9 95,9 10,2
96,5 96,5 9,4
435 -89,8 91,4 12,8
453 87,9 90,1 11,1
489 | 83,9 87,2 12,5
83,7 87.2 14,S
534 80.0 S3,0 13,5
543 78,0 82,4 13,8
546 77,2 81,2 16,0
560 73,6 79,5 ' 16,6
568 69,3 76,5 18,2
583 | 57.7 68,8 20,3
57,3 68,4 21,1
633 / 44.2 64.8 23,1
44,5 63,2 24,0
660 53,1 90,4 17.1
s u l t a t e K le in s s in d z u in T e il in Z a h le n ta f e l 3 e n t h a lte n .
M a n e r k e n n t d e u tlic h , w ie d a s B e a r b e ite n b e i g e lb e r u n d b la u e r A n la ß f a r b e d ie Z u g f e s tig k e it im G e g e n s a tz z u e in e m B e a r b e ite n b e i Z im m e r te m p e r a t u r s t e ig e r t u n d v o r a lle m , w ie u n g ü n s t i g es d ie D e h n u n g b e e in flu ß t. G le ic h z e itig g e h t a u s d ie s e n V e rs u c h e n h e r v o r , d a ß d a s in d e r a n g e g e b e n e n W eise b e h a n d e lte M a te r ia l sic h n a c h d e m E r k a l t e n n o c h v ie l u n g ü n s tig e r v e r h ä l t, a ls w e n n es so g le ic h in B la u h itz e z e r r is s e n w ird .
V o n h ie r h e r g e h ö r e n d e n K e r b s c h la g v e r s u c lie n s e ie n n u r d ie je n ig e n v o n C h a r p y 1) ( Z a h le n ta f e l 4) m i t F lu ß e is e n u n d 'N ic k e lsfa h l a n g e f ü h r t .
D ie P r o b e n w u rd e n a u f d ie W e is e g e r e c k t, d a ß sie b e i v e rs c h ie d e n e n H it z e g r a d e n b e i e in e r A u f
la g e r e n tf e r n u n g v o n 1 2 0 m m n m 20 m m d u re h g e b o g e n u n d d a n n w ie d e r g e r a d e g e r ic h te t -w urden. W ie z u e r w a r t e n w a r , z e ig t sic h j e t z t e in M in im u m d e r K e r b z ä h ig k e it b e i e in e r B e a r b e it u n g s t e m p e r a t u r v o n 2 5 0 b is 3 0 0 °, im G e g e n s a tz z u d e n K e r b s c h la g v e r - s u c h e n in d e r W ä r m e , d ie e in M in im u m z w is c h e n 400 u n d 5 0 0 0 a u fw e ise n . * B e m e r k e n s w e r t s in d d ie g r o ß e n U n te r s c h ie d e , d ie d ie v e rs c h ie d e n e n E is e n s o r te n in d e r E m p f in d lic h k e it g e g e n B e a r b e itu n g b e i d e n in B e tr a c h t k o m m e n d e n T e m p e r a tu r e n z e ig e n , U n t e r s c h ie d e , d e r e n n o c h u n b e k a n n t e U r s a c h e n a u f z u k l ä r e n v o n g r o ß e r p r a k ti s c h e r B e d e u tu n g w ä r e .
E in e r v o n d e n b is h e r e r w ä h n te n g a n z a b w e ic h e n d e n U n te r s u c h u n g s m e th o d e b e d ie n te sic h P r e u ß 2), 1) Genio civil 1914. 14. Febr., S. 316; St. u. E. 1914, 14. Mai, S. 845.
2) St. u. E. 1914, 13. Aug., S. 1370/4
u m „ d ie S p r ö d ig k e it v o n F lu ß e is e n in fo lg e B e a r b e i
t u n g in d e r B la u w ä r m e “ n a c h z u w e is e n . E r f ü h r t e n ä m lic h z u d ie s e m Z w e c k e D a u e r s c h la g v e r s u c h e m it e in e m K r u p p s c h e n D a u e r s c h la g w e rk a u s. D ie E r g e b n is se , z u d e n e n e r g e la n g t e , e n ts p r e c h e n d e n o b e n a n g e f ü h r te n v o n C h a rp y u n d K le in .
Abbildung 6,
Einfluß der Anlaßtomperatur auf die Zugfestig
keit von kaltgezogenem Nickelstahl.
W e ite r s o ll h ie r a u f d e n E in flu ß d e r B e a r b e itu n g in d e r B la u h itz e n ic h t e in g e g a n g e n w e rd e n . E s w ird n ä m lic h in fo lg e n d e m g e z e ig t w e r d e n , d a ß d ie T e m p e r a t u r , b e i w e lc h e r d ie B e a r b e itu n g e r fo lg te , n ic h t v o n d e r a u s s c h la g g e b e n d e n B e d e u tu n g i s t , d ie m a u i h r g e w ö h n lic h z u s c h re ib t.
