«JSïw» P ï P A U T TTTSTTl P T P F I T
Generalsekretär 8 f g { t a g f l I 1 R U B 1 P I I s E l i technischen TeilesLLtZier ^ UllJJ X IX U LJ u ^ " °P
stellvertr. Geschäftsführer-¿es Vereins deutscher Nordwestlichen Gruppe
des Vereins deutscher
Eisen- und Stahl- 7 E T I T C O ' U D I E r T ’ Elsenhüttenleute,
industrieller.
ZE ITS C H R IF T
F Ü R D A S D E U T S C H E E IS E N H Ü T T E N W E S E N .
N r. 31. 3. A u gu st 1916. 36. Jahrgang.
Fünfzehnte Liste.
D en Heldentod für K aiser und R eich starben unsere M itglieder:
Ingenieur O t t o J u n g e , Gelsenkirchen-Sehalkc, L eutnant im R eserve-In fan terie- R egim ent 2 3 , am 2. 7. 1 9 1 6 .
F abrikant F r i t z K e m p e , K ätingen, L eutnant im L a n d w e h r -I n fa n te r ie -R e g i
m ent 5 7 , am 4 . 7. 1 9 1 6 .
F ab rik an t H e i n r i c h R u t h , W itten , L eutnant der R eserv e im 2. M arine-Infan- terie-R egim ent, ain 2 9 . 4. 1 9 1 6 .
B etriebsin gen ieu r B r u n o R o t t m a n n , R othau ¡.B ö h m e n , L eutnant im S ch lesi
schen P ionier-R egim ent 6, am 1. 5. 1 9 1 6 .
B e tr ie b sin g e n ie u r iS r ^ u g . H e r m a n n S c h i r m e i s t e r , E v e k in g i. W ., am 1. 4 .1 9 1 6 . D ir e k to r B ergassessor a . D . W e r n e r V i e b i g , Hamm i. W ., Ilauptm ann der
R eserv e der F eklflieger-A bteilung 3 2 , am 10. 7. 1 9 1 6 .
H erstellung m etallischer U eberzüge auf Flußeisen- und Stahldrähten, in sbeson d ere deren Verzinkung und V erzinnung.1)
Von S)r.«Sng. II. A lt p c t e r in Gleiwitz.
I—<s ist eine bekannte Tatsache, daß Eisen- und Stahldrähte, mögen sie durch das Ziehen ein noch so schönes und glänzendes Aussehen erhalten haben, an der Luft sehr rasch an Glanz verlieren und unscheinbar werden. Aus diesem Grunde ist man schon seit einer langen R eihe von Jahren dazu über
gegangen, m e t a l l i s c h e U e b e r z ü g e auf Eisen- und Stahldrähten zu erzeugen, um diesem Uebelstande abzuhelfen. M etallische Ueberzüge können, wie z. B.
das Verkupfern und Vernickeln, den Zweck haben, dem D raht ein glänzendes farbiges Aeußeres zu ver
leihen, oder aber sie werden, wie das Verzinken und 1) Bei A bfassung dieses A ufsatzes w urde der Ver
fasser von den F irm en M almedie & Co., Düsseldorf, Th. Lam m ine, M ülheim a. R h., sowie M artin & Pagen- Btecher, G. m. b. H ., du rch Uebcrlassung von Zeichnungen, P hotographien u n d P rospekten in liebenswürdigster Meise u n terstü tzt, w ofür er nochm als an dieser Stelle seinen ver
bindlichsten D an k zum A usdruck bringt.
X X X I.39
Verzinnen, in der Absicht ausgeführt, den damit überzogenen Draht vor dem Rosten an der L uft mehr oder minder zu schützen. Natürlich gibt es auch Ver
fahren, wie die liochglänzende Verzinkung, durch die beide Endzwecke erfüllt werden sollen. Verkupferte Drähte, auf die hier nicht näher eingegangen -wer
den soll, zeigen eine leuchtend rote, glänzende Farbe und sind bei guter Durchführung der Ver
kupferung von Kupferdrähten kaum zu unterschei
den. Einen Rostschutz bildet die Verkupferung frei
lich in keiner Weise.' Man verw endet solche Drähte vielfach bei der Sprungfederfabrikation und auch für Drahtwaren, denen man ein empfehlendes Aeußeres verleihen will. Von der galvanischen Ver
kupferung sei hier abgesehen, da sie für D raht nicht allzu häufig angewandt wird. D as Verfahren ist der galvanischen Verzinkung sehr ähnlich, weshalb auf diese bezüglich der Dekapierung der D rähte,
95
742 Stahl und Eisen. H erstellung m etallischer Ueberzüge auf F lu ß e ise n -u n d Stah ldräh ten . 36. Jahrg. Mr. 31.
Anordnung der Wannen, Anoden und Haspelappa
rate verwiesen sein mag.
Verzinkung.
Der bekannteste und w eitaus am häufigsten als R ostschutz ausgcfiihrte Ueberzug auf Eisendrähten ist wohl die Verzinkung. Zink hat eine bläulichweiße Farbe, ein spezifisches Gewicht von 6,5 bis 7,1 je nach dem Aggregatzustand, schm ilzt bei 420° und ver
brennt bei etw a 700° m it weißer Flam m e. D ie m it Zink erzielten U eberzüge sind je nach dem Verzin
kungsverfahren glänzend oder m att und auch in ihrer H aftbarkeit verschieden. Man unterscheidet zwei grundsätzlich ganz verschiedene Verfahren, die F e u e r v e r z i n k u n g und die g a l v a n i s c h e V e r z in k u n g . Ersterc beruht auf der Erscheinung, daß E isen m it chemisch reiner Oberfläche beim E in
tauchen in flüssiges Zink, also bei Temperaturen von etw a 450°, unter Bildung einer Zwischenlegierung einen Ueberzug von Zink erhält. D ie galvanische Verzinkung dagegen erfolgt bei normaler Zimmer
temperatur und beruht auf einem elektrolytischen Vorgang, bei dem unter dem Einfluß starker Ströme und bei Verwendung geeigneter Bäder, Zink als Anode in Lösung gebt, während es sieb auf einem langsam als Kathode durch das Bad gezogenen Draht von chemisch reiner Oberfläche niederschlägt; hier fällt also die erwähnte Uebergangszone fort, und man hat es nur m it einer reinen Zinkschicht auf Eisen zu tun. U nter diesem Gesichtspunkt betrachtet, wäre die galvanische Verzinkung der Feuerverzinkung vor
zuziehen, da chemisch reines Zink in verdünnten Säuren wenig löslich ist, die Verzinkung also, m it anderen W orten, durchaus w itterungsbeständig sein m üßte. Völlig reine galvanische Heberzüge gibt es aber nicht, da sich, w ie die Praxis zeigt, immer noch geringe Mengen anderer M etalle und N ichtm etalle am D raht während der Elektrolyse abscheiden. D ie so gewonnene Verzinkung komm t daher der Feuerver
zinkung in ihren Eigenschaften ziemlich nahe, bei der außer Zink und Hartzink noch ein Gehalt von B lei in bestimm tem Prozentsatz zu verzeichnen ist.
D as im Handel käufliche und zur Feuerverzinkung benutzte Zink enthält im Durchschnitt 9 8 % Zink und etw a 2 % andere m etallische Beimengungen, wie nachstehende A nalysen1) zeigen:
Blei
%
Eisen
%
Kadmium
%
Ziun
% U pperbank (E ng
land) ... 2 ,5 5 0 ,1 5 0 ,0 9 0 ,0 5 V.M. G. (Belgien) 0 ,6 6 0 ,2 6 — 0 ,0 3 Vieille M ontagno
(Belgien) . . . 2 ,0 0 0 ,1 4 0 ,0 7 — Freiberg, S a c h s.. 1,0 3 0 ,0 4 0 ,0 2 0 ,0 7 L azy h ü tte, Ober
schlesien . . . 1 ,1 2 4 0 ,0 2 4 0 ,0 1 7 — Lipino, E lek tro
l y t , Oberschles. 0 ,0 6 0 ,0 1 0 ,0 0 5 0 ,0 2
J) N a d i T u r n b u l l : H ot-G alvanizing. Jo u rn a l of the W est of Scotland Iron and Steel In s titu te 1914, H eft 5/6, S. 198.
