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Leiter . wirtschaftlich Dr. X c .-^ n g .
W. B e u m e r , Geschäftsführer der Nordwestlichen Gruppe des Vereins deutscher
Eisen- und Stahl
industrieller.
Z E IT S C H R IF T
Leiter des technischen Teiles
23r.=3tig.
0. P e t e r s e n geschäftsführendes Vorstandsmi gl ed des
Vtreins deutscher Eisenhütten
leute.
FÜR DAS D E U T S C H E E IS E N H Ü T T E N W E S E N .
Nr. 1 4. Januar 1923. 43. Jahrgang.
Die Rohstoffe und ihre Vorbereitung für den H ochofenbetrieb in Nordamerika.
Von Ingenieui H. A. B r a s s e r t in Chicago.
(A llg e m e in e s. E rze u n d A u fb e re itu n g sw e se n . S in te r u n g u n d B r ik e ttie r u n g . B e trie b m it F e in e rz D ie neu en a m erika n isch en H o c h o fe n p ro file . B e tr ie b m it sauren S ch la cken . A n fo r d e r u n g e n a n H o c h o fe n k o k s u n d seine D a rstellu n g . A m e rik a n is c h e r K o k so fe n b e tr ie b . E rg e b n isse dar n eu eren a m e rik a n isc h e n H o c h o fe n b e tr ie b sfü h r u n g .)
A llg em ein es.
j
^11 einer rich tig en B eu rteilu n g der E n tw ick lu n g im B au un d B etrieb am erikanischer H och
öfen seitens d eu tsch er F a c h leu te ist es w esentlich, die G rundbedingungen aufzuklären, welche die nord- am erikanischen H ü tte n le u te genötigt h aben, andere W ege zu gehen als die deu tsch en 1).
Als ich vor 25 J a h re n m it m einen deutschen Ideen un d E rfa h ru n g e n nach N o rd am erik a k am und nach k u rzer Z eit die L eitu n g des dam als g rö ß ten H ochofenw erks, der E dgai Thom son W erke der Carnegie Steel Co., ü b ern ah m , wies die dortige H ü tte n in d u s trie V erhältnisse auf, die in einem s ta r
ken G egensatz zu den deutschen standen. D ort w ar ein w eites, noch schwach entw ickeltes L and mil einer v e rh ältn ism äß ig d ü n n en , ab e r sehr rasch anw achsen
d en B evölkerung, m it großen R o h sto ffv o rräten , m it g ünstigen M ark tv erh ältn issen , ab er m it einer u n genügenden Zahl eingeborener A rb eiter. D er Schw er
p u n k t d er E ise n in d u strie lag in d er Gegend von P itts b u rg h , b e g rü n d e t auf der hochw ertigen und b illig zu gew innenden K okskohle von P ennsvlvanien.
Die d am als zur V e rh ü ttu n g kom m enden See-Erze w aren zum T eil stückig, m eist stau b frei und sehr reich (etw a 60 % Fe), so daß es w irtschaftlich m öglich w ar, sie ü b er die große E n tfe rn u n g von e tw a 1800 km zur K ohle hin zu befördern. A ber m it der Z eit v errin g e rte sich der E isen g eh a lt der E rz e , und m it d er A ufschließung der großen E rz v o rr ä te im M esabagebiet w urden die E rzlieferu n g en fein u n d staubförm ig.
Die den n o rd am erik an isch en H ü tte n le u te n vor
liegenden A ufgaben k o n n te m an dahin zusam m en
lassen: G roße E rzeu g u n g en m it einem M indestauf
w and a n A rb e itsk ra ft, V erschiffung von R ohstoffen ü b e r große E n tfe rn u n g e n zu billigen F ra c h tk o ste n und zu letzt, ab er n ic h t die leich teste A ufgabe, V er
schm elzen durchw eg von F einerzen. D as E rg eb n is
/ ) V gl. hierzu auch Herrn. A. B rassert: „ N eu zeitlich e E n tw ick lu ng des am erikanischen H och ofen betrieb es.“ St. u. E . 36 (1 9 1 6 ), S. 2 /1 0 ; S. 3 0 /7 ; S. 6 1 /5 ; S. 119/23.
dieser B estreb u n g en w ar schon a n d er W ende des J a h rh u n d e rts der 50-t-E isen b ah n w ag en (je tz t 75-t-), die 100-t-L okom otive (je tz t 225-t-), die Schnell
lad ev o rrich tu n g en am O beren See, das 10 000-t-E rz- schiff, die se lb sttä tig e n A u sladevorrichtungen an den u n teren Seen, der W agenkipper, die m echanischen B eschickvorrichtungen, die G ießm aschine u nd die großen O fencinheiten bis au f 500 t Tageserzeugung.
Z ur gleichen Z eit w ar es w ichtig, daß b ei allen diesen m echanischen E in ric h tu n g e n die H ochofen
anlage selbst so einfach wie m öglich g e sta lte t w urde.
M an legte großen W e rt au f D a u e rb e trie b ; S till
stän d e w urden n ic h t geduldet. M an v erfü g te n ic h t ü b e r die gio ß e Zahl von F a c h a ib e ite rn wie E u ro p a , und d ah er m u ß te n die H o chofenanlagen so e n t
w orfen w erden, daß die E rsp a rn is a n H a n d a rb e it n ic h t au fgezehrt w urde von v e rm e h rte r A rb eit infolge von A usbesserungen, noch durch erh ö h te A usgaben fü r die V erzinsung un d A b sch reib u n g k o st
spieliger A nlagen.
Bei der N euanlage von W erken g a lt eine m öglichst gleichm äßige B erücksichtigung der geldlichen, bau- und b etrieb stech n isch en G esich tsp u n k te. W ohl in keinem an d eren L an d e w urde ein B a u p la n so eingehend d u rch g earb eitet rücksichtlich d er schließ- lichen V erdienstm öglichkeiten wie in N o rd am erik a, und ganz besonders w ar dies bei Carnegie un d sp ä te r beim S ta h ltru s t der F a ll. E s is t w ahr, d aß w ir m assig g eb au t h ab en , ab er das geschah, um A usbes
serungen auf ihr M indestm aß h e ru n te rz u sc h ra u b e n un d Z eitv erlu ste durch S tillstä n d e zu verm eiden;
. dei* G ru n d satz h a t sich b e z a h lt gem acht, indem große L eistungen g ew äh rleistet w urden. G roßes G ew icht w urde auch d a ra u f gelegt, die verschiedenen B e trie b s
einheiten gegeneinander richtig einzustellen, u m alle E in h e ite n gleichm äßig in B etrieb zu h a lte n un d d a m it m öglichst hohe W irk u n g sg rad e zu erreichen.
Im G egensatz zu europäischen H ü tte n zeich
n e t sich noch h e u te d er am erikanische B etrieb durch die geringe Zahl von S tillstän d en fü r A us
b esserungen aus. H ochöfen gehen m o n a te la n g ohne
den V erlust einer M inute au ß e r dem S topfen des
Stichlochs . oder der etw aigen A usw echslung einer F o rm ; erstere A rb e it geschieht b e i h alb em W in d d ru ck , le tz te re is t eine Sache vo n w enigen M inuten.
