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GeschältsfO hrer d e r
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st c llv e r t r . G e s c h â lt s IO h r îrn ord w e stlic h e n G ruppe ^ d e s V e r e in s d e u ts ch e r
te ch n is ch e n T e ile s
Or. W. B e u m e r , % B U l i I I 1 1 1 8 1 1 l l l l l f 1 1 1 D r . - f l n g . 0 . P e t e r s e n ,
d es V e re in s d e u ts d ie r E ls e n - und S ta h l-
in d u s trie lle r.
EisenhQttenleute.
ZEITSCHRIFT
FÜR DAS D EU TSCH E EISENHÜTTENW ESEN.
Nr. 36. 5. September 1912. 32. Jahrgang.
N i e d e r r h e i n i s c h e B r a u n k o h l e i m M a r t i n w e r k s b e t r i e b .
I n Deutschland und Oesterreich befinden sich bcdeu--*• tende Braunkohlenlagerstätten, von denen die wichtigsten, oft über 30 m mächtigen Lager in Böh
men, am Erzgebirge, in der Provinz Sachsen, in der Lausitz und im Rheinlande liegen. Geringere Bedeutung haben die Vorkommen in der Mark, in Posen, Hessen-Nassau, Schlesien, im Großherzog
tum Hessen und bei Helmstedt. Für die rheinisch
westfälische Industrie kommt hauptsächlich nur das Vorkommen am Niederrhein in Frage, das im m itt
leren Teile der Kölner Bucht abgebaut wird.
Trotzdem der Heizwert der niederrheinischen Roh
kohle höchstens 2300 bis 2400 WE beträgt gegen 4500 WE bei mitteldeut
scher und 6500 WE bei österreichischer Braun
kohle, stellt sich ihr Abbau doch äußerst lohnend, weil die Ueberdeckung nur 10 bis 12 in beträgt, so daß der Abbau ausschließlich im Tagebau erfolgt. Die geförderte Kohle hat erdige Beschaffenheit und einen wechselnden geringen Ge
halt an Stücken; sic wird größtenteils brikettiert. Die Brikettierungsfähigkeit der Braunkohle hängt ab von dem Gehalt an chemisch
gebundenem Wasser und vom Bitumengehalt. Je mehr Bitumen vorhanden, desto weniger chemisch gebundenes Wasser bleibt erforderlich. Letzterer Ge
halt soll zwischen8 bis 20% ausmachen, während der Bitumengehalt nicht mehr als 13 bis 14 % sein darf.
Je weicher die Kohlenart, desto geringer ist der Bitu
mengehalt, bei rheinischer Braunkohle sogar bis 1 %.
Durch das Brikettieren steigt der Heizwert der Braunkohle erheblich, wie aus nachstehender Gegen
überstellung hervorgeht:
C II , O+N S Asche Wasser Heizwert
% % % % % % W K
R hkohle 26,12 2,02 10,97 0,22 1,57 59,10 2000 Brikett . 55,56 4,30 23,33 0,47 3,34 13,00 4960 Die niederrheinische Braunkohle zeichnet sich durch einen geringen Gehalt an Schwefel aus (‘/ 2 %
XXXVI.JJ
auf wasser- und aschefreie Substanz bezogen), während er bei der sächsischen Kohle bis über 8 % beträgt. Dieser geringe Gehalt an Schwefel läßt die Kohle besonders für metallurgische Zwecke geeignet erscheinen. Abgesehen davon wird durch den geringen Wasscrballast der Transport der Braun
kohle in Form von Briketts billiger.
Da in Rheinland-Westfalen geeignete Steinkohlen zur Stahlerzeugung reichlich zur Verfügung stehen, sahen sich erst in neuerer Zeit einige Hüttenleute veranlaßt, auch die niederrheinische Braunkohle
für Wärm- und Schmelzzwecke im Stahlwerks
betriebe zu verwenden. In erster Linie ist hier zu nennen Direktor R in n e vom Stahlwerk Schulz- Knaudt in Angerort bei Duisburg, der seit mehr als Jahresfrist mit Erfolg rheinische Braunkohle im Martinwerksbetriebe verwendet. Diesbezügliche Untersuchungen hat neuerdings H e n ry M arkgraf*
daselbst angestellt, deren Ergebnisse die Fachleute wohl interessieren dürften. — In Angerort werden die sogenannten Industriebriketts vergast; ihre .Ana
lyse geht aus Zahlentafel 1 hervor.
Der Wassergehalt der Briketts stellt sich im Durchschnitt auf 16,3% , der Aschengehalt auf
* Doktor-Dissertation, Kgl. Techn. Hochschule Breslau; Verlag Stahleisen m. b. H ., Düsseldorf 1912.
50 Z a h lc n ta fo l 1. A n a l y s e n v o n B r i k e t t s .
l 2 3 4 5 c
W asserverlust beim Liegen in
m it W asserdam pf halb gesättig , o//O »,/O o- o/ 0//O % ter Luft. — Lufttrocken . . . 0,56 3,55 0,94 1,39 1.80 1,05 !
A n a ly s e d e r l u f t t r o c k e n e n D u r c h s c h n i t t s p r o b e n .
K o h le n s to ff... 54,87 55,99 55,36 54,70 56,32 55,27 ; Wasserstoff . ... 4,51 4,09 3,97 4,13 4,25 3,88 S tic k s to ff... 0,68 0,46 0,57 0,43 0,48 0,49 S a u e r s t o f f ... 22,00 21,43 21,86 22,68 22,74 21,38 S c h w e f e l... 0,74 0,45 0,69 0,47 0,35 0,64 A s c h e ... 6,42 4,63 5,76 4,12 3,51 5,53 F euchtigkeit (durch Trocknen bei
105° C b e stim m t)... 10,78 12,95 11,88 13,41 12,37 12,81 Verbrennungswärm e der lu ft
trockenen Proben (durch Ver
brennen im verdichteten Sauer- W E W E W E W E W E W E ,
| stoff e r m it te l t) ... 5182 5156 5120 5037 5253 5127 i Demnach beträgt dio V erbren
nungswärm e der ursprünglichen
K o h le ... 5153 4973 5072 4917 5158 5073
1478 Stahl und Eisen. Niederrkeinische Braunkohle im Martinwerksbetrieb. 32. Jahrg. Nr. 30.
4,2% . Die Briketts sind sehr hygroskopisch; der Wassergehalt eines Briketts, das 24 st im Wasser lag, stieg von 12,94 auf 18,23%, entsprechend einer Zunahme von 42 %. Das Brikett selbst zerfiel hier
bei. Einen gewissen Feuchtigkeitsgehalt werden daher die Briketts beim Transport oder Lagern aus der Luft aufnehmen, der sich beträchtlich steigern kann, wenn sie Regen ausgesetzt werden.
Im Gegensatz zur Steinkohle, bei der oft eine bedeutende Stocharbeit benötigt wird, müssen Braun-
Abbildung 1. Gaserzeuger.
kohlenbriketts bei der Vergasung im Gaserzeuger möglichst vor Erschütterungen bewahrt werden, wenn sic nicht zu Pulver zerfallen sollen. Es gilt als ein großer Vorteil, daß beim Braunkohlenbetrieb im allgemeinen nicht gestocht zu werden braucht;
ganz läßt sich aber diese Arbeit nicht vermeiden.
Arbeitet man ohne Dampfzufuhr, was möglichst zu erstreben bleibt, so geht der Gaserzeuger leicht derartig heiß, daß die Schlacke zu schmelzen beginnt und große Klumpen bildet, die den ganzen Betrieb dann unter Umständen zum Erliegen bringen können.
Beim Abschlacken, was in Angerort alle 24 st ge
schieht, müssen diese Schlackenmengcn mechanisch
zerkleinert werden. Dies wird von oben her durch die Stochlöcher mit eisernen Stangen bewirkt. Es läßt sich bei dieser Arbeit natürlich nicht vermeiden, daß auch entgaste und halbvergaste Briketts zer
stoßen werden, die dann durch die beim Stochen sich bildenden Löcher in den Aschenbehälter fallen und für die Vergasung verloren sind. Es ergibt sich daraus ein verhältnismäßig großer Rückstand an unverbrannten Teilen in der Asche, die unbenutzt zur Halde wandern.