E s wird sowohl Zink verw endet, das hüttenm än
nisch hergcstellt, als auch solches, das durch U m schmelzen von Zinkabfällen erhalten wurde. Maß
gebend für die Güte einer Verzinkung ist deren Wider
stand gegen Auflösung durch Salze oder Säuren.
Natürlich nim m t diese E igenschaft bei feuerverzinkten D rähten m it fallendem Durchmesser ab, da die Menge des beim Auslauf wieder abtropfenden Zinks infolge der höheren Erwärmung der D rähte im heißen Zink- bade eine verhältnism äßig größere sein wird. Dieser Tatsache entsprechend sind auch die Bedingungen für die Abnahme von verzinkten D rähten abgefaßt, die säm tlich auf einer Beurteilung durch Messung der Auflösungsdauer des Zinks beruhen. Als Auflösungs
m ittel für die Zinkschicht findet man K upfervitriol
lösung oder Schwefelsäure von bestim m ter Ver
dünnung, und zwar g ilt beim K upfervitriol die A n
zahl von Tauchungen von je einer M inute D auer bis zum Auftreten einer zusam menhängenden Kupfer
haut auf dem D raht als Maßstab für die Bewertung der Stärke der Zinkschicht; bei der Schwefelsäure gilt die Dauer der E ntw icklung von W asserstoff
bläschen als Vergleichswert für die Güte der Verzin
kung. So schreibt z. B. die R eichspostverw altung für die Tauchproben, wobei eine 20prozentige Kupfer
vitriollösung von 15° Temperatur zur Anwendung kom m t, vor:
Bei D ra h t N r. mm 60 50 42 40 34 30 20
8 8 7 7 7 7 6 Tauchungen Auch den W iderstand gegen A bblättern des Zink- iiberzugs sucht man festzustellen und m acht zu dem Zweck Wickelproben um D orne von bestim m ten Durchmessern. So schreibt die R eichspostverw altung bei Telegraphendrähten für diesen Durchmesser das Zehnfache des Drahtdurchmessers vor. D er D raht darf nach dieser Probe keinerlei Zeichen von R issig
oder Sprödwerden der Zinkschicht zeigen. Durch diese Bestimmung ist eine gew isse Einschränkung in der Stärke dieser Zinkschicht gegeben, da sehr starke, durcli Feuerverzinkung erzielte Zinküberzüge leicht Neigung zum Abblättern zeigen.
D ie Stärke der Zinkschicht bei galvanisch ver
zinkten Drähten hängt von der Dauer des Pro
zesses ab; auch sie findet ihre Begrenzung in der Tatsache, daß zu starke galvanische Zinkniederschläge spröde werden. Man findet bei Laien des öfteren die irrige Meinung vertreten, daß eine Verzinkung einen vollkom m enen Schutz gegen R osten der Drähte bilden müsse. D em ist aber keineswegs so. D ie Ver
zinkung schützt die D rähte nur eine gew isse Zeit lang, da unter dem Einfluß der Atmosphärilien, be
sonders hei dem in der Luft fast ständigen Vorhan
densein von schwefliger Säure und Kohlensäure, eine Zersetzung der Zinkschicht stattfindet. Dieser Vorgang beruht auf einer E lektrolyse, da sich bei A nwesenheit von Feuchtigkeit zwischen Zink und Eisen ein galvanisches E lem ent bildet, bei dem das Zink die Lösungselektrode bildet. D ie Verzinkung bildet also für das darunter befindliche E isen nur
3. August 1916. H erstellung m etallischer Ueberzüge a u f P tußetsen- und Stah ldräh len . Statii und Eisen. 743 so lange einen Schutz, als sich noch ungelöstes Zink
darauf befindet. D ie Käufer von verzinkten Draht
waren klagen besonders über das Rosten von Draht
geflechten und Stacheldrähten, bei denen durch Ver
letzungen der Zinkschicht oder Durchschneiden von Drähten das blanke Eisen freigelegt wird, und dann dem E intreten des erwähnten elektrolytischen Zer
setzungsprozesses, wenn sie Wind und W etter aus
gesetzt werden, nichts im Wege steht.
F e u e r v e r z i n k u n g . Der Arbeitsgang bei der Feuerverzinkung ist folgender: Der Draht wird zuerst gebeizt (dekapiert), läuft dann durch eine heiz
bare W anne m it flüssigem Zink und hierauf durch eine Abstreifvorriehtung, um endlich auf einem H aspelapparat aufgewickelt zu werden. Zum Beizen wird bei Flußeisendrähten in erster Linie Salzsäure von 15 bis 20° B e benutzt, hier und da auch Schwefel
säure. Stahldrähte erfordern wegen ihrer Empfind
lichkeit gegen Säureein
flüsse eine sehr sorgsame Behandlung. Sie dürfen nur in ganz schwach an
gesetzter Salzsäurelösung gebeizt werden und werden mit Vorteil nach dem B ei
zen noch in Lötwasser, einer Auflösung von Zink
chlorid in Wasser, für das gute Anhaften des flüssi
gen Zinks, vorbereitet. Als Beizgefäße dienen dabei steinerne B ottiche, zuwei
len auch hölzerne, mit Blei ausgeschlagene Wannen.
Grundbedingung ist, daß die verw endete Säure ar
senfrei ist, da Arsen auf
dem verzinkten D raht schwarze Flecken hervorruft.
Zur Beschleunigung des Beizvorganges kann das Bad durch Dam pf angewärmt werden. Dies Verfahren gilt für W alzdrähte, die hie und da gleich verzinkt werden, sowie für je nach Stärke der Zunderschicht etwa geglühte und naßgezogene Drähte. D ie Beiz
dauer beträgt in der R egel 15 min, bei schwachen Drähten beizt man entsprechend weniger lange. Der Beizverbrauch beträgt etw a 20 bis 23 v. H. des Beizgutes, bei zunderfrei geglühtem Material ent
sprechend weniger. In Schmiere gezogene Drähte müssen vor dem Beizen in heißer Natronlauge oder auch heißer Sodalösung entfettet werden.
D er gebeizte D raht wird auf drehbare Kronen gelegt, das D rahtende am Wannenende über Rollen geleitet und m ittels eines starken Drahtes oder einer Stange in das Zinkbad eingeführt. Im Zinkbade selbst leitet m an den D raht zur besseren Führung unter horizontalen Stangen oder geschlitzten, senkrecht an
geordneten Stäben hindurch und führt ihn schließ
lich nach dem Ende der W anne; dort wird der Draht nach seinem A ustritt aus dem Zinkbade zwischen den Zinken einer rechenartigen Abstreifvorriehtung durch
geführt, oft sogar in eine m it Asbest oder einem ändern Abstreifm ittel gefütterte Presse gepreßt und schließlich an einem H aspel befestigt. D as E in
ziehen des ersten D rahtes bedeutet dabei immer einen Verlust an Ware (etwa 2 % ), da das nicht abgestreifte Ende meist ruppig aussieht und unverwendbar ist.
Späterhin hängt man einfach einen D raht an den anderen, und muß nur auf den Durchgang bei der Abstreifvorriehtung achten, die A bstreifm ittel in der Vorrichtung erneuern und den neuen D raht an einer leeren Haspelscheibe befestigen. Abb. 1 zeigt die Ansicht und den Schnitt einer eingebauten Zink
wanne. D iese hat m eist längliche Form und faßt je nach der Anzahl der darin gleichzeitig zu verzinken
den Drähte und je nachdem, ob in ihr dicke oder dünne Drähte verzinkt werden sollen, zwischen 4 und 20 cbm Inhalt. Maßgebend ist dabei der Gesichts
punkt, daß eine große Masse flüssigen Zinks einen vor
züglichen Wärmespeicher bildet, und die durch das Durchlaufenlassen der kalten Drähte bewirkte Tem
peraturerniedrigung in solchen Grenzen gehalten wird, daß sie durch Wärmezufuhr von der Feuerung an
standslos geregelt werden kann. D ie Verzinkungs
wannen werden meist aus Flußeisenblech von 15 bis 30 mm Stärke — je nach dem Fassungsraum der Wanne — hergcstellt; die K anten werden geschweißt.