D as E rg eb n is einer solchen A uffassung zeigt sich d arin , daß die am erikanische H ochofenanlage von h eu te m anches von der V ielgestaltigkeit und der verw ickelteren B a u a rt der deutschen A nlagen n ich t aufw eist, sie s te llt einen einfacheren T yp dar. F ü r die gleiche E rzeugungsziffer k o m m t d ah er u n te r B erücksichtigung des U nterschiedes in dem A us
bringen der E rz e die am erikanische H ochofenanlage b illiger zu stehen u n d erfo rd ert w eniger B austoffe als die deutsche. Sie b en ö tig t fern er weniger A rb eits
k rä fte je H ochofen, eine n a tü rlic h e Folge der oben gekennzeichneten V erhältnisse.
Im Vergleich m it der deutschen E isen- und S ta h l
in d u strie ist die am erikanische üb er w eite G ebiete v e rte ilt. Die höheren E isen b ah n frach ten , die seit dem K riege eingeführt w erden m u ß ten , w erden die V eranlassung sein zu einer noch viel w eiteien A us
einanderziehung der am erikanischen E ise n h ü tte n . Die h au p tsäch lich sten In d u strieg eb iete sind etw a die folgenden:
1. Die H ochofenanlagen im O sten oder in der N ähe der atlan tisch en K üste. Ih re G rundlagen bilden im w esentlichen au fb ereitete M agnetite aus örtlichen V orkom m en un d ausländische E rz e von Schweden, S panien, N eu fu n d lan d , K u b a un d Chile, w ährend die K ohle vo n P en n sy lv an ien u nd W est- V irginien h era n g e b ra c h t w ird.
2. D er B ezirk um P itts b u rg h , einschließlich Y oungstow n un d den sogenannten E isen tälern . E r s tü tz t sich auf die großen K ohlenvorkom m en von P ennsylvanien u n d fü h r t die E rz e vom O beren See beinahe 1800 k m über W asser und L an d heran.
3. D ie In d u strieb ezirk e der u n te re n Seen, am E rie-S ee b e i B uffalo u nd Cleveland un d am M ichigan- See b e i Chicago. Sie schaffen ih re E rz e vom Oberen See auf dem W asserw ege h e ra n , b rau ch en sie nich t noch einm al auf der B ah n zu v e rfra c h te n un d ver
b rau ch en K ohlen von P ennsylvanien, von W est-V ir- ginien, K en tu ck y und Jllin o is, die im D u rch sch n itt 900 km vo n Chicago e n tfern t sind, au ß er denen von
•Illinois, die in einer E n tfe rn u n g von 400 km liegen.
4. D er südliche B ezirk, h e u te hauptsächlich auf A lab am a b esch rän k t. D a m an d o rt über eigene örtliche E isen- un d K o h len v o rräte verfügt, ist eigent
lich dieser B ezirk der von der N a tu r am m eisten b eg ü n stig te, sowohl was billige A nfuhi kosten dei R ohstoffe als auch was E rzreserv en angeht. A ller
dings h ab e n die E rze, die sich von denen des O beren Sees w esentlich unterscheiden, einen geringeren G ehalt a n E isen und sind grobstückig.
5. G etren n te B ezirke im W esten, vornehm lich St. Louis am M ississippi, wo noch m eistens See-Erze g eb rau ch t w erden, und Pueblo in Colorado. In U tah h a t m an jü n g st große L ager reicher E rze und b ra u c h b arer K okskohle erschlossen. Diese sollen die G ru n d lage einer neuen In d u strie bilden, die auch den großen S ta a t von K alifornien einbegreifen wird.
S eit der G rün d u n g des S ta h ltru ste s im J a h re 1901 sind allm ählich V eränderungen in den R ohstoffen
2 S tah l und Eisen.Rohstoff
- V o r b e re itu n gfür
u n d A b sa tz m ä rk te n eingetreten, die jed en E isen - b ezirk m ehr oder w eniger b e ein flu ß t h ab en . D as C onnelsviller K okskohlenvorkom m en is t im w esent
lichen ab g eb au t, u n d d a m it versch w in d et nach u n d nach die sich des B ienenkorbofens b edienende I n d u strie. D ie großen neuen K o k e r e i e n m it Ge
w innung von N ebenerzeugnissen im P itts b u rg h e r B ezirke w erden nu n m eh r m it den w eniger g u ten K ohlen b e n a c h b a rte r K ohlenfelder v erso rg t, w äh ren d die übrigen In d u strieb ezirk e ih ren K oks im w esent
lichen v on den sp ä te r aufgeschlossenen, ab e r sehr b ed eu te n d en K ohlenfeldern von W est-V irginien u nd K e n tu ck y beziehen. D as Schw ergew icht d er B e
völkerung h a t sich inzw ischen u m H u n d e rte von K ilo m etern nach dem W esten verschoben, u n d d a m it sind auch die A b sa tz m ä rk te fü r E ise n u n d ^ S ta h l gew andert.
D ie h e u te zur V e rh ü ttu n g kom m enden E r z e vom O beren See e n th a lte n 10 % w eniger E ise n als v o r 25 J a h re n , so d aß sich je Tonne E ise n die E ise n b a h n fra c h te n vo n d en u n te re n Seen nach P itts b u rg h m ehr geltend m achen. Diese V erschiebungen b eg ü n stigen som it die S tah lin d u strie in d en m ittle re n S ta a te n , in den S tä d te n am E rie-S ee u n d besonders in Chicago a m M ichigan-See; d em entsprechend h a t dieser B ezirk in den le tz te n 15 J a h r e n v e rh ä ltn is
m äßig die g rößte E n tw ick lu n g genom m en.
D ieser Zug der Zeit w urde vom S ta h ltru s t frü h zeitig e rk a n n t u n d fü h rte zu dem B au der großen G ary-W erke in der N ä h e vo n Chicago, wo ih re T ochtergesellschaft, die Jllin o is Steel C om pany, h e u te ü b er eine m onatliche E rzeu g u n g v on 400 000 t R oheisen u n d 500 000 t S tah l v e rfü g t, im w esentlichen d a rg estellt in zwei großen A nlagen,
South W orks u nd G ary.
E r zeju n d A ufbereitung.
Die k ü n ftig e E n tw ick lu n g dieser In d u strieg eb iete hän g t vornehm lich von der L eb en sd au er der E rz la g e r
s tä tte n des O beren Sees ab , die gem essen an dem gew altigen Ja h resv erb rau ch , tatsäch lich b e sc h rä n k t ist, selbst b e i deren gew altiger A usdehnung. D ie V orkom m en e n th a lte n schätzungsw eise zwei M illiar
den T onnen 50 pro zen tig en E rzes.d o ch ste llt dieser 1 or- ra t, u n te r B erücksichtigung der w ahrscheinlichen V er
brauchsziffer, nur den B ed arf von etw a 30 J a h re n d ar.