Die weit verbreitete Anschauung, Braun
kohlen seien bei der Vergasung „gutmütig“, d. h. sie zeigten bei der Vergasung keinerlei Neigung zu Schlackenbildungen, ist eine durchaus irrige. Die Asche der nieder- rheinischen Braunkohle weist einen hohen Kalkgehalt auf, wie folgende Analyse zeigt:
o/ o /
/o /o
Si 0 . . . . 0,95 Ca 0 . . . 29,64 F e2 0 3 . . 24,72 Ca SO, . . 36,74 Al. 0 3 . . 1,14 C a C 0 3 . . 5,74
Um die Vorgänge im Gaserzeuger (vgl.
Abb. 1) einer genauen Untersuchung zu unterziehen, wurde der Schachtmantel von Markgraf in Abständen von 200 mm mit Löchern versehen, durch die aus dem Brennstoff aus verschiedenen Tiefen Gas
proben entnommen wurden. Die Ergeb
nisse sind in Zahlentafel 2 zusammengestellt.
Die Höhe der Vergasungszone schwankte hiernach zwischen 350 und 1000 mm, die der ganzen Brennstoffsäule einschließlich der Vergasungszone zwischen 600 und 1270 mm.
Die Winddrücke, gemessen an dem Wind
zuleitungsrohr, wechselten zwischen 40 und 80 mm Wassersäule.
Aus den Versuchen Markgrafs kann folgendes entnommen werden:
Die Verbrennung zu Kohlensäure und die Zersetzung zu Kohlenoxyd gehen in ziemlicher Nähe des Windaustritts vor sich. Die Vergasungszone liegt im Gaserzeuger nicht horizontal, sondern ihre Lage paßt sich der kegelförmigen Lufthaube an. Die Uebergänge zwi
schen der Aschenschicht und der Ver
gasungszone und zwischen dieser und der E n t
gasungszone sind ziemlich scharf begrenzt.
Auf dem Wege zum Martinofen erfährt die Zusammensetzung des Braunkohlengases wesent
liche Veränderungen, und zwar sowohl in den Kanälen und Leitungen zum Ofen als auch besonders beim Durchströmen der erhitzten Gas
kammern. Markgraf untersuchte das Gas in Angerort an dem Stutzen auf dem Gassammel
rohr bei dem Gaserzeuger (I), am Ueber- leitungsrohr vom Kanal zur Gasreversierglocke (II) und an der obersten Stelle der Gaskam
mer unmittelbar vor den Schlitzen zu den.
5. September 1912. Niederrhcinische Braunkohle im Martinwcrkshetrich. Stahl und Eisen. 1479
Zahlcntatcl 2. G a s a n a l y s e n a u s d em G a s e r z e u g e r .
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£ CO ,
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T ie fe d e r P r o b e -
s te ile
¡in G a s e rz e u g e r
n u n
B e m e rk u n g e n
2 3,3 — 9,3 6,3 — — 40 45 , 600 350 120 300 ‘/i Stunde später als 1
1 0,3 — 13,2 6,1 — — 40 45 600 350 120 300
3 — — 0,1 32,5 — — 30 23 '800 500 120 380
4 0,3 — 0,4 ' 30,6 ,— — 30 23 ' 800 500 120 380 y2 Stunde später als 3
5 0,2 — 0,5 30,5 2,5 — 30 20 800 500 320 300
6 — — — 30,5 3,0 — 30 20. 800 500 320 309
S 12,7 — 3,9 4,5 — — 80 , 3 1100 600 440 700 1 In Zwischenräumen
9 15,8 — 1,4 2,7 — — 80 3 1100 600 440 700 > von ‘/< Stunde hinter-
I 1,2 — 14,0 4,8 — — SO 3 1100 600 440 700 j einander entnommen.
10 0,0 .— 0,4 10,0 — — : . 35 20 — — — —
11 0,5 — 10,3 9,6 — — , 35 20 — — 3. Loch 440
12 0,2 — 0,5 34)4 0,8 1,5 24 20 1000 600 450
1? . 0,5 — 0,1 33,1 0,9 1,7 24 20 1000 600 300
14 11,2 1,1 0,4 13,1 0,4 5,1 40 38 1270 1000 2. Loch 300
15 0,0 0,1 0,5 32,2 1,0 7,6 40 35 1000 500 — 300
16 0,2 0,0 0.4 33,3 0,9 4,3 40 35 1000 500 — —
Zügen (III). Es ergaben sicli folgende Durch
schnittsanalysen: j n m
% %
C02 ... 3,8 4,5 5,5 CnHm ... 0,4 0,2 0,3
0 1,0 0,0 0,8
C O ... 27,7 28,7 26,3 H ... 10,3 11,0 11,5 CH «... 1,2 1,2 1,4 Bei einem Vergleiche der Analysen I und II fällt besonders die Zunahme an Kohlensäure um 19% und die Abnahme an Sauerstoff um 40%
auf, die das Gas auf seinem Wege vom Gaserzeuger zum Martinofen erfährt.
Während das Gas von den Gaserzeugern zum Martinofen sich abkühlt, wird es in den Kammern im Durchschnitt auf 10940 C erhitzt. Die Tem
peratur stieg bis auf 1225 0 C. Es erfolgte hierbei eine Steigerung des Kohlensäure- und Wasserstoff
gehaltes und eine Abnahme an Kohlenoxyd; außer
dem stieg der Sauerstoffgehalt.
Keben dem Wassergehalt des Gases spielen auch die Teerdämpfe hinsichtlich der Gasumsetzungen in den Gaskammern eine nicht unwesentliche Rolle.
Die Teerdämpfe zersetzen sich in der hohen Hitze und zerfallen unter Abspaltung von Kohlenstoff in einfachere Verbindungen. Es dürfte nicht un
wahrscheinlich sein, daß sich mit diesem fein ver
teilten Kohlenstoff Kohlensäure zersetzt und der Kohlenstoff sich auch mit freiem oder frei werdendem Sauerstoff verbindet. Je reicher ein Gas an Teer
dämpfen, desto mehr treten diese Um etzungen ein.
Die Zusammensetzung der Abgase wurde an drei Stellen bestimmt, an den obersten Stellen der Gas- und Luftkammer und am Sockel des Kamins.
Die Durchschnittsanalysen stellen sich wie folgt:
co, o co II
% % % %
Gaskammer . . . . 16,4 1,2 0,4 0,4 I.uftkammer . . . . 15,3 2,5 0,3 0,8 Kamin . . . 12.1 5,6 0,4 0,3
Daß der Gehalt an Kohlensäure in der Gaskammer sich höher stellt als in der Luftkammer, und daß in letzterer der Gehalt an Wasserstoff und Sauerstoff bedeutender ist, hängt wahrscheinlich mit den spezifischen Gewichten der Gase zusammen. Die Züge der Luft liegen höher als die des Gases, und die spezifisch leichteren Gase werden daher eher das Bestreben zeigen, oben statt unten abzuziehen.
Der Sauerstoffgehalt war in den Gasen im Kamin höher als in den Kammern infolge Undichtigkeiten im Kanal, besonders am Essenschieber. Durch
schnittlich hatten die Abgase der Luft- und Gas
kammer folgende Zusammensetzung:
c o ,
15,9% 0 1,9%
CO% 0,4
I I
0,6% 81,2
Der Luitüberschuß-Koeffizient beträgt demnach 1,1.
Der Betrieb wird auch tatsächlich mit einem mög
lichst geringen Luftüberschuß geführt; am Ende der Charge wird das Luftvcntil sogar fast ganz geschlossen, da sonst die Oefen zu heiß gehen.
Aus den Versuchen geht hervor, daß besonders Wasserstoff und Kohlenoxyd auf dem Herde nicht vollständig zur Verbrennung gelangen, da sich der bei der Verbrennung bildende Wasserdampf in hohen Temperaturen bei Gegenwart von Metallen, die als Kontaktsubstanzen wirken, leicht zersetzt. Abgesehen von diesen Dissoziationserscheinungen des Wasser
dampfes und der damit verbundenen Minderwirkung des Heizwertes treten no.h andere üble Folgeerschei
nungen bei einem hohen Feuchtigkeitsgehalt auf*.