Am oberen Rande werden die Wannen m eist zur Ver
steifung und Befestigung der Armaturen, wie Ab
streifvorrichtungen, Eintauchbügcl usw., m it kräfti
gen Winkcleisen versehen. Wannen aus Stahlguß haben sich wegen der fast unvermeidlichen Poren nicht be
währt. — Man pflegt in den W annen 6 bis 30 D räh te, ja zuweilen sogar bis zu 50 D rähte, gleichzeitig neben
einander laufen zu lassen; auf alle Fälle muß man die- Anzahl der Drähte dem Fassungsraum der W annen anpassen, um eine zu großo W ärmeentziehung zu ver
meiden. D ie Feuergase umspiilen die W anne nur in der Mitte der Seitenwände und am Boden (vgl. Abb. 1)..
Der übrige Teil der Wanne ist m it Schamottesteinen' ummauert. Man bezweckt dam it eine geringere B il
dung von Hartzink, d. h. einer Legierung von Zink
¿.¿rngssc/w/ff -VSSO
Q u e rsc/in /ft 2300---H
A bbildung 1.
E inm aucrung einer D rahtverzinkungs
wanne.
*¡14 Stahl und Eisen. H erstellung m etallischer Deberzüge auf F lvßetsen - und StahldrähteA. 36. Jahrg. Nr. 31.
und Eisen, hervorgerufen durch Auflösung des Eisens der W annenwände und des D rahtes im flüssigen Zink.
Auf diese Hartzinkbildung soll später noch näher ein
gegangen werden.
Während man früher die Feuergase (wie noch in Abb. 1 gezeichnet) in der R egel zunächst längs des unteren Teils der Seitenwände und dann am Boden entlang streichen ließ, oder sogar erst am Boden und dann an den Seitenwänden, geht man jetzt mehr und mehr dazu über, zunächst die oberen Teile der W ände und erst zuletzt den Boden durch die Feuergase be
streichen zu lassen (s. Abb. 6). Man erreicht dadurch neben einer w eiteren Verringerung der Hartzinkbildung erstens ninen'besseren Wärmeübergang in den oberen Schichten des Bades, die in erster Linie unter der
rungen m it flüssigen Brennstoffen, w ie Teeröl und Petroleum rückständen, in Betracht. W ährend sich bei der Verbrennung von K ohle auf gewöhnlichen Planrostfeuerungen ein Kohlenverbrauch von 7 bis 10 % der verzinkten Ware ergibt, gelingt es, denselben b e ij Generator- und Halbgasfeuerungen auf 5 % herabzudrücken. D ie erwähnten anderen Feuerungen liefern ähnliche Zahlen und finden den örtlichen Ver
hältnissen entsprechende Anwendung.
D ie Tiefe des E intauchens der D rähte in das Zink
bad wird durch H och- und T iefstellen oder durch Längsverschieben der w agerecht angeordneten S tan gen geregelt, unter denen, wie eingangs erw ähnt, die Drähte durchlaufen müssen. E inige Firmen wenden auch geschlitzte Flachstäbe an, die in Form eines
A bbildung 2. H a sp e lap p a rat fü r verzinkte D rä h te, g ebaut von M almedie & Co., D üsseldorf.
durch das Durchlaufen der kalten Drähte bedingten Abkühlung leiden, und zw eitens ein richtiges Anwär- inen eingefrorener Zinkbäder. Wird nämlich deren Erwärmung zunächst vom Boden der W anne aus be
wirkt, so erfolgt eine Ausdehnung der zuerst erwärm
ten unteren Schichten und nicht selten eine Trennung der Schweißnähte und damit ein Lecken der Wanne1).
Als Feuerungen kommen außer der in Abb. 1 m eder
gegebenen direkten Kohlenfeuerung m it Plan- oder Schrägrost in neuerer Zeit auch Generator-, Wasser- und Halbgasfeuerungen, in jüngster Zeit sogar F eue-
') Vgl. C. D i e g e l : Einiges über die L ebensdauer von Verzinkereiwannen. Z. d. V. d. I. 1913, 19. Ju li, S. 1132/5.
Vgl. St. u. E . 1913, 28. Aug., S. 1455; 1915, 10. Ju n i, S.- 016. — Aus den U ntersuchungen g e h t hervor, daß ein hoher Phosphor- und Süizium gehalt der W annenblecho besonders bei üb erh itzten Z inkbädern gefährlich ist;
vor allem sollen T em p eratu ren ü b er 490° vermieden w erden, d a von diesem P u n k t a b ein stufenweises, stark es Steigen d er Löslichkeit von Eisen in flüssigem Zink zu Verzeichnen ist.
Wehres in das Zinkbad bintauchen und durch H och- und Niederstellen ein verschieden langes E intauchen der Drähte im Bade gestatten. Stärkere D rähte werden durch Tiefstellen der wagerechten Stangen bzw. R ollen oder der senkrechten Flachstäbe zu langem Verbleiben im flüssigen Zink veranlaßt;
schwache D rähte hingegen läßt m an oft erst fast in der M itte der Wanne eintauchen, wodurch eine m ög
lichst geringe Tauchdauer und Erwärm ung erzielt wird. D ie am Ende der W anne angebrachte A b
streifvorrichtung besteht entweder aus einem m it Schlitzen versehenen Flacheisen oder aus einem Ge
stell m it einer den durchlaufenden D rähten ent
sprechenden Zahl von Schraubenpressen, in denen das an den D rähten haftende Zink im ersten F all unter Verwendung von um gewickelten A sbestfäden oder im anderen F all durch Aufpressen von Asbest
plättchen oder anderen A bstreifm itteln mehr oder minder stark abgestreift wird. D as Abstreifen durch A sbestum wicklung wird angewendet, wenn eine ver
3. August 1916. U e r s te lung m etallischer tjeberzüge auf F lußcisen- und Stahldrähten. Stahl und Eisen. 745 hältnism äßig starke Zinkschicht auf dem Draht ver
bleiben, also ein guter R ostschutz erzielt werden soll, während die Asbestzwischenlage in den Pressen ein sehr starkes Abstreifen der Zinkschicht erzeugt und mehr für Drähte in Betracht komm t, die durch die Verzinkung ein hellglänzendes, silberweißes Aus
sehen erhalten sollen. Eine besondere Art der Ab
streifung der Zinkschicht wird durch die Sandver
zinkung erzeugt, bei der man auf das flüssige Zink in der W anne eine 100 bis 120 mm hohe Lage von scharfkantigem, angefeuchtetem Flußsand bringt.
Die Sandkörnchen bewirken ein nur gelindes Ab
streifen des Zinks, und deshalb wird dieses Verfahren
auf einer wagerechten, durch Schnecke und Schnecken
rad von einer unter dem H aspelgestell angeordneten W elle betätigt, deren Umdrehungszahl durch Stufen
scheibenantrieb geregelt werden kann. Oberhalb der Haspel sind Führungsrollen angebracht, deren Welle m ittels einer W endevorrichtung eine der H aspel
breite entsprechende hin und her gehende Bewegung m acht, um ein glattes Aufhaspeln der D rähte zu er
möglichen. Man hat auch Haspelapparate m it wagc- rcchten Scheiben nach Art der Grob- oder Feinzug
scheiben gebaut (s. Abb. 3), auf denen die Drähte Windung für Windung nebeneinander aufgehaspelt werden. Diese Art des Haspelns bietet für das Klar-
A bbildung 3. H aspolapparat für verzinkto D rähte zur Erzielung leichten Abwickelns der einzelnen D rahtlagen. B au art Malmedie & Co., Düsseldorf.