Indes liegen d o rt sehr große R eserven geringerw ertiger kieselsäurereicher E rz e , und m an h a t sich schon eingehend m it der F rag e der A ufbereitung dieser ärm eren E rz e besch äftig t. V erschiedene große E r z w äschen sind b e re its seit J a h r e n im w estlichen G ebiet der M esaba-Lager in B etrieb u n d b e reiten m it Q uarz oder S andstein verw achsene E rz e auf, die zu billigen G estehungskosten im T agebau ge
förd ert w erden. Das W asch v erfa h re n b e s te h t einfach d arin , d aß die gebrochenen S tü ck e durch elektrom agnetische Trogw ascher („lo g -w ash er“ ) ge
schickt w erden; das F e in w ird nochm als auf S c h ü tte l
tischen b eh an d elt. D ad u rch w ird der K ieselsäure
gehalt der E rz e von 30 auf 10 % u nd w eniger h e ru n te r
g ebracht, w ährend gleichzeitig der E isen g eh a lt auf
50 % steigt. Die gew aschenen E rz e w erden m it
10 bis 15 % F e u c h tig k e it v e rsa n d t. A usnahm sw eise
d e n H o c h o fe n b e trie b . *3. Jah rg. N r. 1.4. Januar 1923. R o h s to ff-V o r b e r e itu n g f ü r d e n H o c h o fe n b e trie b . S tah l und Eisen. S
w ird das E rz auch v o rh er getro ck n et, um an F ra c h t
»u sparen. In keinem F a ll w ird das E rz durch Ag
glom erieren oder B rik e ttie re n stückig gem acht.
B ei einem großen Teil der arm en E rz e der L ager
s tä tte n des O beren Sees sind indes E isen u nd K iesel
säure so eng verw achsen, daß n u r nach feinster M ahlung ein t T rennung m öglich ist. E rfolgreiche V ersuche m it der F ein m ah lu n g solcher E rze sind d u rch g efü h rt w orden, u n d sie h ab en bew iesen, daß durch R ö sten m it folgender m agnetischer A nreiche
ru n g un d anschließendem S in tern oder A gglom erieren hochw ertige K o n z e n tra te e rh alten w erden können.
A ber die K o sten dieser A rb eiten sind noch zu hoch, um einen W ettb ew erb m it dem billigen un d schon von N a tu r an g ereich erten , im T agebau gew onnenen M esaba-E rz b esteh en zu können.
B ei M agneteisenstein ist es indes n ic h t nötig, eine m agnetische R ö stu n g voran g eh en zu lassen, n n d d a große A blagerungen von geringw ertigem m ag n etith altig em G estein im östlichen Teil der Mesaba- la g e rs tä tte n V orkom m en, so h a t die A ufgabe der A n
reich eru n g dieser E rz e anscheinend genügend A n
z ieh u n g sk raft g eboten, um kürzlich eine große A nlage in B a b b it, M innesota, en tsteh en zu lassen, in d er zu
n ä c h st 3500 t K o n z e n tra te täg lich d arg estellt w erden sollen. D as E rz h a t dichtes, kristallinisches Gefüge, is t sehr h a r t un d e n th ä lt 27 % E isen bei m ehr als 50 % K ieselsäure. E s fin d e t sich in großen zu Tage tre te n d e n A blagerungen, die eine billige F ö rd eru n g m it D am pfbagger g e sta tte n . D er E isen stein w ird gebrochen u n d stufenw eise trockenm agnetisch auf
b e re ite t. D as K o n z e n tra t w ird nach erfolgtem F e in m ahlen nochm als auf naßm agnetischem W ege a n g e re ic h e rt; die v on dem N aßm agnetscheider kom m en
den F ein erze w erden en tw ässert, dan n in D w ight- L lo y d -A p p araten g esin tert u n d gelangen m it E isen gehalten von 6 5 % zum V ersand nach dem H och
ofen. D a das g e sin terte G u t v o llstän d ig tro ck en ist, erzielt m a n eine erhebliche F ra c h te rsp a rn is gegen
ü b er den u n au fb ereiteten See-E rzen, die, selbst w enn sie n ic h t gew aschen w erden, 8 bis 12 % F eu ch tig k e it e n th a lte n . E s m uß a b g ew artet w erden, ob dieses g esin terte G u t m it den billigen E rz e n des M esaba-G ebietes in W ettb ew erb tre te n k an n , un d wie es sich im H ochofen in M ischung m it and eren E rz e n v era rb e ite n lä ß t1).
Diese A rb eiten so llten auch fü r die deutsche E ise n in d u strie von B ed eu tu n g sein, d enn w enn die o b en erw äh n te A nlage m it ih re n h ohen A usgaben f ü r B ren n sto ff u n d L öhne sich w irtsch aftlich gestal
te t, sollte m a n in D eu tsch lan d b e i den niedrigeren L ö h n en sicher in d er L age sein, solche E rz e auf
z u b e re ite n , die durch vorhergehendes R ö sten erst m agnetisch g em ac h t w erden m üssen und von denen, w enn ich ric h tig u n te r ric h te t b in , in M itteld eu tsch la n d u nd B a y e rn große M engen liegen. D ie V er
besseru n g d er E rz e durch A nreich eru n g u n d die W ä rm e w irtsc h a ft sind h e u te von einer viel größeren
*) V gl. auch d ie A rb eit von E. W . D a v is : „U eber d ie m agnetische A u fbereitu n g am erikanischer E rze.“
M itteilu n gen der U n iv ersitä t M innesota, D ezem ber 1921, XXTV, Nr. 43.
w irtsch aftlich en B ed eu tu n g , als sie es frü h er w aren , infolge d er erh ö h ten F ra c h te n u n d v e rm e h rte n F ö rd e rk o ste n d er K ohle. In dieser H in sich t sind die am erik an isch en u nd die deu tsch en V erhältnisse einander h e u te viel äh n lich er als frü h er, u nd sie w erden es m it dem A b b au d er d o rtig en reichen L a g e rs tä tte n in den n äch sten Ja h rz e h n te n noch m eh r w erden.
Im O sten d er V erein ig ten S ta a te n g ib t es je tz t schon eine A nzahl ö rtlich er A nlagen zur A nreicherung niedrigprozentiger M agneteisensteine. D ie M agnet
eisenerze im n ördlichen Teile des S taates N ew Y ork sind m ehr grob k ö rn ig er A rt, so d aß b is jü n g s t eine F e in m ah lu n g fü r die A uf Schließung n ic h t n ö tig erschien. D as K o n z e n tra t w urde deshalb frü h e r ohne A gglom erierung oder S in teru n g als genügend stü ck ig fü r die V erw endung im H ochofen angespro
chen. H e u te stellen w ir allerdings auch d o rt D w ight- L lo y d -A p p arate auf, um das F e in zu sin te rn u n d d adurch den O fenbetrieb zu erleichtern. D ie neueste E in ric h tu n g , die der C hateaugay Ore & Iro n Com
p a n y im n ördlichen Teil des S taates N ew Y ork, ist in A bb. 1 w iedergegeben.