Beim Braunkohlenbrikett-Betrieb liegen diese Verhältnisse noch ungünstiger als bei Betrieb mit Steinkohle, weil die Briketts einen bedeutend höheren Feuchtigkeitsgehalt haben. Steinkohle für Gas
erzeugungszwecke hat ungefähr 8 % Feuchtigkeit, was bei 4 cbm Gas aus 1 kg Kohle einen Wasser-
* Vgl. C. C a n a r i s , St. u. E. 1998, 15. April, S. 537/43.
1480 Stahl und Eisen. Niederrheinisclie Braunkohle im Martinwerksbetrieb. 32. Jahrg. Nr. 30.
gehalt von 20 g/cbm ergibt. Die Braunkohlen
briketts in Angerort hatten im Durchschnitt 16,3%
Wasser, was bei 3 cbm Gas aus 1 kg Briketts einem Wassergehalt von 54 g/cbm Gas entspricht. Würde g man nun mit Dampfzusatz im Braunkohlengas- o erzeuger arbeiten, so würde sich der Wassergehalt -S noch erhöhen. Aus diesem Grunde nimmt man
*
in Angerort hiervon Abstand trotz der entstehenden Schlackenklumpen. Markgraf untersuchte den
| Wassergehalt an denselben Stellen, an denen auch .1 die Gasproben entnommen wurden; im Durch
schnitt betrug der Wassergehalt im Gas 84,2 g/cbm, vor der Gasglocke 128 g/cbm und an der ober- sP sten Stelle der Gaskammer 96,5 g/cbm. Das Gas S nahm also im Kanal rd. 43,8 g/cbm auf und Ü verlor bei dem Durchgang durch die Gaskammern
31,5%.
Was den Tcergelialt der Gase anbelangt, so zeigte sich besonders bei kaltem Generatorgas eine starke Entwicklung von Teerdämpfen. Der größte Teil des daraus sich bildenden freien Kohlenstoffs wurde durch den Gasstrom bis zum Herde geführt, wo er verbrannte und dazu beitrug, die Flamme leuchtend js zu machen. Ein Teil schlug sich jedoch auf den Gittersteinen der Kammern nieder. Im Generator
gas wurde im Durchschnitt ein Teergehalt von 12,3 g/cbm festgestellt, am Gasübergangsrohr zur Gasglocke durchschnittlich 11 g/cbm, so daß also das Gas auf dem Wege vom Gaserzeuger zum Ueber- gangsrohr im Durchschnitt 1,3 g/cbm verlor.
Hinsichtlich der Gastemperaturen im Gassainmel- rolir wurde fcstgestellt, daß die Temperatur im all-
5. September 1912. Nicderrheinische Braunkohle im Martinwerksbdricb. Stahl und Eisen. 1481 gemeinen konstant blieb; sie schwankte zwischen
2280 und 2380 C und betrug im Durchschnitt 2300 C.
Es wird also beim Braunkohlenbrikett-Betrieb ein bedeutend kälteres Gas erzeugt als beim Stein
kohlenbetrieb, bei dem man eine Durchschnitts
temperatur von 6000 C annehmen kann. Der Grund des kälteren Ganges ist im hohen Wassergehalt der Briketts zu suchen. Die Gastemperatur vor der Gasglocke ergab im Durchschnitt 200° C; das Gas kühlt sich also auf dem Wege vom Gaserzeuger noch um weitere 3 0 0 C ab
0
(ier f. d. m — die Leitung in Angcrort besitzt eine Länge von rd. 35 m — um rd. 0,7 %.Markgraf hat ferner eingehende Untersuchungen über die Temperaturhöhe und über die Tcmpcratur- schwankungcn in den Wärmespeichern des Martin
ofens ausgefühit. Die genauen Stellen, an denen
die Messungen vorgenommen wurden, sind in der Zeichnung Abb. 2 jeweilig vermerkt. In der Haupt
sache stellen sich die gefundenen Ergebnisse wie folgt:
M e ß stelle I (Abb. 3, 4 und 5): Höchste Stelle der Gaskammer, vor den Schlitzen zu den Zügen:
Höchste gemessene T e m p e r a t u r ... 1225° C
Niedrigste „ „ 1020° C
Durchschnittstcmperatur des Gases . . . . 1094° C
,, der Abgase
Durchschnittliches Temperaturgefälle M e ß stelle II (Abb. 6): In */s
karnmer:
. 1137° C . 43° C Höhe der Gas- Höchste gemesseno Temperatur . .
Niedrigste „ „
D urchschnittstemperatur des Gases .,
„ der Abgase
Durchschnittliches Temperaturgefälle
1010° C 855° C 914° C 950° C 3G° C
Abbildung 3.
Gaskammer Meßstelle I.
72J0r I
72 0 0
70 6 ä 5 S 8 7 0 S 6 S ä
77S0
7 7 0 0 7 0 5 0
7000,
A b stich
12) 70 7070 7020 70M 70*° 70-50 77 7770 V20 77*> 77*0 77#> 72 7270 72*° 72*> 1290Uhr
Abbildung 4. Gaskammer Meßstelle I.
72 0 0
77SO
77 0 0
7 0 5 0 70 0 0
73 76 7V 7 6 7 6 7V 72 72 72 2 7 73 75 73 7 6 6 6 0
p ] A
rM K
2 270 2*° 2-70 2*° 260 j jw j/c jjo jyc ff so y yn yza y j o y w yso j j t o ¿¿o 530
5
S0
ff ff70Uhr Abbildung 5. Gaskammer Meßstelle 1.70 75 7 0 7 7 70 73 73 72 70 72 70
Abbildung G. Gaskammer Meßstelle II.
6 2 6 0 27 70 7</2 72 77 70 77 77 73 72
M e ß stelle III (A bb.tt):
In
l/,
Höhe der Gaskammer:Höchste gemessene
Temperatur . . 807° C Niedrigste gemes
sene Tem peratur 637° C Durchschnittstem
peratur des Gases 697° C D urchschnittstem
peratur der Ab-
Jia j s a SM 5 K 5 X 6 ¿r» 5& 6*> SM 7 7® 7a 7*> 7M 7-a Uar ga s e ... ® Durchschnittliches
Abbildung 7. Gaskammer Meßstelle II I . Temperaturgefälle 59° C
1482 Stahl und Eisen. Niederrheinischc Braunkohle im M artinicerfabetrieb. 32. Jahrg. Nr. 3f>.
78 72 78 70 7 7 3 3 7 J 79 7J 76
M e ß stelle IV (Abb. 8):
Ina Kanal kurz vor dem E intritt in die Gaskammer:
Höchste gemessene Temperatur . . . 592° C Niedrigste gemessene
Temperatur . . . 199° C Durchschnitts tempe-
ratur des Gases . 284° C Durchschnitts tempe
ra tu r der Abgase 534° C Durchschnittliches
Temperaturgefällo 250° C M e ß stelle V (Abb. 9 und 10): Oberste Stelle der Luftkammer vor den Schlitzen zu den Zügen:
Höchste gemessene T e m p e r a tu r... 1348° C
Niedrigste „ „ 1240° C
Durchschnittstemperatur der Luft ... 1292° C
„ der A b g a s e 1307° C
Durchschnittliches Temperaturgefälle 15° C
7 9 0 0
22 73
7360
7300
7260 7200
r -
7900
72 73 73 72 70 76 77 3 3 6
" y j a y « ? y s o j J 7 0 J i O j j o
Abbildung 9.
Luft kam mer Meßstelle V.
73 6 0
7 3 0 0 7260
72 0 0
76
/ r \
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;f \ -A
I V A ö sftc/}\ y
\ VV
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V \/-
---
3 370 320 3JO 3*0 300 y yio yto yJO yvo yso j 310 jr/o jjo 6*0 S*o 6 6™ 620i
Abbildung 10. Luftkam m er Meßstelle V.
7 3 0 0 t
7V 7 7 73 7 3 76 79 7 6 76 72 70
7260
72 0 0 7760
7 70 0 ,
M eß stelle VI (Abb. 11): Zweite oberste Steinlage der Luftkammer:
Höchste gemessene Temperatur . . .