dort angewandt, wo W ert aut sehr starke Verzinkung gelegt wird. D as Passieren des Zinkbades erfolgt bei Sandverzinkung ziem lich langsam und muß möglichst senkrecht zum Zinkspiegel erfolgen, um eine gleich
mäßige Stärke des Ueberzugs herbeizuführen. Nach dem A ustritt aus der Abstreifvorrichtung wird der nunmehr verzinkte D raht auf einem eigens dazu ein
gerichteten H aspelapparat aufgehaspelt. Es gibt Vorrichtungen, die bis zu 24, ja 50 Drähte gleich
zeitig aufzuhaspeln gestatten. Während man Haspel
apparate für starke D rähte des leichteren Abnehmens der aufgehaspelten schweren Ringe wegen meist wage
recht baut, sind B and- und Bleidrahthaspelapparate ganz ähnlich den Feinzügen senkrecht eingerichtet, nur mit dem U nterschied, daß die Aufwickelscheiben leichter (aus Blech) ausgeführt und die Einrückung durch Reibungskuppelungen erzeugt wird. Abb. 2 zeigt die Einrichtung eines Verzinkereihaspels für starke und m ittlere D rähte. D ie zweiteiligen oder aufklappbaren Aufnahmehaspel sitzen zu je zwei
machen und Unterteilen von Drahtbunden w esent
liche Vorteile. Um die Geschwindigkeit der Haspel der geeigneten Durchgangsgeschwindigkeit der Drähte durch das Zinkbad in weiten Grenzen anpassen zu können, besitzt der Haspelapparat ein Stufenscheiben
vorgelege. Den Durchmesser für die Aufwickelhaspel wählt man bei Drähten von 1,6 mm aufwärts all
gemein zu 600 mm, bei schwächeren D rähten richtet man sich nach den für Band- und Bleidrähte üblichen Ringweiten von 200 bis 300 mm D urchm esser.(Läßt man Haspelapparate für Telegraphendrähte der be
sonders starken Verzinkung wegen nur m it 2 bis 3 U m drehungen i. d. min laufen, was einer minütlichen Geschwindigkeit bei der Verzinkung von 3 bis 6 m entspricht, so kann man diese bei gewöhnlicher Handelsware auch bei stärkeren Drähten bedeutend steigern und gelangt dabei m it fallender Drahtstärke zu 8 bis 20 Umdrehungen, entsprechend 14 bis
35 n i / m i n Rand- und Bleidrähte können der raschen
Erwärmung im Zinkbade wegen w eit rascher ver-
746 Stahl und Eisen. H erstellung m etallischer TJeberziige auf Flußelsen- und Stahldrähten. 36. Jahrg. Kr. 31.
zinkt werden; man kann daher die Scheiben m it fallender Drahtstärke m it 100 bis 250 Umdrehungen i. d. min laufen lassen, was Geschwindigkeiten bei der Verzinkung von 100 bis 150 m i. d. min entspricht. D ie einzelnen Werke gehen da m eist ganz selbständige W ege; während das eine Werk in kür
zeren W annen m it geringerer Geschwin
digkeit verzinkt, erreicht das andere die gleiche Wirkung m it langen Wannen und großer Geschwindigkeit.
Auch der M ittel zur Verbesserung und zum gleichmäßigen Anhaften des Zinküberzuges gibt es eine ganze Keihe.
Allgem ein geübt wird das Bestreuen der Oberfläche des flüssigen Zinks beim E in tritt der D rähte m it Salm iak, d. h.
Chlorammonium, wofür in neuerer Zeit m it gutem Erfolg ein D oppelsalz von Ammoniumchlorid und Chlorzink ver
w endet wird. Salm iak befördert be
kanntlich die Bildung einer chemisch leinen Oberfläche und wird aus diesem Grunde allgemein beim L öten gebraucht.
Auch ein Durchlaufenlassen der Drähte durch Lötwasser (Zinkchloridlösung) nach dem Beizen ist sehr zweckdien
lich für ein schnelles Anhaften des Zinks, w ie dies bereits w eiter oben erwähnt wurde. Von der Tatsache aus
gehend, daß schwach verkupferte Drähte sich leichter verzinken lassen, leitet man in Amerika auf gewissen Anlagen die D rähte zur Erzielung der gleichen Wir
kung durch drei B ottiche, w obei der erste verdünnte Schw efelsäure, der zweite Kupfervitriollösung und der dritte Lötwasser (Zinkchloridlösung) enthält. Zur Erhöhung des Glanzes des Zinküberzuges werden hier und da Zu
sätze von Aluminium und W ism ut ange
geben. Auch soll ein Zusatz von 0,25 % Kupfer zum alum inium haltigen Zinkbad den Glanz desU eberzuges sehr erhöhen.
Der Zusatz von Aluminium kann nur in Form einer Aluminiumzinklegierung er
folgen, die man sich besonders herstellt und dem Bad langsam beifügt. D er Ge
sam tanteil im Bad an Aluminium soll etw a 0 ,2 5 % nicht überschreiten, wäh
rend anderseits 0,1 % Aluminium dem
selben schon w ertvolle Eigenschaften erteilt1). Aluminium wird nachgerühmt, daß es die Zinkbäder sehr dünnflüssig erhält, und zwar zunächst infolge seines desoxydierenden Einflusses und zweitens
l ) N ach T u r n b u l l : Jo u rn a l of the W est of Scotland Iro n a n d S teel In s titu te 1914, H e ft 5/6, S. 210.
3. August 191G. H erstellung m etallischer Oeberzüge auf F lvßeisen - und Stah ldräh ten . Stahl und Eisen. 747 durch die beschleunigte Abscheidung des Eisens als
Hartzink. D ie Dünnflüssigkeit aluininiumhaltiger Bäder bei verhältnism äßig niederen Temperaturen g estattet, dieselben kühl zu halten; man verringert damit die Hartzinkbildung..
Ein anderes Verfahren geht davon aus, einen hochglänzenden Ueberzug auf verzinkten Drähten durch sofortige Abkühlung in Wasser nach dem Ver
lassen des Zinkbades zu erzielen'), da durch die rasche Abkühlung eine Oxydation der Zinkschicht vermieden wird. Selbstredend ist dieses Verfahren beim Verzinken von Stahldrähten nicht anwendbar.
Schließlich sei liier auch noch auf das Z ie h e n ver
zinkter Drähte im Zieheisen zur Erzielung von Hoch
glanz hingewiesen; es wird entweder sofort nach dem A bslreifen des flüssigen Zinks, vor dem Auf
haspeln, oder auch erst später vorgenommen. Die Drähte erhalten dabei einen schwachen Zug im Zieheisen, der genügt, um den rauhen Zinküberzug zu glätten und den Hochglanz zu erzeugen.
Für die Hauptm enge aller im Handel benötigten verzinkten Drähte, z. B. Geflecht- und Stacheldrähte, ebenso wie auch für alle Telcgraphendrähte verwendet man g e g l ü h t e Flußeisendrähte, und um die Her
stellung solcher Ware möglichst günstig zu gestalten, ist man schon bald dazu übergegangen, das Glühen, Beizen und Verzinken zu e in e m Arbeitsgang zu ver
einigen. D ie D rähte durchlaufen dabei einen m it ge
heizten Lochsteinen ausgerüsteten Muffelglühofen, kühlen sich an der L uft ab, werden dann unter Zuhilfe
nahme von Tonwalzen in einen m it Salzsäurebeize ge
füllten Trog geleitet (oft auch ein System von Trögen mit im mer stärker werdender Beize) und passieren schließlich das Zinkbad, um dann aufgehaspelt zu werden. Abb. 4 zeigt die Anordnung einer solchen Anlage, und zwar für IG Drähte. Man baut sie für 12 bis 50 D rähte. Daß man sich bei diesen Anlagen auch alle möglichen sonstigen Vorteile zunutze macht, ist selbstverständlich. D ie Muffelglühöfen werden z. B. m it Generatorfeuerung und Rekuperatoren aus
gestattet, und man erreicht dabei Kohlenverbrauchs
zahlen von 6 bis 10% der verzinkten Ware.
Es wurde w eiter oben bereits der H a r t z in k b ild u n g Erwähnung getan. Diese Legierung von Zink und E isen entsteht vorwiegend durch Lösung des Materials der W annenwände durch flüssiges Zink, außerdem aber auch durch Lösung des Eisens der eingeführten D rähte im flüssigen Zinkbade.
D ie H artzinkbildung wächst m it zunehmender Badtemperatur, weshalb eine Erwärmung der Wannen durch Stichflam m e bzw. durch direkte Feuergase zu vermeiden ist. D ie geeignetste Temperatur des Zink
bades liegt zwischen 440 und 480°; der beste Schutz gegen übermäßige Hartzinkbildung aber ist ein mög
lichst großer R aum inhalt der Pfannen, da sie einen guten Wärmespeicher darstellen und etwa nötig werdende, übermäßige plötzliche Erhitzung möglichst ausschließen2). D ie Temperatur des Zinkbades wird
') Siehe Technisches Z e n tralb latt 1910, N r. 38.