Die M agnetite aus dem S ta a te N ew Je rse y h in gegen h a b e n im allgem einen ein so fein kristallinisches Gefüge, d aß die K o n z e n tra te n u r nach v o ra u s gegangenem S in te rn v e rh ü tte t w erden können. F ü r das E rz der R eplogle S teel Co. w urde neuerdings eine D w ight-L loyd-A nlage aufgestellt. Im östlichen P e n n sy lv an ien b e tr e ib t die B ethlehem S teel Com
p a n y eine A nlage fü r die d ortigen C ornw all-M agnetit
erze, d eren F ein en tfall im G reenaw altofen g e sin te rt w ird. D ie K o n z e n tra te vom b e n a c h b a rte n B ird s- boro w erden dagegen in D w ig h t-L lo y d -A p p araten b eh an d elt.
Sinterung und Brikettierung.^
In [S elkiik, O ntario (K a n a d a ) w ird das JVxoose- M o u n ta in -E rz an g ereich ert u nd b rik e ttie rt; d ie B rik e tts w erden im G roendalofen g eb ran n t. E s h a t sich ab er gezeigt, daß die G roendal-A nlagen zu te u e r a rb e ite n , u n d m an h a t sie d ah er durch n euere A rb e its
v erfah ren ersetzt. So z. B. is t die G roendal-A nlage, die in W isconsin zur V erarb eitu n g d er Iro n -R id g e- E rze a u fg estellt w urde, durch einen D rehofen ersetzt w orden, w äh ren d die G roendal-A nlage der Carnegie Steel Co. b ei D uquesne einer großen G reenw alt- A nlage P la tz g em ach t h a t. D iese v e ra rb e ite t G ich t
stau b , der im g esin terten Z u stan d als Z u satz zu M esaba-E rzen sich g u t b e w ä h rt h a t, indem d as bei der S in teru n g sich bildende S ilik at n ic h t durch die H ochofengase re d u z ie rt w ird un d so m it der zu leich ten R ed u zierb ark eit dieser E rz e en tg eg e n w iik t.
In dieser B eziehung soll G ic h tsta u b -S in te r n ic h t m it im D w ight-L loyd-V ei fahren g e sin te rte m M a g n e tit verw echselt w erden, der bei niedrigerer T e m p e ra tu r g e sin te rt u nd im teigigen Z u stan d , d urch O x y d atio n zu E isen o x y d , leich t red u zierb ar g em ach t w ird.
W ir h ab en festg estellt, daß ein Z usatz von bis zu 20 %
g esin tertem G ich tstau b in dem M öller sich v o rte ilh a ft
m it dem M esaba-E rz zusam m en v e r h ü tte t; ab er h ie r
scheint die w irtsch aftlich e G renze zu liegen, den n
bei h öherem Z usatz leid et der K o k sv erb rau ch u n d
4 Stahl und Eisen. R o h s to ff-V o rb e re itu n g f ü r d e n H o c h o fe n b e tr ie b , 43. Jahrg. N r. 1.
infolge des Schw efelgehalts des G ichtstaubes auch die G ü te des E isens. D och genügt dieser P rozentsatz, u m jed en A bfall von G ich tstau b sam t den auf
gespeicherten V o rräten aufzuarbeiten. G esinterte M agnetite dagegen w erden bis 80 % und selbst bis 1 0 0 % des E rzm öllers erfolgreich v e rh ü tte t.
Die m eisten a m erik an i
schen H ochofen w erke h a b en h e u te eine A nlage zum S in te rn ihres G ichtstaubes.
D as D w ight-L loyd-V erfah re n h a t zu diesem Zweck w ie zum S intern vo n E rzen w eitere V e rb reitu n g gefun
d e n als irgendein anderes S y stem , d an k seiner nie
drigen B etrieb sk o sten , der E in fa c h h e it der B etrieb s
weise un d seiner A npas
sungsfähigkeit zur E r r e i
chung größerer E rz e u gungsm engen. D a s b e iih m wie bei dem ähnlichen G reenaw alt-V erfahren ge
w onnene G u t lä ß t sich im H ochofen g la tt verschm el
zen, da es porös ist und d a h e r den H ochofengasen eine sehr große A ngriffs
fläche d arb ietet. D ie V e r- b ennungsw eise dieser b e i
den V erfahren erfordert w enig B rennstoff. N eu er
dings h a t m an festgestellt, d aß eine sehr feine M ahlung der m it dem K o n z e n tra t zu verm ischen
den K ohle den B rennstoffaufw and erheblich v e r
ringert. Wo frü h er m it 6 bis 8 % B rennstoff gerechnet w erden m u ß te, erscheint es je tz t m ög
lich, bei F ein m ah lu n g , sowohl von E rz als auch
4. Januar 1923. R o h s to ff- V o rb e re itu n g f ü r d e n H o c h o fe n b e trie b . S ta h l und E isen . 5
v o n B rennstoff, m it w eniger als 5 % B rennstoff au s
zukom m en. D as F e in m ah len v o n K oks is t infolge des sta rk e n V erschleißes d er M ahleinrichtungen n ich t zu em pfehlen, u n d deshalb w ird allgem ein das auf der G rube anfallende K ohlenfein v erw endet, sofern F ein m ah lu n g des B rennstoffes erw ünscht ist.
W as die V e rh ü ttu n g vo n g e sin te rte n M agnet
eisen erzk o n zen traten im H ochofen an b ela n g t, so h ab e n die östlichen H ochofenw erke solche in jedem V erh ältn is m it in- un d au slän d isch en H ä m a tite rz e n u nd auch m it schw edischem S tückerz v e r h ü tte t und g u te E rgebnisse erzielt. D er B rennstoffaufw and je Tonne R oheisen b e i einem hohen P ro z e n tsa tz gesin
te r te r M agnetiterze is t w esentlich geringer, als wenn das K o n z e n tra t im ro h en Z u stan d v e r h ü tte t w ird, was zum g rö ß ten Teil in der besseren R e d u zierb ark eit b e g rü n d e t ist. D er O fengang w ird regelm äßiger, der W in d d ru ck nied rig er un d der N iedergang der G ichten reibungsloser, ohne H än g en zu verursachen. Auch i s t die A u snutzung des B rennstoffes im Ofen eine bessere, w odurch eine w eitere E rsp a rn is a n K oks erzielt w ird.
E s ist erw iesen, daß unser neuzeitliches am eri
k anisches H ochofenprofil1), d. h. die A nw endung einer k u rzen , steilen R a s t sich sehr g u t fü r die V er
h ü ttu n g v on M agneteisenstein wie v on H ä m a tit
erzen eignet, gleichgültig, ob g esin terte E rz e zur V er
w endung gelangen oder un g esin terte. D er einzige U n tersch ied , den w ir b e i der P ro filieru n g des H och
ofens m achen, ist, d aß w ir b e i der V e rh ü ttu n g von M ag n etiten un d g esin tertem E rz einen steileren S ch ach tw in k el anw enden als b e i der V erarb eitu n g vo n m ulm igen oder feinen H ä m a tite rz e n . Bei der V e rh ü ttu n g v o n S ee-E rzen b e n u tz e n w ir N eigungen des S chachtes v o n 60 bis 80 m m je 1 m (86,5 bis 85,5°), w äh ren d bei d er V e rh ü ttu n g v on M agneteisenerz die g ü n stig ste N eigung etw a b ei 42 bis 60 m m je Im (87,5 bis 86 ,5 °) liegt. J e größer der P ro z e n tsa tz an u n g esin tertem K o n z e n tra t ist, desto größer soll d er S chachtw inkel sein. E in k lein erer S chachtw inkel g e s ta tte t d er B eschickung, sich zu schnell zu lockern, w odurch d ie K o n z e n tra te die M öglichkeit bekom m en, vorzueilen.