Niedrigste „ „ . . .
D urchschnittstemperatur der L uft . . der Abgase . 3-WJW s S’o 6*>
6
J0
f « eso 7 7* 770700
7« 7-» 3 ö™U7r Durchschnittliches Temperaturgefälle .Abbildung 11. Luftkammer Meßstelle VI.
1264° C 1175° C 1199° C 1231° C 32» C
27 TS 7 7 73 7 7
soo 73
7 3 0
SSO
wo 350
3 0 0
2S0„
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' j NM e ß ste lle VII (Abb. 12):
Im Kanal kurz vor dem E intritt in die Luftkammer:
Höchste gemessene Temperatur 885» C
Niedrigste „ „ 269» C
D urchschnittstemperatur der L u f t ... 350» C D urchschnittstemperatur der
A b g a s e ... 767» C Durchschnittliches Temperatur
gefälle ... 417° C Das Gas wird hiernach durch
schnittlich von rd. 285»C auf rd.
1100» C in den Kammern erhitzt.
Professor 'Dr.^nfi. F. M ay er* fand bei seinen ähnlichen Untersuchun
gen eines mit Steinkohlengas betrie- benen Siemens-Martin-Ofens eine Er-
Vjb y « </x j j m j i o j x j w j x g g « g x gjo gto g x 7 7 « 730 7X(jfyr
Mjf/cO.-JWfir ■
Abbildung 12. Luftkammer Meßstelle VII.
* St. u. E. 1908, 20. Mai, S. 717;
27. Mai, S. 756; 3. Juni, S. 802.
¡5. September 1912. Niederrheinieche Braunkohle im Martinwerkshelrieb. Stahl und Kiscn. 1483 hitzung von 650 0 auf 12500 C, also eine Temperatur
Zunahme von GOO0 C.
Die Erhitzung der Luft wurde von 350 0 C auf rd. 13000 C von Markgraf bestimmt, entsprechend einer Zunahme von 9500 C. Die entsprechenden Zahlen von Professor Mayer lauten 400 14000 und 1000° C. Gas und Luft werden also beim Braunkohlcnbetrieb nicht so hoch erhitzt wie nach Professor Mayer bei dem Stcinkohlenbetrieb, doch genügen die beim Braunkohlcnbetrieb erzielten Temperaturen, um einen flotten und scharfen Siemens-Martin-Ofenbetrieb zu erreichen. Nach Professor Mayer soll sich ein Temperaturunterschied von Luft und Gas nach der Erhitzung in den Kammern in der Höhe von 1001 bis 150° C als praktisch erweisen.
In Angerort stellte sich der Unterschied bei Braun
kohlenbriketts auf 2000 C. Die Temperatur der erhitzten Luft soll nach Professor Mayer nicht mehr als 5 0 0 C hinter derjenigen der Abgase Zurück
bleiben; sie betrug in Angerort im Durchschnitt 1 5 0 C. Die Temperaturmessungen im Kamin er
geben im Durchschnitt 425 • C. Die genauen Mes
sungen gehen aus Abb. 13 hervor.
Zahlentafel 3a. T e r a p e r a tu r m e s s u n g e n am O fen II.
L etzter A bstich 12 h 45.
Einsatz
G u ß b ru ch ... . . 2000 kg Weißes Roheisen . . . 7200
Graues „ . . 1500 »»
Brockeneisen . . . . . 4800 Drehspäne . . . . 4400 M Blechabfälle . . . . . 9000 Gußabfälle . . . . 3300 K e rn s c h ro tt. . . . 7000 t t
Zusammen: 39 200 kg Linker Kopf
Z e it • C B e m e rk u n g e n
1 h 35 1523 Abgase.
45 1446 ,, Beginn des Chargierens.
50 1470
50 1770 Flamme.
2 h 10 1575 Abgase.
18 1601
25 1620
30 1601 Kopf ohne Gase.
30 1770 Flamme.
38 1800
43 i770 ••
Zahlentafel 3b.
T o m p c rn tu rm c s s u n g o n am O fen II.
Letzter Abstich 12 h 45.
Z e l t ’ c
...
B e m e rk u n g e nU c o h te r K o p f
3 h 7 179« Flam me.
10 1601 Kopf ohne Gase.
10 1601 Abgase.
14 1610 J»
20 1627
,,
30 1770 Flamme.
35 1770 »»
40 1770 »*
45 1640 ICopf ohne Gase.
45 1666 Abgase, Bad halb geschmolzen.
50 1692 »»
55 1719 »»
4 h 55 1692 Kopf ohne Gase.
7 1822 Flamme.
10 1060 Kopf ohne Gase.
10 1692 Abgase.
45 1601 Bad, alles geschmolzen.
45 1822 Flam m e, 50 Schaufeln Kalk.
52 1692 Abgase.
55 1692 »»
5 h 55 1066 Kopf ohne Gase.
2 15 Schaufeln Kalk.
5 56 „ K alkstein.
10 1092 Abgase.
35 Schaufeln Kalk.
15 1774 Flamme.
15 1692 Abgase.
Charge wird h a rt (Roheisen kom m t hoch).
23 Schaufeln Erz.
20 1660 Kopf ohne Gase.
1770 F’lamme.
25 1640 Abgase.
30 1627 Kopf ohne Gase.
26 Schaufeln Kalk.
40 1770 Flam me.
43 1719 Kopf ohne Gase umgesteuert.
45 12 Schaufeln K alk.
48 45 „ ,, , Luftventil
halb geschlossen.
48 1588 Bad.
6 h 5 Schmiedeprobe.
10 170 kg Ferrom angan zugesetzt.
15 1640 Bad, um gerührt.
20 15 Schaufeln Kalk.
25 1040 Bad.
35 Abstich.
Z ahlentafel 4. A n a l y s e n u n d F e s t i g k e i t s p r o b e n .
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! 0,08
! 0,09 i 0,10 i 0,07
0,46 0,50 0,48 0,44
0,03 0,02 0,03 0,02
0,02 0,02 . 0,03 0,02
0,02 0,01 0,02 0,02
0,11 0,12 0,10 0,14
13.0 16.0 22,5 12,0
36.7 36,1 37.8 35,6
31.5 30.5 30.0 33.0
I 35 b i s 41 k g / q m m F e s tig - / k e lt , 2 5 % M in d e s t
d e h n u n g .
i G ermanischer J
Lloyd j
1 0,14
; 0,16 j 0,17
0,52 0,54 0,58
0,02 0,02 0,03
0,02 0,02 0,03
0,01 0,02 0,01
0,12 0,15 0,11
16,0 18,0 19,0
43,4 44,6 45,2
22.5 21,0 21.5
| 41 b is 47 k g / q m m F e s ti g -
> kelt, 2 0 % M in d e s t
d e h n u n g .
Snglisoher Lloyd •!I 0,18
! 0,20
| 0,22 0,50 0,53 0,52
0,02 0,03 0,02
0,02 0,02 0,03
0,01 0,02 0,01
0,15 0,13 0,12
16,1 18,0 22,0
46.4 47,2 47.4
20.5 22,0 21.5
| 44 b is 5 0 k g / q m m F e s tl g - . k e lt, 1 8 % M in d e s t
d e h n u n g .
’
1484 Stahl und Eisen. Urbcr neuzeitliche Tiefö/en und ihre Entschlackung. 32. Jahrg. Kr. 30.
Was die Herdtemperaturen anbelangt, so schwankte die Flammentemperatur zwischen 17700 und 1840° C; sie kann im Mittel zu 1800° C angenommen werden. Die Temperatur der Abgase schwankte zwischen 1446 0 und
1719 “ C, Im Mittel 1670» C. Die Temperatur der Köpfe i lag rd. 30°
bis 400 C tiefer als die der Abgase.
Die Temperatur der Schlacke be
trug vor dem Abstich rd. 14000 C.
Zahlentafel 3a u. 3b bringt einen Ueberblick über die Temperatur- entwbklung einer ganzen Charge.
In Zahlentafel 4 sind einige
Analysen und Ergebnisse von Festigkeitsproben von mit Braunkohlengas hergestellten Siemens-Martin- Flußeisonblechen zusammengestellt.