2) Vgl. C. D i e g e l : Einiges über die Lebensdauer von Verzinkeroiw annen a. a. 0 .
fast allgemein durch elektrische Pyrom eter erm ittelt.
Durch Anordnung von registrierenden Voltmetern ist man in der Lage, diese Erm ittlung ständig ausüben zu können, wodurch man ein getreues Bild der B e
triebsverhältnisse erhält.
D as Hartzink (Fe Zn7 und Fe Zn3) sam m elt sich am Boden und an den W änden der W anne an und bildet durch seinen lagenartigen Aufbau mehr oder minder eisenhaltiger Schichten insofern einen gewissen Schutz gegen weitere Auflösung des Wannenmaterials durch das flüssige Zink, als der Gelialt an Eisen in der L e
gierung 10 bis 12 % an den der W and zugekehrten Stellen nicht überschreitet. In der R egel enthält sie 2 bis 3 % Fe. Abb. 5 zeigt einen mikrophoto
graphischen Schliff eines Hartzinkstückes. D ie hellen Stellen sind Zinkkristalle im dunklen Grunde des Hartzinks. D ie weitere Anreicherung am Boden der Pfannen, die wohl in erster Linie aus dem D raht
material herrührt, muß als breiige Masse allwöchent
lich oder noch öfter aus den Zinkbädern entfernt
Abbildung 5. H a rtzin k m it eingebetteten Z inkkristallen.
und durch reines Zink ersetzt werden, da sonst bei dem Durchziehen der D rähte durch Hartzink rauhe, blätternde Ueberzügc entstehen. Durch Bestreichen der Wannenwände m it einem Brei aus Lehm und Wasserglas und Auftrocknenlassen dieses Aufstrichs vor dem Einschmelzen des Zinks hat man versucht, der Hartzinkbildung an den Wannenwänden zu steuern. Zur Vermeidung der Hartzinkbildung am Boden der Zinkpfannen hat man auch seine Zuflucht zu Blei genommen. B lei h at zwar nur einen um 100° niedrigeren Schmelzpunkt als Zink (325° gegen 420°), besitzt aber ein w eit höheres spezifisches Ge
wicht, 10,6 gegen 0,5 des geschmolzenen Zinks. In
folgedessen bleibt es beim Zusammenschmelzen m it Zink auch bei der hohen Erhitzung über seinem Schmelzpunkt, wie sie der Temperatur des flüssigen Zinks entspricht, immer am Boden der W annen und legiert sich auch nicht m it demselben. Mit Eisen geht Blei bekanntlich kaum eine nennenswerte Le
gierung ein, und deshalb fällt die Bildung einer solchen am Boden und den unteren Seitenwänden weg. Man erzielt also durch das flüssige Blei einen
748 Stahl und Eison. H erstellung m etallischer üeberzüge auf Flußeisen- und Stahldriihlen. 36. Jahrg. Nr. 31.
guten Wärmespeicher für das darüber schwimmende Zink. Man benötigt aber auch weniger Zink und er
zielt m ithin geringere Verluste durch Hartzinkbil
dung. Das sich trotzdem bildende H artzink schwimmt, weil spezifisch leichter, auf dem B lei und kann durch Abschöpfen leicht entfernt werden. In gewissem geringem Prozentsatz legieren sich zwar an den B e
rührungsstellen Zink und B lei, aber die Einbuße an Zink ist dadurch unerheblich. Man m acht sich, wie wir später sehen werden, diese Legierungsfähigkeit beim Verbleien von Drähten zunutze. D a die Drähte beim Verzinken die Bleizone entweder gar nicht er
reichen oder, w eil noch zu kalt, kein Blei auf ihnen haften bleibt, fä llt auch jeder Niederschlag von solchem praktisch auf denselben weg, eine Tatsache, die vom hygienischen Gesichtspunkte aus sehr n ich tig ist. Zur Veranschaulichung der Einrichtung einer Z in k w a n n e m it. B l e i sei die von T u r n b u ll in seiner schon mehrfach herangezogenen Arbeit an
gegebene Konstruktion in Abb. 6 wiedergegeben, bei der er sowohl eine Bekleidung der Wannenwände an
Abbildung 0. D rathverzinkungsw arm o m it B leibad zur H artzinkverm inderung.
den sonst vom Zink benetzten Stellen durch Scha
m ottesteine vorsieht, eine Bleifüllung bis zu fast zwei D rittel des Wannenraums anwendet, als auch durch Teilung durch eine Schamottezwischenwand zwei Zinkschichten von verschiedener Tiefe erzeugt.
Die hintere Zinkschicht auf der Drahteinführungs
seite hält er verhältnism äßig niedrig zur Vermeidung von Hartzinkbildungen und läßt die eigentliche Er
wärmung despDrahtes im Blei vor sich gehen, um dann schließlich in der vorderen, stärkeren Zink
schicht zu verzinken. E s soll bei dieser Einrichtung also praktisch nur die unvermeidliche Hartzinkbildung an den Drähten, aber keine solche mehr an den Wannenwänden in Erscheinung treten. Turnbull w ill eine W anne ähnlicher A rt über neun Monate ohne die geringste Hartzinkanfressung im Betrieb gehabt und die Hartzinkbildung selbst auf 3 % herabgedrückt haben, eine Zahl, die nach den weiterhin zu machen
den Angaben als äußerst niedrig zu bezeichnen ist.
Mit steigender Temperatur wächst auch neben der Hartzinkbildung die Bildung von Z in k a s c h e (Zn O) infolge der Oxydation des flüssigen Zinks.
D iese schwim mt auf der Oberfläche des Bades und schützt das darunter befindliche Zink teilweise vor
weiterer Oxydation und ebenso, als schlechterW ärme- leiter, vor rascher Abkühlung. Auch übermäßige Zinkaschenanreicherungen müssen wöchentlich mehr
mals entfernt werden; man entfernt sie aber zweck
mäßig erst kurz vor Beginn einer neuen A rbeits
periode und läßt sie bei Betriebspausen auf dem flüssigen Bade des erwähnten W ärmeschutzes wegen;
H artzink und Zinkasche finden ihres hohen Zink
gehalts wegen bei der Zinkweißerzeugung Verwen
dung. Beim Verzinken von stark verzinkten Drähten konnte Turnbull auf Grund längere Zeit durchgeführ
ter W ägungen folgende Zahlen über H artzink- und Zinkaschenbildung fcststellen. E r fand, daß bei K oks
feuerung, und zwar für 1 qm vom Zink benetzter Oberfläche einschließlich des Bodens, die H artzink
bildung (bei 4 % Eisengehalt derselben) jährlich 3000 kg betrug, w obei also die H artzinkbildung an der W anne, den Führungen und den D rähten in B e
tracht kam. D en A nteil der W annenwände rechnet er dabei zu 2 5 % , also 750 kg, ein W ert, der m it Messungen anderer Forscher sehr gu t übereinstim m t.
Für die Zinkaschenbildung (m it 6 6% Zink) konnte Turnbull einen jährlichen Betrag für 1 qm freier Zinkoberfläche von 3000 kg feststellen. Beide W erte zeigen den großen Ausfall an Zink durcli diese Nebenerzeugnisse, den die Feuer
verzinkung m it sich bringt, und der die G estehungskosten bei diesem Verzin
kungsverfahren in fühlbarer W eise in die H öhe drückt. Turnbull stellte fest, daß beim Verzinken ohne Abstreifung von D rähten handelsüblicher Stärken, also von 7,5 bis 0,8 m m , von 100 t etwa 6 8% in den U cberzug der Drähte gehen, 1 8 % zu H artzink m it etwa 9 0 % Zinkgehalt werden, 1 2 % sich in Zinkasche m it etw a 6 8% Zinkgehalt verwandeln, während etw a 2 % als direkter V erlust durch Verflüch
tigung, Verbrennung und Vernachlässigung bezeich
net werden dürften. D as Verhältnis zwischen ta t
sächlich in den Ueberzug der D rähte gehendem Zink zu Hartzink und Zinkasche wird noch ungünstiger (bis zu 50 % mehr), wenn die D rähte abgestreift wer
den, da ja die bei ein und derselben W annengröße eintretenden Hartzink- und Zinkaschenbildungen stets ungefähr dieselben bleiben dürften.