A us dem selben G ru n d e w ird b e i der V e rh ü ttu n g v on u n g e sin te rte n K o n z e n tra te n eine an d ere B e
g ic h tu n g sa rt gew äh lt als b e i der V e ra rb e itu n g von w eichen oder gebrochenen E rz e n u nd g esin tertem G ut. Bei d er V erw en d u n g von F ein erzen aus M agneteisenstein h a b e n sich schw erere K okssätze besser b e w ä h rt; ebenso h a t es sich als zw eckm äßiger erw iesen, E rz u n d K oks g e tre n n t zu g ich ten als v e r
m engt, wie m a n es b ei S ee-E rzen gew ohnt ist. Auch der größere N eigungsw inkel des T ric h te rs (50 b is 55°), der b e i V e rh ü ttu n g vo n M esaba-E rzen üblich ist, h a t sich b e i d er V erw endung von F ein erzen au s M agnet
eisenstein n ic h t als v o rte ilh a ft erw iesen. F ü r diese E rz e sch ein t ein W inkel v on 45 0 am v o rte il
h a fte ste n zu sein.
Betrieb m it F einerz.
E s is t b em erk en sw ert, d aß tr o tz d er gew altigen V o rrä te a n sehr feinen s ta u b h a ltig e n M esaba-E rzen
i ) V gl. St. n. E. 41 (1 9 2 1 ), S. 539/41.
die E rö rte ru n g d e r F ra g e ih re r S in teru n g , A gglom erie
ru n g o d e rB rik e ttie ru n g zum Zweck eines stückigeren Möllers niem als fü r notw en d ig befu n d en w urde. A lle zu dem Zwecke g e b au te n A nlagen h a b e n sich au f den G ich tstau b u n d au f F e in -K o n z e n tra te v o n M agnet
eisenerzen b esch rän k t. G leichzeitig b ra c h te m a n in D eutschland allen A rbeitsw eisen, die d a ra u f ab zielten, F ein erze stückig zu m achen, großes In teresse entgegen, obwohl der E rzm ö ller der rheinisch-w est
fälischen Oefen m eist so gro b stü ck ig w ar u n d auch je tz t noch ist, d aß der am erikanische H o ch ö fn er dessen V e rh ü ttu n g in seinen Oefen ab leh n e n w ü rd e ohne vorheriges Z erkleinern d er S tücke. Ich b in bei dem Besuch d eu tsch er W erke zum T eil noch im m er w ieder ü b e rra sc h t, daß deutsche H ochöfen ü b e rh a u p t m it dem grobstückigen E rz u n d K a lk stein a rb eiten k önnen; das sp rich t sicherlich fü r eine im übrigen gute B e trieb sfü h ru n g u n d lä ß t erkennen, welche hohe E rw a rtu n g e n m a n erst stellen k ö n n te , w enn die deutschen H ochöfen den g anzen M öller erst klein gebrochen b ek äm e n u n d d ad u rch eine viel gleichm äßigere u nd leich ter red u zierb are B eschickung erhielten.
Ich h ab e stets den S ta n d p u n k t v e rtre te n , d e r Möller m üsse aus gleichm äßigen, m öglichst kleinen Stückchen besteh en , d a m it die Z w ischenräum e zw i
schen den einzelnen Stücken gleichm äßig v e r te ilt w erden. W eiter sollten alle E rz so rte n im M öller gleichm äßig redu zierb ar sein, d a m it die R ed u k tio n der ganzen B eschickung in der gleichen O fenzone sta ttfin d e t, u nd der Ofen so sta rk g etrieb en w erden k an n , wie es das am le ic h te ste n re d u zierb are E rz im Möller zuläßt, w o m it die höchste E rzeu g u n g u n d der geringste B rennstoffaufw and erreich t w erden. M it einem W o rt: je schw erer ein E rz re d u z ie rb a r ist, um so kleiner soll es gebrochen w erden.
Die F u rc h t v o r F ein erzen im M öller, die in D eutschland, wie hier frü h er, h e rrsc h t, is t wohl b eg rü n d et, wo die G ebläseeinrichtungen k ein e S te i
gerung der W indpressung zulassen. D ie G ebläse unserer großen Oefen sind alle im stan d e, bis auf 1 V* zu b lasen , ohne V errin g eru n g d er W in d menge, u n d viele liefern vollen W in d b is auf 2 at.
N ach m einen E rfa h ru n g e n w ird indes die W in d pressung n ic h t allein durch F ein erz b e e in flu ß t, sondern auch durch ein unzw eckm äßiges O fen p ro fil, schw erverbrennlichen K oks un d strengflüssige Schlak- ken. A uch sind F ein erze u m so schw ieriger zu v e r
h ü tte n , je leich ter red u zierb ar sie sin d ; bei M esaba- E rz neigen die Oefen m ehr zum H än g en , der W in d d ru ck is t u n regelm äßiger, u n d die obere G renze d e r W in d te m p e ra tu r lieg t n ied rig er als b e i g em isch tem Möller. A uf jeden F a ll h a t b ei uns die steile, k u rz e R a st den g la tte n O fengang b ei 100 % F e in e rz e n erm öglicht in V erbindung m it gleichm äßigem W in d volum en u n d sorgfältiger R egelung der W in d te m p e ra tu r u n te r V erm eidung sehr k a lk re ic h e r S chlacken.
S elb stv erstän d lich b in ich m ir d a rü b e r k la r, d aß d ie
E rzeu g u n g von T hom asroheisen in D e u tsc h la n d
rücksichtlich des erw ünschten sehr n iedrigen S iliziu m
gehaltes den B etrieb ersch w ert g egenüber d en fü r
die H e rste llu n g v on am erik an isch em b asisch en R oh
6 S ta h l und Eisen. R o h s to ff-V o r b e r e itu n g f ü r d e n H o c h o fe n b e tr ie b . 43. Jahrg. N r. 1.
eisen b esteh en d en B edingungen, die im allgem einen einen Silizium gehalt von 0,75 % bis 1,20 % im E isen v o rsch reib en m it u n te r 0,05 % Schwefel.
In N o rd am erik a h a b en w ir ab er durch lange, schw ere E rfa h ru n g gelernt, die F ein erze zu schätzen.