Aus den Ergebnissen der Markgrafsehen Arbeit läßt sich die Folgerung ziehen, daß das aus nieder
rheinischen Braunkohlenbriketts erzeugte Gas sich sehr gut für Schmelzzwecke im Siemens-Martin-Ofen eignet, daß aber zurzeit in den Gaserzeugern noch ein verhältnismäßig hoher Prozentsatz an unver
brannten Rückständen schon beim Abschlacken verloren geht, der durch zweckmäßige Gaserzeuger- Bauarten oder anderweitige Mittel verringert werden
muß. Oskar Simmersbach.
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js o 7/ 230 2jo 2v0 2 S0 3 3 70 J 30 3 V0 J 33 ¥t//)r Abbildung 13. Meßstelle Kamin (Sockel).U e b e r n e u z e i t l i c h e T i e f ö f e n u n d i h r e E n t s c h l a c k u n g .
I T ie von G jers eingeführten Ausgleichgruben^ für Stahlblöcke waren anfangs ohne Zu
führung von Außenwärme gedacht; sein im Jahre 1882 genommenes deutsches Hauptpatent befaßt sich auch allein hiermit. Im Laufe der folgenden Jahre mußte er aber erkennen, daß die Durch
führung seines Gedankens vielfach an örtlichen Schwierigkeiten scheiterte, an Schwierigkeiten, die teils in der allzu großen Entfernung zwischen Stahl- und Walzwerk, teils in zu kleinen Blockquerschnitten, teils auch in zu geringen Chargenzahlen des Stahlwerks ihren Grund hatten. Aus dieser Erkenntnis heraus sind die geheizten Gruben, die sogenannten Tieföfen, entstanden, die den Gegenstand des im Jahre 1885 genommenen dritten deutschen Zusatzpatentes bilden.
Das reine Ausgleichverfahren bietet wegen der Ersparnisse an Kohlen, Abbrand, Bedienungslöhnen und Gruben-Erneuerungskosten gegenüber der An
wendung geheizter Gruben große Vorteile; doch sind .auch einige Nachteile damit verbunden. Alle Blöcke, die zum Anheizen der Gruben verwendet werden müssen, sowie alle diejenigen Blöcke, die aus irgendeinem Grunde nicht rechtzeitig in die Gruben gebracht werden können, müssen besonders nachgewärmt werden, wenn aus ihnen brauchbares Material erzeugt werden soll. Bei der Herstellung von Halbzeug treten diese Nachteile allerdings in geringerem Umfange auf; in diesem Falle bietet der reine Ausgleichbetrieb bei sorgsamer Wartung der Gruben zu Befürchtungen weniger Anlaß. Die Schwierigkeiten wachsen aber, wenn Fertigquer
schnitte mit fein ausgebildeten Teilen, z. B. Schienen mit dünnem Fuß oder Formeisen mit dünnen Flan
schen, in nur einer Hitze aus dem Block auszu- walzcn sind. Hier besteht immer die Gefahr, daß das Material, dessen Außenseite stets kälter ist als der Kern, auf der Fertigstrecke reißt, ganz abgesehen
davon, daß durch diese Verhältnisse auch der Walzen
verschleiß in ungünstiger Weise beeinflußt wird. Erfah
rungen nach dieser Richtung hin haben unsere Werke, zumal in neuerer Zeit, immer mehr dazu geführt, wenig
stens einen Teil ihrcrGrubcn heizbar zu machen.
Die Frage der Beheizungsart der Tieföfen, ob Halbgas- oder Gasfeuerung, ob mit Rekuperation oder Regeneration, besitzt heute unter diesen Um
ständen natürlich erhöhtes Interesse. Gemeingültig läßt sich diese Frage ebenso wenig beantworten wie die, ob reiner Ausgleichbetrieb oder jener mit Zuführung von Außenwärme am Platze ist. Auch hier werden zunächst die jeweiligen Verhältnisse mit- bestimmend sein müssen für die Wahl der Beheizung der Tieföfen, wie die Entfernung zwischen Stahl- und Walzwerk, die Schnelligkeit der Blockbeför
derung vom Stahlwerk zum Walzwerk, Art des Stahlwerks, ob Thomas- bzw. Bessemer- oder Martin
stahlwerk, die Chargengewichte des Stahlwerks, die Querschnitte der Rohblöcke und anderes mehr.
So werden z. B. unregelmäßige Chargenzeiten, besonders bei Martinwerken, in Verbindung mit großen Chargengewichten und geringen Rohblock
querschnitten mehr für Regenerativfeuerung sprechen.
Dagegen ist die Anwendung von Regenerativöfen dann nicht erforderlich, wenn von einem leistungs
fähigen Thomas- oder Bessemerstahlwerk Blöcke von großem Querschnitt gegossen werden und die Blöcke in der Regel gleichmäßig warm an das Walz- werk abgegeben werden. Bei zu heißem Gang der Regenerativöfen wird in solchen Fällen nur der Abbrand erhöht, weil die Blöcke bis zur vollendeten Ausgleichung länger stehen müssen, ein Uebelstand, der sich bei kohlenstoffreichem Stahl, z. B. bei Schienenblöcken, besonders fühlbar machen wird, da diese Blöcke zwar außen schnell erhärten, innen aber sehr lange flüssig bleiben.
5. September 1912. Ueber neuzeitliche Ticfö/en und ihre Entschlackung. Stahl und Eisen. 1485 Trotzdem man aber neuerdings immer mehr
zur Erhöhung der Rohblockgewichte schreitet, zeigt sich doch vielfach eine ausgesprochene Vorliebe für Oefen mit Regenerativheizung. Diese Vorliebe hat neben dem viel saubereren Betrieb infolge Fortfalles der Kohlenfeuerung in der Hauptsache ihren Grund in der Befürchtung, ungenügend erwärmte Blöcke zu erhalten. Wenn man indessen bedenkt, daß man erfahrungsgemäß auch in zweckmäßig angelegten Halbgasöfen bei geringem Kohlenverbrauch kalte Blöcke von 4 1 Gewicht und darüber in 7 bis 8 Stunden unschwer auf Walzhitze bringen kann, wird man diese Befürchtung als ungerechtfertigt bezeichnen müssen. Dagegen ist die Höhe des zu erwarton-
Abbildung 1 und 2. Tloföfen m it senkreobten Stichen.
den Abbrandes wohl ernster Erwägung wert, weil dieser bei mangelnder Vorsicht die Selbstkosten leicht in sehr fühlbarer Weise ungünstig beeinflus
sen kann.
Außer dem Abbrand bleiben noch der Anlagc- preis und die laufenden Unterhaltungskosten der Tieföfen zu erwägen. Die Gesamt-Baukosten sind unter gegebenen Verhältnissen höher, wenn man statt Halbgas- die Regenerativgas-Fcucrung wählt. Das folgt schon daraus, daß die Betriebseinheit bei Re
generativheizung aus mindestens zwölf, bei Halb
gasfeuerung aus höchstens acht Gruben besteht, d. h. daß man im ersten Falle immer mindestens die Hälfte mehr Reservegruben anzulegen hat.
Die Unterhaltungskosten der Tieföfen sind außer von ihrer Bauart und der Güte der verwendeten Baustoffe von derAuf merksamkeit bei der Wartung der Oefen in außerordentlichem Maße abhängig.
X X X V I,,
Diese Kosten sind um so größer, je höher der Abbrand ist und je mangelhafter für die regelmäßige E n t
fernung der Schlacken Sorge getragen wird. Je größer die erzeugten Schlackenmengen sind, und je länger sie in den Oefen stehen, desto stärker wird das Grubenmauerwerk angegriffen, und desto eher wird die Außerdienststellung der Anlage zwecks Reparatur erforderlich sein. Angesichts der hier
durch bedingten, teilweise sehr beträchtlichen Auf
wendungen an Zeit, Löhnen und feuerfestem Material verdient eine wirksame Entschlackung der Ticföfcn sicherlich die allergrößte Beachtung.