T e m p e r a t u r Abbildung 7.
Zerreißdiagramm von verschieden hoch angelasse
nem, kaltgezogenem Nickelstahl.
E s g e n ü g t n ä m lic h , tu n S p r ö d ig k e it u n d Z u
n e h m e n d e r B r a c h f e s tig k e it z u e r z e u g e n , d a s in d e r K ä l t e g e r e c k te E is e n n a c h t r ä g l i c h a u f 200 b is 3 0 0 0 z u e r h itz e n u n d w ie d e r k a l t w e rd e n z u la s s e n . A u ch d ieses V e r h a lte n d e s E is e n s , d a s e r s t in d e n l e t z t e n J a h r e n d ie s e in e r W ic h tig k e it e n ts p r e c h e n d e B e a c h tu n g z u fin d e n s c h e in t, s t e h t im E in k la n g m it u n s e r e r T h e o rie . A lle F e s tig k e its e ig e n s c h a f te n m ü sse n d ie g le ic h e A b h ä n g ig k e it v o n d e r T e m p e r a t u r wie b e i d e r v o r h in b e s c h rie b e n e n G ru p p e v o n E rs c h e i
2. Januar 1919. Die Berechnung der Verbrennungs- oder Ocneratorgasmenge. Stahl und Eisen. 7
n u n g e n zeig en . D ie h ie r h in g e h ö r e n d e n T a ts a c h e n so lle n im fo lg e n d e n a ls d r i t t e G ru p p e d e r B la u b r u c h e rsc h e in u n g e n b e s p ro c h e n w e rd e n .
Z u e r s t seien d ie E r g e b n is s e e in ig e r e ig e n e n Z e r
re iß v e rs u c h e a n g e g e b e n , z u w e lc h e n ^ N ic k e ls ta h l m i t 0 ,1 0 % C, 0 ,9 3 % M n , 5 ,0 4 % N i b e n u t z t w u rd e , d e r k a l t v o n 1 0 m m D u r c h m e s s e r a u f 8 m m g e z o g e n w o rd e n w a r ( Z a h le n ta f e l 5 , A b b . 6 ), a lso e in e n B e : a r b e itu n g s g r a d v o n 36 % e r f a h r e n h a t t e . E r w u rd e g leic h n a c h d e m Z ie h en y2 s t a u f d ie a n g e g e b e n e n T e m p e r a tu r e n e r h i t z t , in W a s s e r a b g e s c lir e c k t u n d z erris s e n .
B ei 2 8 0 0 t r i t t a u c h h ie r d a s b e k a n n te M a x im u m in d e r Z u g fe s tig k e it a u f, d e m e in M in im u m in d e r
D e h n u n g b ei u n g e f ä h r d e r n ä m lic h e n T e m p e r a tu r e n ts p r ic h t. V o n 5 2 0 0 a n f ä l l t d ie Z u g f e s tig k e it s c h n e lle r a b u n d d ie M a te r ia le ig e n s c h a f te n n ä h e r n sic h r a s c h d e n je n ig e n d e s n ic h tg e z o g e n e n S ta h le s . D ie E r h it z u n g a u f 1 0 0 0 i s t b e i d ie s e n V e rs u c h e n o h n e E in flu ß a u f d ie F e s tig k e its e ig e n s c h a f te n g e b lie b e n . E s l ie g t d a s w a h rs c h e in lic h d a r a n , d a ß d e r h a r t e S t a h l sic h sc h o n w ä h r e n d d es Z ie h en s so h o c h e r h i t z t h a t . A u s d e n in A b b . 7 d a r g e s t e ll t e n S p a n - n u n g s - D e h n u n g s - S c h a u b ild e r n l ä ß t sic h d a s V e r
h a lt e n d e s M a te r ia ls im Z e r r e iß v e r s u c h , b e s o n d e rs d ie a llm ä h lic h e H e r a u s b ild u n g d e r n e u e n S t r e c k g re n z e , d e u tlic h e rk e n n e n .
(Sohluß folgt.)
Die Berechnung der Verbrennungs- oder Generatorgasmenge aus deren Analyse und aus dem Heizwerte der Kohle.