Auch über die Stärke des Zinküberzugs bei feuer
verzinkten D rähten hat Turnbull Versuche angestellt.
W ie Zahlentafel 1 zeigt, nim m t diese m it fallender D rahtstärke ab und bleibt nicht etw a je qm Ober
fläche konstant, eine Voraussetzung, von der manch- Zahlentafel 1. S t ä r k e d e s Z i n k ü b e r z u g e s .
Nr.
St. W. G.
Nr.
mm
Oberfläche qm /t
Gewicht des Ucberzugs
kg
Zink f. d. qm' O berfläche
ln kg
8 4,064 127,5 43,2 0,33
13 2,337 221 61,6 0,28
21 0,813 634 126 0,198
mal bei der Kostenberechnung des Verzinkens aus- Nägel, Schrauben, N ieten zu erwähnen, da diese
gegangen wird. Arbeiten m eist in einer Drahtfabrik ebenfalls aus-
Bei Behandlung der Verzinkerei von Drähten auf geführt werden müssen,
heißem W ege ist auch das Verzinken der Geflechte, (Schluß folgt.)
U ntersuchungen über die V orgänge im H och ofen .
V on Geh. R egieru n gsrat P rofessor W . M a t h e s i u s in C harlottenburg.
(Schluß von Seite 703.)
3. August 1016. Untersuchungen über die Vorgänge im Hochofen. Stahl und Eisen. 749
I—<ür die B eu rteilu n g des B etriebsverlaufes eines -*■ H ochofens ergeben sich aus dem V erlaufe der Linien der Schaubilder außerordentlich w ertv o lle F olgeru n gen . E s g ib t zunächst in jedem B etriebs
falle ein bestim m tes V erh ältn is zw ischen direkter R eduktion im G e ste ll und im Schacht, bei w e l
chem bei steig en d er d irekter R eduktion die Giclit- gastem poratur sich n i c h t ändert. B efindet sich der B etriebsp u n k t im Schaubild R eihe I I I r e c h t s von dieser L in ie, so s i n k e n die Gichtgastem pe
raturen bei steig en d er direkter Reduktion. B e
findet er sich l i n k s von der senkrechten Linie gleicher G ichtgastem peratur, so s t e i g e n die G ichtgastem peraturen bei steigen d er direkter R e
duktion. Um in den Schaubildern der R eihe EU nun m it der w ü nschensw erten U ebersichtlichkeit diejenigen V eränderungen der G ichtgastem peratur
linien zur D a rstellu n g bringen zu können, die sich bei einer V eränderung der B etriebsgeschw in
digkeit ergeben (also beispielsw eise in den zw ei Fällen W ä rm ev erlu st = 5 0 0 oder 1 0 0 0 W E ), sind die betreffen d en W e r te je w e ils einm al in vollen und in unterbrochenen Linien in die Schau
bilder ein g etra g en worden.
H in sich tlich der L a g e der m-Linien war schon aus den Schaubildern R eih e I und II zu ersehen, daß ihr V erla u f in den Schaubildern der R eihe III eine sehr erhebliche A enderung beim W andern des B etrieb sp u n k tes in w agerech ter R ichtung nicht erleiden kann. D ie B eobachtung der V er
änderung des m -V erhältnisses ist deshalb also s t e t s ein v o rzü g lich es M ittel, um zu erkennen, ob w ährend des B etrieb es die direkte Reduktion steigt oder sinkt.
Es ist nunm ehr m öglich, jed en praktischen B etriebsfall zu treffend in die theoretischen Schau
bilder R eih e H I einzuordnen. Zu dem Zwecke ist gan z allgem ein folgenderm aßen zu v erfa h ren :
E s sind zu erm itteln : 1. das A u sb rin gen ;
2. der C x -B etra g durch E in setzen der W erte für C, Oe, CFe, Cez und m/ in die Cx-G leichung;
3. durch eine Gesam tw ärm ebilanz des Hoch
ofenbetriebes die K ühlw asser- und A usstrahlungs
verluste ;
4. aus Cx der P ro zen tsa tz der direkten R e
duktion.
H ierauf is t
5. durch E in tragu n g der in B etracht kom
menden W e r te in das für diesen F all nunmehr X X X I.S5
zu zeichnende theoretische Schaubild R eihe I I I zu prüfen, ob die W erte für C, Cx, in' und die G ichtgastem peratur säm tlich auf einen bestim m ten B etriebsfall zutreffen. I s t dies nich t der F a ll, so ist bei der E rm ittlung irgendeiner der v orh er bestim m ten G rößen ein F eh ler gem acht worden.
Am leichtesten w erden derartige F eh ler bei der E rm ittlu n g des G esam t - K ohlenstoffverbrauches je K ilogram m R oheisen unterlaufen. B ei dieser F eststellu n g, die gleich zeitig eine genaue E rm itt
lung des W asser- und A sch en geh altes des K okses erfordert, muß deshalb die größtm ögliche S o rg fa lt aufgew endet werden. I s t C feh lerh aft bestim m t, so folgt natürlich auch ein unrichtiges Cx aus der Cx-Gleichung. I s t die U ebereinstim m ung aber in ausreichendem Maße vorhanden, so sind nun
mehr die B etriebsverh ältnisse des betreffenden Ofens e i n d e u t i g bestim m t, und es kann zur Erw ägung geschritten w erden, w elch e A bände
rungen unter U m ständen zu treffen sein würden, um zu günstigeren Ergebnissen zu gelangen. E s kann j e t z t auch mit Sicherheit vora u sg esa g t w er
den, w elche Folgen die eine oder die andere beab
sichtigte Betriebsm aßnahm e notw endig haben muß.
A eußerst w ertvoll erscheint die durch A uf
stellung getrennter G estell- und Schachtbilanzen gewonnene E rkenntnis, die erm öglicht, anzugeben, w ie groß der A n teil der direkten R eduktion im G estell und im Schacht ist, denn die B etrie b s
maßnahmen, die erforderlich sind, um die direkte Reduktion zu vermindern und K oks zu sparen, sind keineswegs die gleichen, w enn die direkte R eduktion überwiegend im Schacht oder im G estell erfolgt. Eine direkte R eduktion im Schacht kann nur erfolgen, wenn dort auf erheblichen Strecken die Temperatur so hoch is t, daß K ohlensäure in reichlichem Maße w ieder zu K ohlenoxyd reduziert wird.
Eine V erringerung der Schachttem peratur muß unm ittelbar eine V erm inderung der G ichtgas
temperatur zur F olge haben. D iejenigen B etriebs
veränderungen also, w elche die V erm inderung der Gichtgastemperatur bewirken, müssen deshalb um
gekehrt im allgem einen zu einer V erm inderung der direkten Reduktion im S chacht führen. E s sind dies, w ie aus den Schaubildern hervorgeht, die Erhöhung der W indtem peratur und unter Umständen die B eschleunigung des Ofenganges.
Letztere Maßnahme bew irkt unm ittelbar eine V er
minderung der A usstrahlungs- und K ühlw asser- 96
750 Stahl und Eisen. Untersuchungen über die Vorgänge im Hochofen. 36. Jahrg. Nr. 31.
Verluste und hierdurch eine Verringerung des K oks- verbrauchcs. Durch diese w ird aber m ittelbar die G ichtgastem peratur erniedrigt. W ürde indessen eine B eschleunigung des Ofenganges bei unver
änderter B eschaffenheit der E rze durchgeführt w erden, so würde zunächst zw eifellos die M enge der unreduziert in das G estell gelangenden E rz
an teile erhöht, also die direkte R eduktion im G estell v erg rö ß ert und der Cx -V erbrauch erhöht
werden. D ie B etriebsb esch leu n igu n g ohne g leich - höht wird.
JO % (//r./fei/. /mSc/ap/f.
70 %d/r/fed./m 6esfe//.