Man hat bislang die Grubensohlen nach der Anlagenmittc zu stufenweise erhöht, um auf diese Weise die Schlacke mit Gefälle aus einer Grube durch die andere zu den Stichen zu führen. Die an den äußeren Gruben angeordneten Stiche sind hierbei horizontal verlegt. Solange die Schlacke genügend überhitzt und deshalb dünnflüssig ist, läuft sie aus den Stichen ab, die aber stets durch fortwährend unterhaltene Feuer von außen geheizt werden müssen. Wenn aber aus irgendeinem Grunde, z. B. in
folge kalter Blöcke, die Sehlacke in den äußeren Gruben ersta rrt, wird dadurch auch der Ablauf aus den in
neren Gruben gehemmt. Die hierdurch zurückgehaltene Schlacke übt dann in
mitten der Anlage ihre zerstörende Wir
kung um so schneller aus, als die Gru
ben hier am heißesten gehen. Nach kurzer Zeit schon ist das Mauerwerk unterwaschen, und die Tieföfen sinken in der Mitte ein, da dort die Wände keine Unterstützung mehr haben. Um diesen Einflüssen entgegenzuwirken, pflegt man im Betriebe die äußeren Gruben nach Möglichkeit nur mit sehr heißen Blöcken zu . .besetzen. Allein jeder Betriebsmann weiß aus Erfahrung, daß durch den Gang der Ereignisse meistens die besten Anordnungen durch- kreuzt^verden, und daß Störungen im Stahl- oder Walzwerk auch in diesem Falle von der Innehaltung der gegebenen Vorschriften allzu häufig abdrängen.
Die Schäden dieser unzulänglichen Entschlackung haben einzelne Werke veranlaßt, Regenerativöfen ohne Trennungswände, also eine Art von Einkammer
öfen, zu bauen. Diesen Oefen wird zwar die Schlacke ebenfalls durch horizontale Stiche entzogen, aber ihre Haltbarkeit ist deswegen ungleich größer, weil der Schlacke, die Angriffspunkte fehlen, die im anderen Falle zur vorzeitigen Zerstörung der Anlage führen.
Gegen die Verwendung solcher Oefen erheben sich indessen andere schwerwiegende Bedenken. Erstens wärmen sie ungleichmäßig, weil die heißere Flamme immer im oberen Teil des Ofen3 entlang zu ziehen strebt, zweitens arbeiten sie nur dann wirtschaftlich, wenn sie ständig besetzt gehalten werden können.
Günstige Wärme Wirtschaft erzielt man im Gruben
5 1
1480 Stahl und Eisen. lieber neuzeitliche Tieföfen und ihre Entschlackung. 32. Jahrg. Nr. 30.
flüssige Schlacke die Stiche versetzt, sind im Mauer
werk senkrecht darüber Kanäle angeordnet, die auf der Grubenplattform ausmünden. Durch diese Kanäle werden die Stiche, wenn nötig, in der Weise aufgeschlagen, daß eine mit passender Vorrichtung, z. B. Ausleger mit Teufelzange, an der Grubenkran
zange aufgehängte schwere Stahlspitze aus ent
sprechender Höhe abgerissen wird (s. Abb. 3). In der Bedienung der Stiche von oben wird der Betriebs
mann einen schätzenswerten Vorteil sehen, weil ihm dadurch die Ucberwachung seiner Grubenanlage un
gemein erleichtert wird.
Die hier in Rede stehende Anlage arbeitet unter sehr ungünstigen Verhältnissen, weil sie hinter einem Martinwerk mit großen Oefen und unregelmäßigen Chargenzeiten liegt und außerdem laufend be
trächtliche Mengen kalter Blöcke von 4 t Stück
gewicht, an einzelnen Tagen bis zu 15% des Ge
samtgewichts, durchsetzen muß. Die meist zähflüs
sige Schlacke verlangt daher öfteres Putzen der Stiche; trotzdem dauern die Ofenreisen ohne nennenswerte Ausbesserungen in der Zwischenzeit in jedem Falle 14 Monate und darüber. Eine Gruppe von acht Oefen, die seit dem 17. August 1911 im Feuer steht, hat z. B. bis jetzt folgende Ausgaben verursacht:
21. Januar 1912: 38 . f t Löhne für Ausbrechen von Sohlacke und Erweiterung der Stiche.
25. bis 28. Febr. 1912: 75 „ Löhne 120 „ feuerfestes
Material
f ll r A u s b e s s e ru n g e n im o b e re n T e i l d e r G r u b e n .
238 JL in Sl/ 2 Monaten.
Da aber das Mauerwerk in der Schlackenzone zurzeit noch kerngesund ist, werden die Oefen zweifellos noch reichlich sechs Monate betrieben werden können, ehe es zu irgendwie durchgreifenden Erneuerungsarbeiten kommt.
Zu diesen günstigen Ergebnissen gesellen sich die geringen Bedienungskosten der Stiche, die da
durch hervorgerufen werden, daß sie nicht geheizt zu werden brauchen, ein Punkt, der bei jeder größeren Tiefofenanlage sehr zu beachten ist. Da die Arbeit des Durchschlagens in der Hauptsache durch die Grubenkrane geleistet wird, entstehen hierdurch keine nennenswerten Unkosten.
Die einzelnen Stiche werden jeweilig in zwölf Stunden ein- bis zweimal aufgeschlagen. Im Monat März lief durch die Stiche Schlacke im Gesamt
gewicht von 40130 kg ab. Neuerdings werden die Stiche mit einem Gemisch von Lehm, Sand und Kokspulver von der Grubenplattform aus durch die scheitelrechten Kanäle oberflächlich abgestopft.
Dieser Lehmsandverschluß wird, wenn er richtig, d. h. nicht zu dick, ausgeführt ist, von der aus den Gruben regelmäßig zulaufenden Schlacke in 24 Stun
den ein- bis zweimal ohne Nachhilfe durchbrochen.
Wenn die Schlacke sich ihren Weg aber nicht allein bahnt, genügen zur Oeffnung der Stiche einige leichte Schläge mit der erwähnten Stahlspitze. Nach Ablauf betriebe allein dadurch, daß man die Anlage durch
Trennungswände in Einzelgruben teilt und die Flamme durch die Wände, abwechselnd oben und unten, von einer Grube durch die andere leitet.
Hier wirkt auch der Ausgleich durch die von den Wänden aufgespeicherte und an die einzelnen Blöcke abzugebende Wärme am günstigsten.
Auf einem oberschlesischen Hüttenwerk sind nun seit einigen Jahren Tieföfen im Betrieb, bei denen die Schlacke durch senkrechte Stiche abgeführt wdrd (vgl. Abb. 1 und 2). Die Oefen werden mit Halb
gasfeuerung, von einer Seite aus, betrieben, so daß
Abbildung 3. Vorrichtung zun: Durchstoßen der Stiche.
die Flamme acht Gruben, die in zwei Reihen zu je vier angeordnet sind, nacheinander durchstreicht.
Die Stiche liegen jeweilig in der Mitte der Trennungs
wand zweier Gruben, so daß sie von der durch
ziehenden Flamme bespült werden; sie münden nach unten in einen Schlackenkanal, der durch eine Tür gegen die kalte Außenluft abgedichtet wird. Zweifel
los bedeutet diese Anordnung der Stiche den be
stehenden Verhältnissen gegenüber einen großen Fortschritt, denn Schlackenansammlungen in einer der Gruben sind hierbei ausgeschlossen, weil jede Grube für sich ihren Ablauf zum Stich hat. Da der Weg, den die Schlacke machen muß, sehr kurz ist und die Stiche im Ofen, wie bereits hervorgehoben, an sehr heißer Stelle angebracht sind, gelingt es auf diese Weise tatsächlich, die Gruben ständig schlackenfrei zu halten, ohne die Stiche heizen zu müssen. Bei scharf gehenden Gruben und dünn
flüssiger Schlacke sind diese Stiche nahezu selbst
tätig. Für den Fall, daß bei kaltem Ofengang zäh
5. September 1912. Maschinelle Ilohrverzinkutig. Sta.li! und Eisen. 1487 der Schlacke werden die Stiche geputzt und wieder
neu verklebt. Stichversetzungen durch kalte Schlacke werden auf diese Weise vollständig vermieden.