V o n P r o fe s s o r I n g e n ie u r F r a n z Ö ä s t e k in P f i b r a m . / u r B e s tim m u n g d e r a u s d e r E in h e i t e in e s B re n n -
s to ffe s e n ts te h e n d e n M e n g e a n f e u c h te m V e r
b re n n u n g s - o d e r G e n e r a to r g a s (M isc h g a s, W a s s e rg a s ) is t b e i d e m ü b lic h e n B e r e c h n u n g s v e r f a h r e n die K e n n tn is d es K o ld e n s to f f g e h a lte s d es b e tr e f f e n d e n G ases u n d d e r E le m e n ta r z u s a m m c n s e tz u n g d e s B r e n n s to ffe s e r fo r d e r lic h . D ie s b i e t e t je d o c h g e w isse S c h w ie r ig k e ite n , w e il d ie D u r c h f ü h r u n g d e r E le m e n ta r a n a ly s e d e r B r e n n s to f f e im m e r e in g u t ein g e r ic h te te s L a b o r a to r iu m u n d ein g e s c h u lte s P e r s o n a l e r f o r d e r t . L e i c h t e r i s t d ie B e s tim m u n g d e s H e iz w e rte s , w e lc h e e n tw e d e r k a lo r im e tr is c h o d e r o f t m it a u s r e ic h e n d e r G e n a u ig k e it a u f G r u n d d e r I n u n e d ia t- a n a ly s e u n t e r Z u h ilfe n a h m e v e r s c h ie d e n e r N ä h e r u n g s fo rm e ln e rfo lg e n k a n n . D a r u m d ü r f t e e in V e r f a h r e n , d a s d ie B e r e c h n u n g d e r b e tr e f f e n d e n G a s m e n g e n a u c h o h n e K e n n tn is d e r E le m e n ta r z u s a m m e n s e tz u n g e r m ö g lic h t, g e w isse n ic h t z u u n t e r s c h ä tz e n d e V o r
te ile b ie te n ; im fo lg e n d e n s o ll e in s o lc h e s e n tw ic k e lt w e rd e n .
B e z e ic h n e t m a n d ie — n a t ü r l i c h n o c h u n b e k a n n te n — P r o z e n tg e h a l t e e in e r K o h le (a llg e m e in e in e s f e s te n o d e r f lü s s ig e n B r e n n s to f f e s ) a n K o h le n s to f f , W a s s e rs to ff, S a u e r s to f f , S tic k s to f f , v e r b r e n n b a re m S c h w e fe l, A s c h e u n d F e u c h ti g k e it m i t C t, H k , Ok, N t , Sk, A k u n d W k, so b e r e c h n e t s ic h d ie z u r V e r b r e n n u n g v o n 1 k g K o h le t h e o r e ti s c h n ö t ig e S a u e r s to f fm e n g e in c b m m it
Or. Ck Hk — Ok/8 Sk ,
55Ö + — 18 + H 2 ^ cbm ( 1)
W ie e rs ic h tlic h , b e s t e h t d e r S a u e r s to f f b e d a r f z u r V e r b r e n n u n g e in e r K o h le n u r a u s d e m f ü r d ie V e r b r e n n u n g d e s K o h le n s to ffe s u n d d e s v e r f ü g b a r e n W a s s e rs to ffe s e rfo r d e r lic h e n S a u e r s to f f, m a n k a n n fo lg lic h d ie b r e n n b a r e S u b s ta n z d e r K o h le n a ls G e
m is c h e v o n K o h le n s to f f u n d W a s s e r s to f f a u ffa s s e n , in w e lc h e n d e r g e s a m te K o h le n s to f f , v o m W a s s e r
s to f f a b e r n u r d e r v e r f ü g b a r e z u b e r ü c k s ic h tig e n is t.
B e s t ä t i g t w ir d d iese A u ffa s s u n g a u c h d a d u r c h , d a ß d e r n a c h d e r V e r b a n d s f o r m e l b e r e c h n e te B r e m iw e r t:
B = 81 Ck + 2 9 0 H d + 25 S k — 6 W k W E g e w ö h n lic h n u r w e n ig v o n d e m k a lo r im e tr is c h b e s tim m te n a b w e ic h t. M a n k a n n a ls o d ie b r e n n b a r e S u b s ta n z e in e r K o h le im m e r a u f e in s o lc h e s K o h le n s to f f - W a s s e rs to ff-G e m is c li z u r ü c k f ü h r e n , in w e lc h e m a u f 1 ,0 7 2 k g = 1 c b m K o h le n s to f f (a ls G as b ei 0 ° u n d 760 m m H g - S ä u le b e t r a c h t e t ) 0 ,0 9 m k g = m c b m W a s s e r s to f f e n tf a lle n . D ie V e r b r e n n u n g e in e s so lc h e n G e m isch e s m it d e r t h e o r e ti s c h n ö t ig e n L u f tm e n g e k a n n d a r g e s t e l l t w e r d e n d u r c h d ie G le ic h u n g
C, + m Hj + (2 + 0,5 m) 0 2 + 3,762 (2 + 0,5 in) N*
= 2 C02 + m KjO + 3,762 (2 + 0,5 m) Ns.