N achdem das H ochofenprofil, der B rennstoff un d d ie B etriebsw eise d a ra u f eingestellt sind, genießt m an die V orteile innigerer A neinanderlagerung der E rz te ilc h e n un d d er schnelleren u nd k räftig e ren E in w irk u n g zw ischen E rz u n d G asen. S ind die E rz e n ic h t von N a tu r aus fein, so zerkleinern w ir sie ohne R ü c k sic h t auf den d ab ei fallenden S ta u b a n te il.
D as E rz m uß den G asen in einer m öglichst zugäng
lic h e n F o rm d argeboten w erden.
G leichzeitig legen w ir großes G ew icht auf die 'chem ische G leichm äßigkeit des E rzm öllers, un d die G ru b en a m O beren See, besonders die dem S ta h ltr u s t
^gehörigen, h ab en tadellose A rb eitsv erfah ren ent
w ickelt, u m besonders die K ieselsäure in geringen G re n z e n zu h a lte n . U eber diese G esichtspunkte h a b e ich m ich b e re its eingehend in m einer A b h an d lu n g vom J a h re 19141) v e rb re ite t. M anche a m erik a
nischen E rz e w echseln vo n N a tu r aus in ih re r Z u
sam m ensetzung sehr sta rk , besonders auch die M esaba-E rze, u n d jede G rube im d o rtig en G ebiet fö rd e rt d ah er verschiedene E rzso rten . D iese w erden sch o n b eim U m laden von den W agen in die B u n k er u n d v on den B u n k e rn in die D am pfer m it än d ern äh n lic h e n S o rten v erm en g t, so d aß b eim E n tla d e n a m H ochofen n u r einige wenige, ab er gleichm äßige S o rten m it ziem lich eng b eg ren zter A nalyse sich geb ild et h ab en . Dieses V erfahren ist in einer b ew u n d eru n g sw ü rd ig en W eise a u sg earb eitet w orden und h a t sehr v ie l zur erfolgreichen V e rh ü ttu n g der von N a tu r aus unregelm äßigen E rze beigetragen. Meines E ra c h te n s liegt k ein offensichtlicher G rund vor, w eshalb n ic h t in D eu tsch lan d die heim ischen G ruben u n d selb st L ieferer vom A usland in ähnlichem Sinne zusam m en a rb e ite n sollten, um dem H ochofen w eni
g er, ab er chem isch un d p hysikalisch gleichm äßigere S o rte n E rz e zuzuführen.
In N o rd am erik a w erden die etw a geförderten g roßen E rzb lö ck e gew issenhaft gebrochen, d en n grobe S tü ck e gelten als besonders schädlich in einem F e in erzm öller. D ie H ochofenw erke in der N ä h e der a tla n tisc h e n K ü ste, die viel au slän d isch e E rz e v e r
schm elzen, schreiben vor, daß die E rz e auf eine b e stim m te S tückgröße gebrochen sein m üssen, un d d ie schw edischen E rz g ru b e n sieben infolgedessen d as feine M aterial für die am erik an isch en V erbraucher, w äh ren d die großen S tücke nach D eu tsch lan d und E n g la n d geliefert w erden.
I n A lab am a, wo m a n ü b er einen h a r te n R o t
eisenstein m it hoh em K alk - u n d K ieselsäuregehalt v e rfü g t, is t ein w irtsch aftlich er H ochofenbetrieb n u r m öglich, w enn die E rz e fein gebrochen w erden.
D ie G ruben h a b e n sich d a ra n gew öhnt, d as E rz b is auf eine K orngröße zu brechen, die dem 2 1/ 2//-Sieb (64 mm) entspricht.
L In gleicher W eise b eh an d eln w ir K o k s un d K a lk ste in . S chw erv erb ren n lich erK o k s sollte kleinstückiger sein als leich tv erb ren n lich er, auf w elchen P u n k t ich
! ) V gl. hierzu F ußnote S. 1.
noch s p ä te r zu rückkom m en werde. G anz b esonder!
sehen w ir darau f, daß der K a lk ste in sow eit gebrochen ist, d aß die g rö ß te n S tücke n ic h t ü b er 125 m m lang sind. Im M ittel m essen die S tü ck e d a n n etw a 75 mm . K leine S tücke geben ih re K ohlensäure in dem oberen T eil des Schachtes ab , w äh ren d größere b is in die R a st gelangen, b ev o r die K ohlensäure v o llstän d ig ausgetrieben ist; le tz te re w irk t d a h e r schon auf den glühenden K oks ein.
S tückerz u nd K a lk ste in so llten b eid e a n der G ew in n u n g sstätte gebrochen w erden. W enn auch die K ra ftk o ste n m an ch m al au f d en G ru b en un d in den S tein b rü ch en höh er sind, so w ird doch die V er
fra c h tu n g des gebrochenen E rzes u n d K alkstein»
w esentlich e rle ic h te rt; die A b n u tzu n g der W agen, der V erladevorrichtungen u n d der B u n k er w ird v er
ringert.
D urch B rechen des M aterials auf zw eckm äßig#
G röße w ird seine richtige V erteilu n g im Ofen b e
g ü n stig t u n d d a m it auch die V e rteilu n g der Gase.
G ib t m an besonders grobes u n d feines M aterial zusam m en in den Ofen auf, so fin d e t eine T ren n u n g d a h in s ta tt, d aß das F e in sich a u ß en a n d en W an d ungen ansam m elt, w äh ren d das G robe n ach der M itte z u stre b t. Infolgedessen sinken die E rz - u nd K alk stein b lö ck e, die am lan g sam sten d urch den Ofen gehen sollten, in der k ü rzesten Z eit nieder, w ährend das leich t redu zierb are F einerz zu langsam durch den Ofen h in d u rch g eh t. B esonders K a lk stau b un d K oksgrus geben A nlaß zu A nsätzen u nd u n te r U m stä n d e n zur G ew ölbebildung im S chacht. D aher m üssen K alk stein - u n d K oksgrus sorgfältig ferngehalten w erden, u n d keine E in ric h tu n g ist zu vielgestaltig, die diesen Zweck erfüllt.
Als m an vor einigen J a h r e n a m H u ro n -S ee in M ichigan einen großen S tein b ru ch in A ngriff n ah m , um die H ochöfen in Chicago zu v erso rg en , m ach te ich den V orschlag, n ic h t n u r, w ie üblich, den K alk stein sorgfältig abzusieben, sondern ih n auch u n ter A u sn u tzu n g des b illig au s dem H uro n -S ee zu ge
w innenden W assers zu w aschen. D er so gew onnene K alk stein is t je tz t fü r H ochöfen der a m m eisten begehrte.