H?r t
JO% ofa/fed imScOoc/?/.
70% d/e/fed./mOesfe//
#¿'000°
JO% Ausbringen H i/sschoubdd der Gichtgostemperoturen
— H'-teOÖH'£
— tV.-t.-fOOOW£
x\bbildung 9 und 10.
z e itig e Erhöhung der R ed u zierb ark eit der E rze wird deshalb nur in selten en F ä llen zu einer K oksersparnis führen. E s wird vielm eh r m eist die Ex-sparnis an K oks, die durch E rhöhung der B etriebsgesch w in d igk eit sich aus der unteren H älfte der Schaubilder ergibt, zusam m en m it der K oksersparnis, die aus der V erm inderung der direkten R eduktion im S chacht fo lg t, aufgehoben w erden durch den K oksm ehrverbrauch, der durch E rhöhung der direkten R eduktion im G estell ein- treten muß.
D ie B etriebsbeschleunigung im V erein m it einer E rhöhung der R eduzierbarkeit der E r z e em pfiehlt sich gan z besonders für unsere heutigen H och
ofenbetriebe auf w eiß es E isen , die, w ie die E r fahrung leh rt, m eist kaum noch eine erh ebliche direkte R eduktion im Schacht, dafür eine um so .stärkere im G estell b esitzen . H ier kann die a llein ige E rhöhung der B etrie b sg esch w in d ig k eit w ohl nur in den selten sten F ä llen eine K ok s
ersparnis bringen. D a g eg en ste h t eine sichere und beträch tliche E rsp arn is in A u ssich t, wenn g le ic h z e itig die R eduzierbarkeit der E r z e er- D ie se s E rgeb n is kann freilich nur bei B etrieben v o ra u s
g e s a g t w erden, die z u r
z e it noch m it einer die G renze von rund 1 0 0 ° , und zw a r in diesem F a lle j e m ehr, j e b esser, über
schreitenden G ich tgas
tem peratur arbeiten. B ei allen denjenigen B e tr ie ben aber, bei denen in
folge ein es n iedrigen A u s
b ringens die G ich tgastem p eratu r j e t z t schon nahe an 1 0 0° lie g t, kann eine E rh öh u n g der R ed u zier- q%Ausbringen bark eit der E r z e auch m it g le ic h z e itig e r Erhöhung der B etrieb sg esch w in d ig k e it einen E rfo lg in er
w ünschtem M aße nicht bringen, es muß vielm ehr g le ic h z e itig eine E rh ö
h ung des A usbringens stattfin d en . Ob diese nun durch Zukauf reicherer E r z e oder durch A n reich e
ru n g der vorhandenen E r z e gü n stiger b ew irk t w erden kann, ist nur von F a ll zu F a ll zu en tsch ei
den. Jed en fa lls is t aber aus a llen diesen E r ö r te rungen zu folgern, daß nur eine E rhöhung der R eduzierbarkeit der E r z e , u n ter U m ständen in V er
bindung m it einer E rhöhung des A usbringens und einer Erhöhung der B etrieb sg esch w in d ig k eit, zu einer erheblichen V erm inderung des K ok sverb rau ches führen kann.
B eim V erg leich der Schaubilder für das A us
bringen von 3 0 und 4 0 % tr itt auffallend in E r
scheinung, daß der K okskohlenstoffverbrauch zur D eck u n g der A u sstra h lu n g sv erlu ste v o n 5 0 0 bzw . 1 0 0 0 W E j e K ilogram m R oheisen in beiden F ällen g leich groß erscheint. E s w ürde u n rich tig sein, w enn man hieraus die F o lg eru n g ziehen w o llte, daß diejenigen W ärm em engen, die bei den beiden versch ied en en H ochofenbetrieben zur D eck u n g der A u sstra h lu n g sv erlu ste tatsäch lich verb rau ch t wer-
70.
0-
50% VOVtr 50 % Ausbringen
Hi/fsschoubi/d der Gichtgosfemperofuren -W-r.-SOOH' £
— w-,.-iooow e.
Thom aseisen.
3. August 1916. Untersuchungen, über d ie Vorgänge im Hochofen. Stahl und Eisen. 751 (len, g leich groß seien. E s is t vielm ehr zu be
achten, daß die H öh e des W ärm ebedarfes für die D eck u n g der A u sstrah lu n gsverlu ste in beiden F ällen zu .je 5 0 0 bzw . 1000 W E angenommen wurde, d. h. es is t v o r a u sg e se tz t w orden, daß sicli aus einer über den B etrieb eines Hochofens auf
genomm enen W ärm ebilanz dieser Aufwand an W ärm eeinheiten ergeben habe. E s soll jedoch nicht heißen, daß die B etriebsgeschw indigkeiten in beiden F ä llen ta tsä ch lich gleich seien, vielm ehr kann m it S ich erh eit a u sg esa g t werden, daß von zwei H ochöfen, die die g l e i c h e n A usstrahlungs
verluste haben, derjenige m it dem geringeren A usbringen eine höhere
B etrieb sg esch w in d ig k eit haben muß.
Im m erhin ist aus die- Schaubildern noch übersichtlich und k lar zu erkennen, w elche fortlaufenden V er
änderungen im B etriebe sich ergebenm üssen, wenn das A usbringen beliebig geändert w ird. E ine die B etriebsergebnisse in die
ser B ezieh u n g vollk om men k la rstellen d e Ueber- sicht gew äh ren die Schau-
75 %d/r/?ed/m Schacht 25 %d/r.A*ed./m Geste//.
Wt -6 0 0 0
R eihe II I; es is t in ihnen lediglich an S telle der A bszissen, die bei R eihe I I I die verschiedene V ertei
lung der direkten R eduktion zur D arstellu n g brin
gen , liier die V eränderung des A usbringens g etreten . D ie B etrach tu n g der einzelnen B ildgruppen ergibt nun hier das N a ch fo lg en d e: D er K oks- kolilenstoffverbrauch für 1 kg R oheisen ändert sich bei geändertem A usbringen entsprechend den
jenigen im oberen T eil des Schaubildes stärker ausgezogenen, nur w enig schräg von lin k s nach rechts ansteigenden p arallelen, geraden L inien, die jew eils an der rechten S eite der Schaubilder m it den B ezeichnungen 0 bis 1 0 0 % direkte R e-
75 % d/r./?ec//nf ScAocA/
2 5 % dir/?ed. im G este//
Wt 'S 00°
1.0
sen nicht gan z
l
o/f00 02
-i.
__ --
---
— ■yif?~77c{ir ~L' .... •p \1 i \ j s i i r p
d . .500# f
W ..1W O # 5
50% vo%
tiilfisch o u ö i/d der 6ichtgostempero/uren -* -,-5 0 0 * 5
1000*5
bilder R eih e IV (v g l.
Abb. 9 bis 12).
B ei d ieser F e s ts te l
lung m ußte dem U m stande Rechnung g etra g en w e r den, daß u nter V erm ei
dung körp erlich er D a r
ste llu n g , also in der Ebene, eine neue V ariante in die Schaubilder nicht aufgenommen w erden konnte, w enn nicht auf der anderen S e ite eine A usschaltung früherer Varianten stattfan d .
D ie V ergleich un g der eingangs erwähnten Zu
sam m enstellung der Zahlenangaben von 25 Hoch
ofeneinzelbetrieben ergab, daß gan z überwiegend bei den Thom aseisenbetrieben die V erteilung der direkten R eduktion auf Schacht und G estell in der A rt stattfan d , daß rund 30 % derselben im Schacht, rund 7 0 % im G estell erfolgt; während bei den G raueisenbetrieben w egen der höheren Tem peratur des S chachtes diese V erteilung sich so ergibt, daß etw a 75 % der direkten Reduktion im Schacht und nur etw a 2 5 % derselben im G estell sta tth a t.
D ie Schaubilder der R eih e TV wurden des
halb u n ter Z ugrundelegung dieser Annahmen ent
worfen. Sie haben auch in der allgem einen An
ordnung denselben Aufbau w ie diejenigen der
J OXAusör/ngen
■s.
00 "f H'^ l * J5 ' ! > " '"J 0% Ausbringen
*-,-500*5
W -, ’.1 0 0 0 * 5
■50% 10%
Ausbringer?