B e i e in e r s o lc h e n ' V e r b r e n n u n g w e r d e n 8683 + 26 1 0 m W E e n tw ic k e l t u n d g = 9 ,5 2 4 + 1 ,8 8 1 m c b m t r o c k e n e r V e r b r e n n u n g s g a s e g e b il d e t 1). A u f 1 c b m g e b il d e te n tr o c k e n e n V e r b r e n n u n g s g a s e s e n t f ä l l t ein e V e r b r e n n u n g s w ä r m e v o n
8683 + 2610 ra y =
D e r A u s d ru c k H k — O k /8 = H d b e d e u t e t d e n v e r f ü g b a r e n W a s s e r s to f f in d e r K o h le .
D e r G e h a lt d e r K o h le n a n v e r b r e n n b a r e m S c h w e fe l i s t in d e r R e g e l so g e r in g , d a ß e r v e r n a c h lässig t, w e r d e n k a n n . U n t e r W e g la s s u n g d e s z u r V e rb re n n u n g d e s S c h w e fe ls n ö t ig e n S a u e r s to f fe s is t s o m it d e r z u r V e r b r e n n u n g v o n 1 k g K o h le t h e o r e tis c h n ö t ig e S a u e r s to f f b e d a r f O l = k - f l i c b m
Ck H i
. . . . ( l a ) , w e n n m a n — - = k u n d — = h s e t z t .
öo.u lo -*
9,524 + l.SSl m 200
WE, der C02-Gehalfc ist
9,524 + 1,881 m V ol.-% .
’ ) Siehe „Feuerungstechnik“ , Jahrg. 1917, 15. April, 15. Mai, 1. Juni: „D ie gleichzeitige Verbrennung fester und gasförmiger Brennstoffe“ . In dieser Arbeit werden die Verbrennungswärmen für 0,5 cbm = 0,536 kg Kohlen
stoff nach „H ütte“ , Taschenbuch für Eisenhüttenleute, S. 309, mit 4337 WE, für 0,09 kg = 1 cbm Hj mit 2570 WE angenommen. Hier werden im Einklang mit der Vcr- bandsformel die Brennwerte 8100 X 1,072 = 8683 WE für 1,072 kg C und 0,09 X 29 000 = 2610 W E für 0,09 kg H2 eingesetzt.
8 Stahl und Eisen. Die Berechnung der Verbrennungs- öder Generatorgasmenge. 39. Jahrg. Nr. 1.
E lim in ie r t m a n a u s d ie s e n G le ic h u n g e n m , so e r h ä l t m a n y = 1 3 8 7 ,5 — 2 2 ,6 6 x W E . . . . (2 ), w e lc h e G le ic h u n g d e n a u f 1 c b m d e s t r o c k e n e n V e r b r e n n u n g s g a s e s e n tf a lle n d e n B r e n n w e r t a ls F u n k tio n d e s C 0 2- G e h a lte s a u s d r ü c k t . B e z e ic h n e t m a n d e n S a u e r s to f f b e d a r f d e s K o h le n s to ffe s im G e m is c h e w ie d e r m i t k , d e n d es W a s s e rs to ffe s m i t h , i s t d e r g e s a m te L u f t b e d a r f L = 4 ,7 6 2 ( k + h ) c b m . D a b e i d e r A b k ü h lu n g d e s V e r b r e n n u n g s g a s e s d e r d u r c h d ie V e r
b r e n n u n g e n ts ta n d e n e W a s s e rd a m p f, in w e lc h e m h c b m S a u e r s to f f e n th a l te n s in d , k o n d e n s ie r t u n d fo lg lic h h c b m 0 2 a u s d e m G a se v e r s c h w in d e n , is t d ie M e n g e d e r t r o c k e n e n V e r b r e n n u n g s g a s e a llg e m e in g = 4 ,7 6 2 ( k , + h ) — h = L — h c b m o d e r d ie L u f t m e n g e u m g e k e h r t L = g + h c b m .