Oben wurde bereits erwähnt, daß sich die Stiche bei heiß gehenden Gruben und dünnflüssiger Schlacke besonders bewähren. Infolgedessen eignen sic sich auch vorzüglich für Regcncrativüfen. Neuerdings sind sie auf einem französischen Werke an Regenerativ
öfen mit bestem Erfolge angewandt worden. Die Anlage wurde von der Firma Poetter G. m. b. H., Düsseldorf, erbaut, die cjie Ausführung von Oefen mit den durch D. R. P. und Auslandspatente ge
schützten Stichen übernommen hat. Bei dieser Bauausführung wird die Schlacke von mehreren Gruben einer Gruppe in einen gemeinsamen Sammel
kanal geleitet, aus dem sie durch den senkrechten Stich in einen darunter stehenden Schlackentopf abfließt.
Auch für den Betrieb ungeheizter Gruben dürften die neuen Stiche von Vorteil sein, obwohl die Gruben
haltbarkeit hier an und für sich größer ist. Die Entschlackung dieser Gruben, die anfangs mit einem Schöpflöffel vorgenommen wurde, ist auch in der heutigen Zeit noch durchaus unzulänglich, denn auf vielen Werken sieht man, daß die Blöcke, besonders am Wochenende, wenn die Gruben am heißesten sind,
1/2
m und tiefer in der Schlacke stehen. Solche Schlackenansammlungen wirken aber zweifellos ungünstig auf den Abbrand ein, da die stark überhitzte Schlacke ein Verschlacken des Eisens begünstigt.
Abgesehen hiervon verteuern aber die zum Aus
brechen der erstarrten Schlackenmasse nötigen Löhne die Erncuerungsarbeiten nicht unwesentlich. Es sind dies Unzuträglichkeiten, die bei der Verwendung der sachgemäß ausgeführten und bedienten senkrechten Stiche zum größten Teil zu vermeiden sind.
M a s c h i n e l l e R o h r v e r z i n k u n g .
Von Ingenieur G o ttfrie d B ü c h e rt in Laurahütte, O.-S.I
ja s Heißverzinken von Rohren wird bis heute überwiegend noch als sog. Handverzinken ausgeführt, d. h. die einzelnen Rohre werden von Ar
beitern meistens auf einer schräg anlaufenden Pritsche aus dem Zinkbade gezogen, und zwar durch eine äußere Abstreifvorrichtung, die den Zweck hat, möglichst viel überschüssig anhaftendes Zink abzustreifen und dem Rohr ein glattes, sauberes Aussehen zu verleihen. Nachdem das Rohr die äußere Abstreifvorrichtung passiert hat, läßt man es einige Augenblicke austropfen und bringt es dann nach dem Wasserkasten zum Abkühlen. Stärkere Rohre, etwa über 2
y2“
0 , können, da die Zugkraft der Arbeiter begrenzt ist, nicht so gründlich abgestreift werden, wie dies im Interesse eines geringen Zinkverbrauchs wünschenswert wäre. Das Heraus
ziehen selbst geschieht meistens ungleichmäßig und ruckweise, wodurch viel Zink mitgerissen wird; be
kanntlich bleibt bei dem Heißverzinken von Gegen
ständen dann am wenigsten Zink an diesen haften, je gleichmäßiger sie aus dem Zinkbade herausgezogen werden. Auch die geringe Steillage der Rohre, in welcher sie beim Handverzinken aus dem Zinkbade gezogen werden, hat zur Folge, daß viel überschüssiges Zink mitgerissen wird, bzw. daß letzteres nicht ge
nügend zum Zinkbade zurückfließt. Da das Verzinken von Rohren überdies meistens nur im Gewichts- Akkord ausgeführt wird, so haben die Arbeiter wenig Interesse daran, das Innere des Rohres genügend austropfen zu lassen, sie bringen vielmehr, sobald es an Aufsicht fehlt, die Rohre auf dem schnellsten Wege zum Abkühlen nach dem Wasserkasten.
Letzteres trifft auch bei den wenigen Werken zu, welche das Herausziehen der Rohre aus dem Zink
bade mittels einer endlosen Kette auf einer schiefen Ebene bereits bewirken.
Der Zweck der maschinellen Verzinkung ist fol
gender:
1. alle vorstehend geschilderten Nachteile des Handverzinkens zu beheben,
2. die Handarbeit zu ersetzen, 3. eine Zinkersparnis zu erreichen,
4. zu verhindern, daß Verstopfungen hauptsächlich bei den dünneren Rohrsorten Vorkommen, und 5. einen ununterbrochenen Betrieb zu schaffen, mit welchem einerseits eine weitaus höhere Leistung bei gleichen Raumverhältnissen gegenüber der Handverzinkung erzielt wird, und anderseits die Erzeugungsmöglichkeit den Arbeitern gegenüber festgestellt und überwacht werden kann.
An Hand der schematischen Zeichnungen soll nun der Arbeitsvorgang meiner maschinellen Ver
zinkung erklärt werden (Abb. 1 bis 4).
Das, Rohr a wird an einem Ende aus dem Zink- badc b herausgehoben, in die Vorrichtung c zum Ab
streifen der Außenfläche gelegt, mittels einer be
sonders gebauten, an einem Querstück befestigten Zange gefaßt und mit diesem Ende durch die zwei endlosen Ketten d auf der schrägen Bahn e des Apparates hochgezogen bzw. auf der geraden oberen Bahn f weiter fortbewegt. Nachdem das untere Ende des Rohres die Abstreifvorrichtung für die äußeren Flächen durchwandert hat, fällt es auf den Aus- klopfrost g und klopft sich infolge der eigenen Schwere und der großen Schräglage durch Gegcn- schlagcn gegen die Roststäbe selbsttätig aus, so daß das im Innern des Rohres als überschüssig verbliebene Zink vollkommen heraustropft (s. Abb. 3) und in der Rinne h unterhalb des Rostes g sich ansammelt.
Tritt an Stelle der schrägen Lage der Rohre eine Fortbewegung in senkrechter Lage, so wird das Aus
1488 Stahl und Eisen. Maschinelle Rohrverzinkung. 32. Jahrg. Nr. 3fi.
klopfen der Rohre, wie in Abb. 4 dargestellt, durch eine umlaufende Ausklopfwclle k mit den Klopf- armen i bewerkstelligt.
Nachdem das Rohr a das Ende der Ausklopffläche erreicht hat, gelangt es auf die schräge Pritsche 1.
Diese Pritsche nimmt in der Ruhestellung eine wage
rechte Lage ein und ist in dieser Lage etwas höher gelegen als der Wasserkasten m (Abb. 1). Das Niedergehen der Pritsche in die Schräglage zur Auf
nahme des aukommenden Rohres wird durch den Seilzug n veranlaßt. Dieser Seilzug ist an einem
Rollschlitten o (Abb. 1 und 2) befestigt. Der Schlitten wird von dem Zangenquerstück, an welchem das Rohr eingehängt ist, bis zur selbsttätigen Auslöse
vorrichtung p (Abb. 2) mitgenommen. Im Augen
blick der Auslösung der Zange bewegt sich die Pritsche 1 mit dem aufliegenden Rohre in die ur
sprüngliche wagerechte Lage zurück; das Rohr selbst kommt auf einer beim Aufsetzen der Pritsche durch Hebelwerk sich bildenden schrägen Fläche in Bewegung und rollt selbsttätig in den Wasserkasten m.
Aus dem Wasserkasten wird das Rohr durch die sich drehende Welle q, auf welcher mehrere Förder
sterne r aufgekeilt sind, herausgehoben und rollt fertig verzinkt und abgekühlt auf einen bereit
stehenden Wagen. Die Zange mit Querstück da
gegen fällt durch die schräge Fläche s nach dem
Förderbande t Und gelangt so selbsttätig zur Ver
wendungsstelle zurück, wo das Einhängen eines neuen Werkstückes in die Zange und mit dieser in die Kette d von Hand erfolgt. Der Apparat ermög
licht auf diese Weise gleichzeitig einen stetigen Be
trieb, indem nach jedem gezogenen Rohre ein weiteres aus dem Zinkbade entnommen werden kann und jedes Rohr der Reihenfolge nach seinem Bestimmungsort zu wandert.