Als L eiter der b eid en g rö ß ten H ochofenw erke N ord-A m erikas (E d g ar Thom son b is 1905 un d South W orks bis 1917) h a tte ich G elegenheit, an vielen Oefen p lan m äß ig m eine G edanken zu e n t
w ickeln u n d E rgebnisse zu erzielen, die zur Z e it fü h re n d w aren. Im J a h r e 1916 z. B. m a c h te ich m it den elf Oefen in S outh Chicago 1/ 16 der G esam t
roheisenerzeugung der V erein ig ten S ta a te n , oder 2 067 308 t E isen n eb st 8968 t F e rro m a n g a n , F erro - Silizium u n d Spiegeleisen. D as E ise n w urde m it einem D u rch sch n ittsk o k sv erb rau ch fü r d a s J a h r von 827 kg K oks je Tonne E isen h e rg e ste llt b e i einem d u rch sch n ittlich en E ise n g e h a lt im E rz v on 51,5 % und im E rz - u n d K alkstein-M öller von 44,8 % . D ie leiten d en G edanken fü r d en F o r ts c h r itt m eines B e
triebes sind die folgenden gewesen:
1. die E n tw ic k lu n g rich tig er O fenprofile;
2. die A nw endung sa u re re r Schlacken, erm öglicht
d u rch bessere V o rb ereitu n g der R ohstoffe in
p h y sik alisch er und chem ischer B eziehung;
V o rb e re itu n g f ü r d e n H o c h o fe n b e trie b . Stahl und Eisen. T
3. die E rk e n n tn is z u n ä c h st von der N o tw en d ig k eit u n d , d a ra u f fu ß en d , die H e rste llu n g eines besseren H ochofenkokses.
E s is t ein leid er oft gem ac h ter Ir rtu m , den U n te r
schied in dem B etrieb vo n H ochöfen einer einzigen U rsache zuzuschreiben, z. B. d er B eschaffenheit des K okses. S elten a rb e ite n a b e r zwei Oefen u n te r den g leichen B edingungen, n ic h t einm al auf dem selben W erk. E s is t im m er ein U n tersch ied in den R oh
stoffen, im A rb eitsp ro fil des H ochofens, w enn n ic h t schon in dem ursp rü n g lich en P ro fil, in der B eschaffen
h e it des M öllers, in der A rb eit der B elegschaft. Das alles m uß in B e tra c h t gezogen w erden, w enn m an sich z. B. au f die E rg eb n isse der H ochöfen in der A rb e it vo n H o w l a n d bezieht, wie dies K ö p p e r s v o r ku rzem g etan h a t 1).
Ich glaube n ic h t, d aß H ow land, der frü h er einer m einer A ssistenten w ar, un d den ich als ausgezeich
n e te n H ü tte n m a n n und vorsich tig en u n d gewissen
h a fte n F o rsch er k en n e, selb st der A nsicht ist, der U n tersch ied in den B etriebsergebnissen der H ochöfen, a n denen er seine V ersuche a n g estellt h a t, sei allein a u f die leich tere oder schw erere V erbrennlichkeit des K okses zurückzuführen. T atsächlich b em erk t er auch a m Schluß seines V o rtrag es: „U n sere w eiten G estelle u n d steilen R a ste n sind w ichtig, w eil beide d a h in w irken, die G eschw indigkeit der Gase zu ver
rin g e rn u n d die W ärm e da zusam m enzufassen, wo sie w irklich b e n ö tig t w ird .“
Das Hochofenprofil.
Die E n tw ick lu n g der heu tig en P ro file w urde seit 1900 S c h ritt fü r S c h ritt a n d en H ochöfen u n te r m einer L eitu n g d u rch g efü h rt, wie ich in m einer oben
e rw ä h n te n A bhandlung vom J a h r e 1916 dargelegt habe, u n d ich w ill h ier n u r feststellen , daß d er beste Beweis fü r die R ich tig k eit des G edankens, der zu den von m ir vorgeschlagenen A enderungen d er P ro file fü h rte , in dem ausgezeichneten A rb eiten d er H och
öfen m it w eitem G estell u n d k u rzer, steiler R a st e rb ra c h t ist, ganz gleichgültig, u m w elche E isen g a ttu n g oder u m w elchen M öller es sich h a n d e lt.
D aß solche P ro file eine niedrige Schmelz- un d V erbrennungszone erm öglichen, g ib t h e u te jed er
m a n n zu. E b en so h a t sich als rich tig erw iesen, daß d ie a lte T heorie vo n d er m an g elh aften D u rchdringung des W indes b e i einem zu w eiten G estell n ic h t richtig ist. A uch h a t das w eite G estell keinerlei Schw ierig
k e ite n b e im B etrieb auf unterschiedliche E isen g a ttu n g e n h ervorgerufen, im G egenteil lä ß t sich dieser H och o fen ty p w esentlich leich ter b e tre ib e n als d e r a lte m it engerem G estell u n d hoh er R ast.
L ange Z eit h a t m a n n ic h t gew agt, b e i H ochöfen, die auf G ießereiroheisen gehen, diesen G ru n d satz a n zu w en d en ; a b e r h e u te h a t die P ra x is bew iesen, daß G ießereieisen a m erfolgreichsten b e i einer kurzen R a s t u n d w eitem G estell erb lasen w ird. Ich h ab e auch F erro siliziu m u n d F e rro m a n g a n in Oefen erb lasen m it einem G estell v o n 5,18 m $ b e i a u ß e r
ord en tlich geringem B rennstoffaufw and.
W as die E n tw ic k lu n g der P ro file an g eh t, so k a n n ich w iederum auf m eine frü h e re A rb e it vo n 1914*)
U V gl. S t. u. E . 41 (1 9 2 1 ), S. 1173 ff.
2) S t. u. E . 36 (1 9 1 6 ), S. 33.
hinw eisen. S eitdem is t m a n m it der Tieferlegung u n d d er steileren A u sführung d er R a s t u n d der A n
w endung des w eiteren G estells noch w eiter gegangen, wie dies z. B. die le tz te n H ochöfen bew eisen, die die F ir m a F re y n , B ra ss e rt & Co. fü r die W e irto a Steel Co., die Steel & T ube Co. of A m erica u n d die T ru m b u ll Cliffs F u rn a c e Co. g e b a u t h a t, d eren P ro fil
A bbildung 2. Jü n gstes P r o fil am erikanischer H o ch ö fe» .
in A bb. 2 w iedergegeben ist. D iese Oefen m achen d u rch sch n ittlich ü b er 600 t in 24 S tu n d en u n d h ab en bem erkensw erte m o n atlich e H ö chstleistungen bis auf 732 t im T ag esd u rch sch n itt aufzuw eisen, le tz te re allerdings m it m äßigem S ch ro ttzu satz.
D ie E n tw ic k lu n g h a t ih re n H ö h e p u n k t in dem m utigen S c h ritt erreich t, den m ein N achfolger auf den S outh W orks der Jllin o is S teel C om pany, Dr. W a lte r M athesius, im J a h r e 1918 g e ta n h a t, als er einen Ofen m it einem G estelldurchm esser von 6,32 m b a u te . D ieser O fen s te h t seit ü b e r d re i
SOO O jr-
R o h s to ff-V o r b e r e itu n g f ü r d e n R o c.h o fe, » ...