W ir d e in e g r ö ß e r e L u f tm e n g e a ls d ie th e o r e tis c h n ö tig e b e i d e r V e r b r e n n u n g a n g e w e n d e t, so l a u t e t d ie V e r b re n n u n g s g le ic h u n g , w e n n m it z c b m die z u g e f ü h r t e S a u e rs to ffm e n g e b e z e ic h n e t w ird :
C2 + m K j + zO s + 3,762 zN 2 = 2 CO, + m H ,0 + (z — 2 — 0,5 m) 0 , + 3,762 z N 2,
n a c h w e lc h e r d ie t r o c k e n e V e rb ie n n u n g s g a s m e n g e g = 4 ,7 6 2 z — 0,5 m c b m , d ie f ü r 1 c b m t r o c k e n e n V e rb re n n u n g s g a s e s e n tw ic k e lte W ä rm e m e n g e
86S3 + 2610 m
y
4,762 z — 0,5 m 200W E , d e r C 0 2 - G e h a lt
4,762/2; — 0,5 m 100 (z — 2 — 0,5 m)
V o l.-% u n d d e r 0 2- G e h a l t
V o l. - % i s t . E li m in i e r t
f a lle n d e n W a s s e rd a m p fe s . S e tz e n w ir z u n ä c h s t r e in e K o h le n s to ff-W a s s e rs to ff-G e m is c h e v o r a u s , in d e n e n a ls o k e in S a u e r s to f f v o r k o m m t, s t a m m t d e r W a s s e r d a m p f d e s V e r b r e n n u n g s g a s e s n u r a u s d e r F e u c h tig k e it d e r V e r b r e m r a n g s lu f t u n d a u s d e r V e r b r e n n u n g d es W a s s e rs to ffe s im G e m is ch e . D e r d u r c h d ie V e r- b r e n n u n g s lu f t z u g e f ü h r t e W a s s e rd a m p f e r g ib t sic h d u r c h M u ltip lik a tio n ' d e r z u g e f ü h r t e n L u f tm e n g e m it d e m a b s o lu te n F e u c h tig k e its g e h a lt d e r L u f t ( w t ) , d e r a u s d e r V e r b r e n n u n g s ta m m e n d e W a s s e r d a m p f m i t 2 h c b m o d e r 1 ,6 2 h k g 1). D a s o w o h l f ü r die B e s tim m u n g d e r L u f tm e n g e n a c h d e r G le ic h u n g 5 ( v L = g + li c b m ), w ie a u c h z u r B e s tim m u n g des d u r c h d ie V e r b r e n n u n g e n ts ta n d e n e n W a s s e rd a m p fe s d ie K e n n t n is d e r G rö ß e li n o tw e n d ig is t, m u ß diese G r ö ß e b e s t im m t w e r d e n , w a s a u f G r u n d f o lg e n d e r E r w ä g u n g m ö g lic h i s t :
W e n n in 100 c b m tr o c k e n e n V e r b r e n n u n g s g a s e s x c b m C 0 2 e n t h a l t e n s in d , s in d in g c b m k e b m C 0 2 e n th a l t e n . D a r a u s b e r e c h n e t sic h b e i b e k a n n t e r G a s m e n g c g d i e C O » - M e n g e m itk = ■ 0
o d e r m i t g
b e i b e k a n n t e r 100 k ,
— ---c b m . . n a c h G l. 6 a u c ji g y = ttttt: x W E
c b m ___ (8) C 0 2-M e n g e d ie G a s m e n g e . (9). D a d ie G a s m e n g e g
B B , . . 100 k
— c b m i s t , i s t —
y. x = — o d e r
X l - 4,762 z — 0,5 m
m a n a u s d e n G le ic h u n g e n f ü r x u n d X! d ie G r ö ß e m , e r g i b t s ic h z a ls F u n k t i o n v o n x u n d x i m i t 2 = I0° i T ^ ~ Xl c ^ m C*2> u n d e li m in i e r t m a n m
1)001 X
¿ u s d e n G le ic h u n g e n f ü r y u n d x u n d s e t z t m a n f ü r z d e n o b ig e n W e r t e in , so e r h ä l t m a n y = 1387,5
— 2 2 ,6 6 x — 66,0.7 Xi . . . . (3), w e lc h e d ie a u f 1 c b m t r o c k e n e n V e r b r e n n u n g s g a s e s e n tf a lle n d e W ä r m e m e n g e a ls F u n k t i o n d e s C 0 2- u n d 0 2- G e h a lte s d a r s t e l l t . F ü r Xi = 0 g e h t d ie G le ie h u n g 3 in d ie G le ic h u n g 2 ü b e r .
S e t z t m a n d ie S a u e r s to f f m e n g e z = v O i , w o rin v d a s V ie lfa c h e d e s th e o r e tis c h e n S a u e r s to f fb e d a r f e s i s t , w ir d d ie t r o c k e n e V e r b r e n n u n g s g a s m e n g e g le ic h g = 4 ,7 6 2 v O i — 0 ,5 m , o d e r t d a Ol = k + h u n d 0 ,5 m = h i s t , g = 4 ,7 6 2 v ( k + h ) — h c b m ___ (4) u n d d ie L u f tm e n g e v L = g + h c b m ___ (5).