Abb. 5 stellt den auf der L a u r a h ü tte seit drei Jahren im Betriebe befindlichen Apparat dar. Die
Betriebsergebnisse, welche mit dieser Anlage bisher erzielt wurden, sind äußerst günstig, so daß jede Garantie dahingehend übernommen w erden kann, daß mit dem patentierten selbsttätigen Rohr- Zieh-Ausklopf- und Kühl-Apparat gegenüber dem Handverzinken von Rohren eine Ersparnis von 33% % an Arbeitslöhnen und eine Zinkersparnis von 0,8% des schwarzen Gesamtgewichts der zu verzinkenden Rohre durchschnittlich erzielt wird.
Setzt man die Lohnersparnis von 33% % mit 2,— JC f. d. t verzinkter Rohre ein, und rechnet man m it einem Zinkpreis von 530 JC f. d. t, so ergibt sich eine Tonnenersparnis von 2,00 + 4,24 JC = 6,24 .fC f. d. t verzinkter Rohre.
Entsprechend dieser vollkommenen maschinellen Rohrverzinkung ist auch die R o h rb e iz e re i der Abbildung 1 bis 4. Selbsttätiger Zieh-, Ausklopf- und K ühlapparat zum Verzinkon von Rohren.
5. September 1912. Maschinelle Rohrverzinkung. Stahl und Eisen. 1489
Abbildung 5. Apparat für Rohrverzinkung in Laurahiitte.
Vorganges. Hierbei werden die Rohre ab
wechselnd an den Enden durch die auf dem Bilde sichtbaren Pleuelstangen an
gehoben. Die Ketten selbst sind über Bronzeständer geführt, so daß das Beizgut durch sie in zwei Lager geteilt ist. Durch diese Anordnung und das abwechselnde Anheben wird erreicht, daß die Rohre nicht nur außen und innen von der Säure gründlich bespült werden, sondern sich im fortwährenden Kreislauf von unten nach oben be
wegen. Die Folge ist, daß ein überaus schnelles und sorgfältiges Reinigen der Rohre erzielt wird. Der Säureverbrauch hierbei ist so gering, daß ein solcher Beizkran sich in ganz kurzer Zeit be
zahlt macht.
Laurahiitte eingerichtet. Gebeizt wird mit Salzsäure. Die Beize selbst wird durch einen 4 -t-B c iz k ra n , der von der Firma Z obel, N e u b e rt& C o . in Schmalkalden i. Thür., geliefert wmrde, beschickt. Der Kran selbst hat folgende Zwecke zu erfüllen:
1. die Rohre von dem Lagerplatz nach der Beize zu bringen und sie nach dem Beizen aus der Beize zum Zink
kessel zu schaffen,
2. die Rohre während der Beizzeit an
dauernd zu bewegen.
Abb. 6 zeigt diesen Beizkran beim Ausheben der gebeizten Rohre aus der
Beize, Abb. 7 dagegen während des Beiz- Abbildung 7. Beizkran während des Beizens.
Abbildung G. Beizkran zum Aushoben der Rohre.
141H) Stil hi und Eisen. Das Gefüge des gehärteten Stahls. 32. Jahrg. Nr. 3t>.
D a s G e f ü g e d e s g e h ä r t e t e n S t a h l s .
Von 2ü:.=3ng. H. H a n e m a n n in Charlottenburg.Dozenten tür Metallographie und Leiter der metaliographisohen Abteilung des Eisenhüttenmännisohen Laboratoriums der Kgl. Technischen Hochschule zu Berlin.
(Schluß von Seite 1404. Hierzu Tafel 38.) T h e o rie d er A b sc h re c k v o rg ä n g e .
V
ersuchen wir nun an Hand des Zustandsdia- grammes eine Erklärung der beschriebenen, in abgeschreckten Stählen beobachteten Gefügeersehei- nungen. Eine Perlitbildung findet bei Abschreckung nicht statt. Daher darf die Perlitlinie, wenn wir die feste Lösung bei dem Abschrecken, also in dem für sie instabilen Bereich unterhalb der kritischen Punkte betrachten, in das Zustands
diagramm nicht eingezeichnet werden. Man muß also (vgl. die punktierten Linien in Abb. 28) die die Linie der Zcmentitlöslichkeit Et S ebenso wie die Linie der Ferritausscheidung 0 S über ihre Schnitt
punkte fortsetzen. Auch bei langsamer Abkühlung kommt den Horizontallinien eines Zustandsdiagram- mes ja nur systematischer Wert zu. Die ein Zustands
feld bei Temperaturbewegung abschließenden Kristal
lisationen spielen sich in Wirklichkeit immer nur bei einer einzigen, einem Punkte einer Sättigungs
grenzlinie entsprechenden Konzentration, nicht aber bei den vielen Konzentrationen einer Horizontal
linie ab. Daher gibt bei stabilen (reversiblen) Vor
gängen nur ein einziger Punkt einer Horizontal
linie die der Kristallisation neuer Phasen ent
sprechende Löslichkeit an. Bei Unterkühlung muß man die Sättigungsgrenze über diesen Punkt hinaus fortgesetzt denken. Es erlangen dann, je nach dem Grade der Unterkühlung, viele andere unterhalb des stabilen Endpunktes der Sättigungslinie liegenden Punkte als Löslichkeitswerte für auftretende in
stabile Phasen wirkliche Bedeutung. Dabei können sich dann mehrere instabile Zustandsfelder über
lagern.
In unserem Falle sind also (vgl. Abb. 29) die Linien E t S und 0 S über ihren Schnittpunkt S hinaus in tiefere Temperaturen nach Z und X fort
zusetzen. Ich nehme ferner mit B enedieks* an (vgl. auch G o ercn s, Einführung in die Metallo
graphie 1906, S. 1Ö7), daß die bei 9000 C entstehende Modifikation des Eisens (Osnionds ß-Eisen) eine gewisse Löslichkeit für das Karbid besitzt, und habe deshalb die Linie OY in das Diagramm eingezeich
net. Von den gezeichneten Linien ist bisher E x S am genauesten bestimmt. Die Lagen von 0 S und noch mehr von 0 Y sind vorläufig noch unsicher.
Die gegebene Abbildung kann daher genaue Gültig
keit nicht beanspruchen; sie ist nur schcmatiech und soll lediglich der Veranschaulichung des Härte
vorganges dienen.
Xach Ueberschreitung der Linie Ex S Z ist die feste Lösung mit Karbid übersättigt, so daß sich Zementit auszuscheiden bestrebt. Ebenso kommt die feste Lösung während des Abschreckens bei Ueberschreitung der Linie 0 S X in ein Gebiet, wo sich die durch die Linie OY bezeichnete instabile Lösung von ß-Eisen und Karbid ausscheiden will.
Letztere Ausscheidung, also die aus der festen Lösung des -¡-Eisens auskristallisierende feste Lösung
°C
* Rcoherches physiques et physico-chimiques sur l’aoior nu carbone, S. 172 ff.
Abbildung 29. Schcmatisoho Darstellung der für Stahl während des Absehrockens
maßgebenden Lös! ich ke it.s Verhältnisse.
von ß-Eisen und Karbid, bildet meines Erachtens die Martcnsit-Xadeln.
Bevor dies im einzelnen näher ausgeführt wird, ist noch eine Betrachtung über die Größe der Kristal
lisationsgeschwindigkeiten erforderlich. Der Zementit kristallisiert bei Zimmertemperatur nicht merklich.
Bei 4000 bis 5000 C ist seine Kristallisations
geschwindigkeit ebenfalls noch recht klein, denn in den Osraonditkügelchen kann man auch mit den stärksten Vergrößerungen keine Zcmentitkristallc entdecken. Bei 700 0 C ist sic jedoch nicht unbe
trächtlich, wie die Zementit-Lamellen im Pcrlit beweisen. Deshalb nehme ich an, daß die Abschci- dung von Zementitnadeln aus der festen Lösung während des Abschreckens noch möglich ist, bis das Stück etwa unter 600° C abgekühlt ist. Die Kristallisationsgeichwindigkeit der Martensit-Nadeln kann ebenfalls als groß angenommen werden, da die