JO% Ausbringen JÖ% Ausb/bigen
thifsschavbi/d der OicAtgonfempero/uren
— * -, -5 0 0 * 5
— *■, -7 0 00*5 Abbildung ll~ u n d 12. Graueisen.
duktion gekennzeichnet w orden sind. D ieser V er
lauf der Linien lehrt also, daß eine V eränderung in der direkten R eduktion bei allen m öglichen Ausbringen unter günstiger G leichhaltung aller übrigen Betriebsbedingungen eine gleichbleibende Veränderung des K okskohlenstoffverbrauches b e
dingt. D ie verschiedene H öhenlage dieser Linien in den Schaubildern, die die W indtem peraturen von 6 0 0 ° bzw. 8 0 0 ° betreffen, läß t ohne w eiteres erkennen, w elche K oksersparnis durch die E r höhung der W indtem peraturen bei allen A u s
bringen unter Umständen zu erreichen ist. D ie V oraussetzung für eine E rzielung einer K ok s
ersparnis durch Erhöhung der W indtem peratur bleibt aber naturgem äß auch immer diejenige, w ie schon aus den früheren Schaubildern entnom men
?5ä Stahl und Eisen. Untersuchungen über die Vorgänge im Hochofen. 36. Jahrg. Nr. 31.
V erd en kon n te, daß in den G ichtgasen noch W ärm e gen u g vorhanden ist, um die E rniedrigung der G ichtgastem peratur, die durch eine Erhöhung der W indtem peratur immer h ervorgerufen w ird, im Ofengange vertragen zu können. Um das U rteil hierüber zu erleichtern, sind auch in diese Schau
bilder w ieder die L inien der G ichtgastem peraturen eingetragen w orden, die naturgem äß ihrerseits ab
hängig sind von dem V erbrauch an K okskohlen
sto ff j e K ilogram m R oheisen, der sich aus der oberen H älfte und aus der u n teren H ä lfte des Schaubildes ergibt. D eshalb sind auch in diese Bilder, w ieder um einen leichten V ergleich zu erm öglichen, G ichtgastem peraturlinien für die beiden verschiedenen B etriebsgeschw indigkeiten (W ärm everlu st = 5 0 0 oder 1 0 0 0 W E ) eingetra
g en w orden.
D iese G ichtgastem peraturlinien verlaufen in den Schaubildern für T hom aseisen von links unten nach rechts oben, während sie bei Graueisen von links oben nach rechts unten streichen. D iese V erschiedenheit ergibt sich ohne w eiteres aus den Schaubildern R eihe I I I infolge der beim E n tw u rf der Schaubilder R eihe IV von vornherein ge
m achten Annahme der verschiedenen V erteilu n g der direkten R eduktion auf Schacht und G estell des Ofens.
W ir k u n g v o n B etrieb sv e r ä n d e r u n g e n u n d -S tö r u n g e n a u f den K o k sv e rb ra u ch .
D ie bisherigen E rörteru n gen beziehen sich lediglich auf einen regelrechten H ochofengang im Beharrungszustande, und es ist nunmehr die F rage zu prüfen, w elchen E influß A enderungen oder Störungen des H ochofenganges auf die E rgebnisse ausüben. In dieser H insicht läß t sich von th eo
retischen G esichtspunkten aus sagen, daß jed e w ie im mer g eartete S töru n g des H ochofenganges eine entsprechende E inw irkung auf das m-Vcr- hältnis ausüben muß und daß dem entsprechend sich die B eträge an Cx und der G esam tkoksver
brauch ändern müssen.
F ü r die B eu rteilu n g der durch w illkürliche M aßregeln notw endig eintretenden V eränderungen sind lehrreich diejenigen Schaubilder, die die graphische In terp retation der Cx-G leichung en t
h a lte n 1), da aus ihnen zunächst zu ersehen ist, daß die L age der W indtem peraturlinien durch
aus abhängig is t von der G röße der K ühlw asser- und A usstrahlungsverluste, daß also j e nach der B etriebsgesch w in d igk eit eine V erschiebung der W indtem peraturlinien innerhalb dieser Schaubilder stattfin d en muß, die sehr bedeutende V erände
rungen im G esam tkoksverbrauch bedingen kann.
A endert sich dagegen bei gleichbleibender B e triebsgeschw indigkeit das m -V erhältnis, so muß bei gleichbleibender W indtem peratur die V erschie
bung des jew eilig en B etriebspunktes im Schau
bild en tlan g der L inie der obw altenden W ind- ') Vgl. S t. u. E . 1913, S. 1469/70.
tem peratur erfolgen. H ieraus geh t hervor, daß durch V erk lein erun g des m -V erh ältn isses sow ohl die Cx-B eträge als die B eträ g e an G esam tkohlen- stoff in beträchtlichem Maße w achsen m üssen.
A lle B etriebsu n regelm äßigk eiten , die im H och
ofen sieb ereign en können, m üssen ihren A u s
druck finden in ein er V eränderung der B e tr ie b s
gesch w in d igk eit, also ein er V eränderung der K ühl
w asser- und A u sstra h lu n g sv erlu ste j e K ilogram m R oheisen und in V eränderungen des m -V erh ä lt
nisses. Zu den g leich en E rgeb n issen ' g ela n g t man auch durch eingehendere B e tr a c h tu n g des K oh len stoffverbrauchs in den Schaubildern R eih e I I I nach d ieser R ich tu n g hin.
Nehm en w ir an, ein B etrieb arbeite m it 1 0 % direkter R eduktion, die au sschließlich im G estell erfolge, so is t ohne S ch w ierig k eit aus jed em der Schaubilder R eih e H I abzulesen, w ie hoch der K ohlenstoffverbrauch sein muß, v o r a u sg e se tz t, daß die K on stan ten Oe , Cez, Cpe das A usbringen usw . m it denen Ubereinstimm en, fü r die das S ch au bild entw orfen worden is t, und daß die B etrie b s
gesch w in d igk eit (oder der W ä rm ev erlu st j e K ilo gram m R oheisen) aus einer G esam tw ärm ebilanz des betreffenden Ofens bekannt ist. S teig t nun beisp ielsw eise die direkte R eduktion im G estell um w eitere 1 0 % durch V eränderungen des M öllers, indem an die S te lle ein es leich t reduzierbaren E rzes ein sch w er reduzierbares tr itt, so muß g leich zeitig der K o k ssa tz erhöht oder der E r z sa tz ern ied rigt werden, w ie aus dem Schaubild hervorgeh t, w enn nicht ein W ärm em angel im Ge
ste ll mit seinen bekannten F o lg e n ein treten soll.
D ie B eobachtung des sich innerhalb der D urch
sa tz z e it ein stellenden neuen m -V erh ältn isses wird unter Z uziehung ' des Schaubildes so fo rt dartun, ob die getroffen e V eränderung dem dauernden G leich gew ich t der w ärm everbrauchenden und er
zeugenden V orgänge en tsp rich t, oder ob im Ge
ste ll W ärm eüberschuß oder W ärm em angel in der nächsten Zeit zu erw arten ist.
Tst die E inw irkung des sch w erer reduzierbaren E rzes derart gew esen , daß auch d irek te R eduk
tion im S chacht entstanden is t, so m acht sich dies insbesondere bei höheren P r o z e n tsä tz e n der g e sam ten direkten R eduktion durch eine ent
sprechende E rn ied rigu n g der G ichtgastem peratnr bem erklich. D em entsprechend rückt dann in Schaubild R eihe I I I der B etriebsp u n k t w e ite r von links nach rech ts und z e ig t an, w elch es prozen
tu ale M engenverhältnis zw isch en der direkten R e
duktion im S ch ach t und im G estell b esteh t. Mit dieser S icherheit können natürlich nur B etriebs
veränderungen v e r fo lg t w erden, die sich w enig
stens ziem lich gleichm äßig auf den g a n zen Quer
sch n itt erstrecken. E rleid et der O fengang da
g eg en ungleichm äßige Störu n gen , etw a hervor
gerufen durch die B ildung seitlich er A n sä tze, so m acht sich diese V eränderung sofort an der Gicht durch V erkleinerung des m -V erh ältn isses bemerk