D ie W ä r m e m e n g e y l ä ß t sic h a u c h a u s d r ü c k e n d u r c h d ie G le ie h u n g (6) y = W E , w e n n B d e n B r e im w e r td e s K o h le n s to ff-W a s s e rs to ff-G e m is c h e s b e d e u t e t . K e n n t m a n a lso d e n B r e n n w e r t u n d s e t z t m a n f ü r y d e n W e r t a u s G le ic h u n g 3 e in , k a n n die tr o c k e n e G a s m e h g e a u s d e m B r e n n w e r t e u n d a u s d e m C 0 2- u n d O .- G e h a lte d e s V e r b r e n n u n g s g a s e s m it S = 1387,5 — 2 2 ,6 öx — 66,07x* Cbm • • • • (7|
b e r e c h n e t w e rd e n .
N u n h a n d e l t es s ic h a b e r a u c h u m d ie B e s tim m u n g d e s a u f 1 c b m t r o c k e n e n V e r b r e n n u n g s g a s e s e n t-
100 k
i s t d e r A u s d r u c k B 100 k
(10).
= b .
I n d ie s e r G le ic h u n g (.11) e in e K o n s t a n t e , w e il f ü r e in b e s tim m te s K o h le n s to f f -W a s s e r - s to ff-G e m is c h so w o h l d e r B r e n n w e r t B , w ie a u c h die g e b ild e te C 0 2-M e n g e k u n v e r ä n d e r lic h s in d . D ie se K o n s ta n t e k a n n b e r e c h n e t w e r d e n . n a c h d e r G le i
c h u n g b = 4 = — - - 22,0° s ~ 66;07Xl ■ • • . (12).
I s t n u n b b e k a n n t , so k a n n k a u c h a u s d e r G le i
c h u n g 11 b e r e c h n e t w e r d e n m i t k = j ^ c b m ( H a ) . V e r w e n d e t m a n d ie G le ic h u n g 4 f ü r d ie th e o r e ti s c h e L u f tm e n g e , b e i w e lc h e r d ie k le in s te G a s
m e n g e sic h e r g ib t , so i s t g mln = 4 ,7 6 2 ( k + li) — h o d e r g f ln = 4 ,7 6 2 k + 3 ,762 h .
ginin — 4,762 k h = ~ 3,7G2~ ~ CblU p l iz i e r t m a n Z ä h le r
21 gmin — 100 k 79
(4 a ) u n d ( 1 3 a ). M u lti- , vuid N e n n e r m i t 2 1 , i s t c b m , s e t z t m a n f ü r k d e n W e r t n a c h G le ic h u n g 8 : k gmin • Xmax
c b m e in ,
so w i r d h gmin (21 — Xinax) 79
100
. (13). D e r m a x i
m a le C 0 2- G e h a lt x m ai d e s V e r b r e n n u n g s g a s e s , d . h.
d e r b e i d e r V e r b r e n n u n g m i t d e r th e o r e tis c h e n L u f t
m e n g e , w ir d a u s G le ic h u n g 12 e r h a l te n , w e n n m a n 1387 5 f ü r Xj = 0 e in s e t z t , u n d z w a r m i t x max =
V o l.-% . . . . (14).
‘ ) D a h = ? ? cbm ist, istHd = 18 h.
18
Hj werden 9 kg Wasserdampf, also h kg gebildet.
2. Januar 1919. Die Berechnung der. Vetbrennungs- oder Generatorgasvienge. Stahl und Eisen. 9
B ei v o llk o m m e n e r V e r b r e n n u n g e in es re in e n K o h le n s to ff-W a s s e rs to ff-G e m is c h e s g e s t a l t e t sic h so
m it d e r g a n z e B e re c h n u n g s v o r g ä n g fo lg e n d e r m a ß e n : Z u n ä c h s t b e r e c h n e t m a n a u s d e n E r g e b n is s e n d e r V e rb re n n u n g s g a s a n a ly s e u n d a u s d e m B r e n n w e r t e des G e m is c h te d ie W ä r m e m e n g e y n a c h G le ic h u n g 3 m it y = 1387,5 — 2 2,66 x — 6 6,07 x , W E u n d die tr o c k e n e V e r b r e n n u n g s g a s m e n g e n a c h G l. 6 m it er — — c b m . W e i t e r w e r d e n e r m i t t e l t : d ie K on-.
b y
s t a n t e b n a c h G l. 12 m i t b = — , d ie e n tw ic k e lte X
C O j-M enge n a c h G l. 1 1 a m it k = c b m , d e r m a x im a le C 0 2- G e h a lt n a c h G l. 14 m i t x m0I =
1387 6
b + 2 ,’ V ol. - % , d ie m in im a le V e rb re n n u n g s g a s m e n g e n a c h G l. 9 m i t g min = K-°— c b m , d e r S a u e r -
Xmax
s to f f b e d a r f d es W a s s e r s to f f e s n a c h G l. 1 3 m i t h = — " - ‘' y — — ax> c b m u n d d ie z u g e f ü h r t e L u f t m e n g e n a c h G l. 5 m i t v L — g + h cb m . D a r a u s e r g ib t s ic h d e r W a s s e rd a tn p f in d e n V e r b r e n n u n g s g a s e n v o n 1 k g d e s K o h le n s to f f - W a s s e r s to f f - G e m is c h e s m it ' W v = v L \vL + 1,62 h k g . . . . (15) o d e r f ü r 1 c b m d e s t r o c k e n e n V e r b r e n n u n g s g a s e s m it Wg = — k g ---(16).
G e h t m a n v o n d e r th e o r e tis c h e n B e tr a c h t u n g r e in e r C2- H 2-G e m is c h e a u f d ie te c h n is c h e V e r b r e n n u n g v o n K o h le n ü b e r , so m u ß b e r ü c k s i c h ti g t w e r d e n : 1 . d a ß d ie K o h le n n e b e n d e r b r e n n b a r e n , a ls C2- H 2-G e m is c h a u fz u fa s s e n d e n K o h le iis u b s ta n z a u c h A s c h e u n d F e u c h tig k e it e n t h a l t e n , 2. d a ß in d e r K o h le n s u b s ta n z S a u e r s to f f e n th a l te n i s t , w e lc h e r e in e n T e il d e s W a s s e rs to ffe s b i n d e t u n d m i t d ie s e m a ls W a s s e r d a m p f in d a s V e r b r e n n u n g s g a s g e la n g t , u n d 3. d a ß d ie t e c h n is c h e V e r b r e n n u n g d e r K o h le n in d e r R e g e l w e d e r v o lls tä n d ig n o c h v o llk o m m e n i s t , d . h . d a ß so w o h l in d e r A s ch e a ls a u c h in d e n V e r b r e n n u n g s g a s e n n o c h b r e n n b a r e B e s ta n d te ile e n t h a l t e n s in d .
Zu 1. B e z ie h t m a n d ie B e s tim m u n g e n a u f d ie R o h k o h le , so w ir d d ie Z u s a m m e n s e tz u n g d e r t r o c k e n e n V e r b r e n n u n g s g a s e n i c h t g e ä n d e r t, d e r W a s s e rd a m p f
g e h a l t a b e r u m d ie F e u c h ti g k e it d e r K o h le v e r m e h r t.
Z u 2. D ie w a s s e r- u n d ‘a s c h e n f r e ie K o h le n s u b s ta n z b e s t e h t a u s C, H , 0 , N u n d S. D e r S c h w e fe l- g e lia lt k a n n in d e r R e g e l v e r n a c h lä s s ig t w e r d e n , d e r S tic k s to f f g e h ^ lt in d e r re in e n S u b s ta n z z w is c h e n 1 bis 1,5 v . H . a n g e n o m m e n w e r d e n . B e i g e w ü n s c h te r g r ö ß e r e r G e n a u ig k e it m ü ß te n n a t ü r l i c h d iese b e id e n B e s ta n d te ile b e s t im m t w e rd e n . E s se i h ie r a b e r b e m e r k t , d a ß a u c h b e i V o rn a h m e d e r E le m e n ta r a n a ly s e so w o h l d e r S c h w e fe l a ls a u c h d e r S tic k s to f f in b e s o n d e re n P r o b e n b e s tim m t w e r d e n m ü s s e n . D ie r e in e K o h le n s u b s ta n z n a c h A b z u g d e s S tic k s to f f e s b e t r ä g t s o m it C t + H k + Ok = 100 — A k — W t — N * = Z v. I I . . ' . . . ( 1 7 ) , w o r in Ck = 5 3 ,6 k v . H ... ( 1 7 a ) u n d H k = H d + % v . H ... (17 b ) is t.
o I.*j
S e t z t m a n d iese W e r t e e in , so b e r e c h n e t s ic h d ie d u r c h d e n g e b u n d e n e n W a s s e r s to f f e n tw ic k e lte W a s s e rd a m p fm e n g e m it = Z — Ck — H i v . I I .
o
. . . . (18), d ie g e s a m te d u r c h d ie V e r b r e n n u n g g e b ild e te W a s s e rd a m p fm e n g e 9 ^ + H .jj = 9 H k v . H . D a in 9 k g H 20 1 k g H 2 u n d 8 k g 0 2 e n t h a l t e n s in d , i s t Ok = - J ( Z — Ck — .H d) v . H . . . (1 9 ), H g = (Z — Ck — H d) v . H ... (20) (g e b u n d e n e r W a s s e rs to ff) u n d H k = H g + H d v . H . D ie M e n g e d e s v e r f ü g b a r e n W a s s e rs to ffe s i s t H d = 1 8 h v . H ... (21). D ie e n ts p r e c h e n d e n M e n g e n f ü r 1 k g K o h le in k g s in d 0,01 d ie s e r W e r te .
Z u 3. B e i d e r te c h n is c h e n V e r b r e n n u n g d e r K o h le n in F e u e r u n g e n f ä l l t e in e s te ils , je n a c h d e r E in r ic h t u n g d e r F e u e r u n g u n d je n a c h d e r B e s c h a f f e n h e it d e r K o h le , ein e g r ö ß e r e o d e r k le in e re K o h le n m e n g e f a s t u n v e r ä n d e r t d u r c h d e n R o s t d u rc h , a n d e r n te ils e n t h ä l t d ie A s ch e u n d S c h la c k e u n d d e r m i t d e n V e rb re n n u n g s g a s e n m itg e r is s e n e F l u g s t a u b ( F lu g a s c h e ) b r e n n b a r e B e s ta n d te ilc e in g c s c h lo s s e n . A u ß e r
d e m b ild e t sic h in d e r R e g e i R u ß o d e r T e e r. D a s G e w ic h t d e r w e n ig v e r ä n d e r te n D u r c h f a llk o h le k a n n , w e n n es g r ö ß e r i s t , f ü r sic h b e s t im m t u n d v o m G e w ic h te d e r a u f g e b r a c h te n K o h le d i r e k t a b g e z o g e n w e rd e n . K le in e r e M e n g e n w e rd e n a ls d e r g e s a m te n A sch e n - u n d S c h la c k c n m e n g e a n g e h ö r e n d b e s tim m t.
E b e n f a lls d ie in d e n F e u e r z ü g e n a b g e s e tz te F l u g a s c h e n m e n g e m u ß b e s tim m t w e r d e n . D ie b r e n n b a r e n B e s t a n d t e il e in d e r A s c h e , S c h la c k e u n d F lu g a s c h e w e rd e n a ls r e in e r K o h le n s to f f a u f g e f a ß t u n d d u r c h d ie G e w ic h ts a b n a ln n e b e im G lü h e n d e r g e tr o c k n e te n S u b s ta n z e n u n t e r L u f t z u t r i t t e r m i t t e l t . E r f a h r u n g s g e m ä ß i s t d e r d a d u r c h b e g a n g e n e F e h le r n ic h t g ro ß . D ie T e e r - u n d R u ß m e n g e so w ie a u c h d ie M e n g e d e s im V e r b r e n n u n g s g a s n o c h s c h w e b e n d e n F lu g s ta u b e s w ir d d u r c h F i l t r a t i o n d es V e rb re n n u n g s g a s e s , d e r d a r in e n th a l te n e K o h le n s to f f d u r c h V e r b r e n n u n g u n d B e s tim m u n g d es g e b ild e te n C 0 2 e r m i t t e l t . S c h lie ß lic h k a n n es a u c h V o rk o m m en , d a ß in d e n V e r b r e n n u n g s g a s e n CO , H , o d e r K o h le n w a s s e rs to ffe e n t h a lt e n s in d . S o la n g e d e r e n M e n g e n i c h t g ro ß i s t ( u n t e r 0 ,1 V o l.-% ), k ö n n e n sie v e r n a c h lä s s ig t w e rd e n , b e i g r ö ß e r e n M e n g e n w e rd e n sie, so w ie b e i d e r t ie f e r u n t e n a n g e f ü h r t e n B e s tim m u n g d e r G e n e r a to r g a s m e n g e a n g e g e b e n , b e r ü c k s ic h tig t.
B e z e ic h n e t m a n d ie a u f 1 k g d e r v e r b r a n n t e n K o h le e n tf a lle n d e A sch e n - u n d S c h la c k e n m e n g e (b zw . d ie in d e n F e u e r z ü g e n a b g e s e tz te F lu g a s c h e n m e n g e ) m i t R k g , ih r e n K o h le n s to f f g e h a lt in v . H . m i t Cr, i s t d ie f ü r 1 k g K o h le d a r in e n th a l te n e
Cr u n v e r b r a n n t e K o h le n s to f f m e n g e R k = R • §&•
D ie R u ß - , T e e r- u n d d ie in d e n G a s e n d u r c h F il
t r a t i o n d e r s e lb e n b e s tim m te F lu g a s c h e n m e n g e w ird f ü r 1 c b m d es t r o c k e n e n G a se s e r h a lte n , d ie G a s m e n g e f ü r 1 k g K o h le i s t je d o c h v o r lä u f ig n o c h u n b e k a n n t.
E s m tiß z u e r s t d ie a n n ä h e r n d e V e r b r e n n u n g s g a s