8 S ta h l und Eisen.
J a h r e n m it E rfolg im F eu er. Seine D u rch sch n itts
leistung seit In b etrie b n ah m e b e trä g t m ehr als 600 t E isen in 24 S tu n d en , ohne V erarb eitu n g von S ch ro tt. Dieser Ofen h a t ü b er 750 000 t m it einer Z ustellung erzeugt. Im M onat A pril 1922 m achte er 20 8 3 5 1 insgesam t oder 6 9 4 1 im T agesdurchschnitt b e i einem Möller m it 97,3 % M esaba-Erzen, ohne jeden S chrottzusatz. M athesius h a t seitdem zwei w eitere Oefen auf dasselbe P ro fil um gebaut. Sein Ofen Nr. 1 lieferte im A pril 1922 20 657 t insgesam t oder 688,5 t im T agesdurchschnitt, bei 80 % M esaba- E rz e n im Möller, ohne S chrott. D em Beispiel von M athesius folgend, h a t die N a tio n al T ube Co. das
selbe P ro fil an einem ih rer Oefen in L o rrain v er
w endet, der je tz t gerade in B etrieb kam . F ern er h a t die Tennessee Coal Iro n & R ailro ad Co. in E nsley, A labam a, eine andere Tochtergesellschaft des S tah l
tru stes, einen Ofen nach einem ähnlichen P rofil u m gebaut, wobei m it R ücksicht auf das h a rte E rz von A labam a b ei gleichem G estelldurchm esser die R a st verlän g ert und d a m it der R astw inkel flacher gem acht w urde1). D ieser Ofen erzeugt m it einem Möller von 38 % E rzg eh alt ohne S ch ro ttzu satz 550 t im Tag.
D ie Schlacken.
Die oben geschilderten B estrebungen, die R o h stoffe an Stückgröße un d A nalyse gleichm äßiger zu gestalten, gaben m ir die M öglichkeit, m it einer s a u r e r e n S c h l a c k e zu arb eiten , u n d d a m it kom m en w ir zu dem zw eiten der eingangs erw äh n ten P u n k te , die besonders w ichtig b eim B etrieb m it F ein erzen sind.
N ich t genügend dünnflüssige Schlacke w ird n atü rlich die Zw ischenräum e zw ischen den K oks
stücken oberhalb der F o rm en v erstopfen u n d er
schw ert d ah er für W ind u n d Gas den gleichm äßigen D u rc h tritt. Schlacken m it zu hohem Schm elz
p u n k t neigen dazu, daß sie bis zur R a st gelangen, b ev o r sie sich vollständig verflüssigen, selbst b ei n iedriger R ast. In letzterem F a lle k a n n die B e
schickung n ic h t in dem gleichen V erh ältn is schrum p
fen, wie es der V erjüngung der R a st en tsp rich t, und es entstehen V erstopfungen.
I n dieser H insicht b e ste h t ein U nterschied zwi
schen der E inw irkung der Schm elzbarkeit u nd der D ünnflüssigkeit, wie jeder H ochofenm ann weiß, jedoch k a n n sowohl bei F ehlen der einen wie der an d eren eine höhere W indpressung ein treten , eine F rag e, die ab er hier n ic h t besprochen w erden soll. B ei der üblichen Z usam m ensetzung unserer Schlacken lä ß t sich der dem W ind gebotene W id ersta n d verringern bzw. gleichförm iger m achen durch F ü h ru n g einer genügend sauren Schlacke.
W äh ren d es frü h er in A m erika üblich w ar, im H och
ofen Schlacken m it 45 bis 48
%S äuren (SiO s + Al 0 3) zu führen, h a t in den le tz te n J a h r e n die E rfa h ru n g bewiesen, daß 48 bis 52 % , d u rc h sc h n itt
lich ab er n ic h t w eniger als 50 % Säuren in der Schlacke günstigere E rgebnisse zeitigen. G rößere, saurere Schlackenm engen h ab en sich als v o rte il
h a fte r gezeigt als kleinere, kalk reich ere, da auf diese
1) S t. u. E . 41 (1 9 2 1 ), S. 539.W eise d er Schw efelgehalt besser k o n tro llie rt un d der Ofen leich ter ohne S törung g eh alten w erden k an n .
J e saurer die Schlacke ist, u m so n iedriger ist im allgem einen ih re S ch m elztem p eratu r, un d um so niedriger is t auch die T em p eratu r, die, ohne V er
stopfungen in d er R a s t u n d im G estell h erv o rzu rufen, eingehalten w erden k a n n , d. h. um so größer is t der U nterschied zw ischen der T e m p e ra tu r der V erbrennungszone vo r d e n D üsen u n d der Tem pe
r a tu r des G estells u n d der R a st, b e i d er der Ofen ohne S törungen gehen k an n . D iesen U nterschied k a n n m an m it R e c h t den S ich erh eitsfak to r n en nen. E in Ofen k a n n m it einem g rößeren oder geringeren S ich erh eitsfak to r b e trie b e n w erden, in dem sich die u n te re T em p eratu rg ren ze nach dem Schw efelgehalt d er B eschickung u n d den V orschriften bzgl. Schwefel- u n d Silizium gehalte des R oheisens rich ten m uß.
In Z ahlentafel 1 folgen einige typische A nalysen von Schlacken, die b ei D arstellu n g verschiedener R oheisensorten auf H ochofenw erken gefallen sind, welche erfolgreich n ach den h eu tig en G ru n d sätzen arbeiten:
Z ah len tafel 1. S c h l a c k e n a n a l y s e n a m e r i k a n i s c h e r H o c h ö f e n .
B asisch e s R o h eisen
B esse- m e r- R o h - eisen
% G ieße-
rei- R oh- eisen
% % % o//o
S i 0 2 ... 3 5,0 3 6,5 3 7,6 3 5,2 36,0 A12 0 3 . . . . 15,6 14,5 13,0 15,2 13,5 C a O ... 44,1 42,7 42,2 45,1 44,2 Mg O ... 1,9 2,7 3,8 2,0 3,3
S . . 1,6 1,4 1,4 1,6 1,8
M nO und R est 1,8 2,2 2,0 0,9 L2
100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
D a die V erw endung sau rer Schlacken v on der F ä h ig k e it a b h ä n g t, den S chw efelgehalt im R oheisen in S chranken h a lte n zu k ö n n en , w ar die anfangs beschriebene H erau sb ild u n g gleichm äßiger S tück
größe un d Z usam m ensetzung der R ohstoffe v on großer W ichtigkeit.
E in e n der d ien lich sten U m stän d e b ei dem A rbei
te n m it F ein erzen u n d den B estreb u n g en , die W in d pressung nied rig zu h a lte n , b ild e t ein angem essen hoher M angangehalt der B eschickung. E s is t h e u te in A m erika allgem ein üblich, im M öller fü r basisches E isen etw a 1,4 % M angan zu h a b e n , en tsp rech en d 2 % im E isen. D ad u rch w ird n ic h t allein d er B etrieb des Ofens e rleich tert, sondern auch den W ünschen der L e ite r d er M artinofenw erke entgegengekom m en, die h e u tzu tag e aus b e k a n n te n G rü n d en höhere- M angangehalte vorziehen. E in h o h er M angan
geh alt e rla u b t eine saurere Schlacke im H ochofen und b e w irk t dabei doch, d aß der S chw efelgehalt im E isen u n te r 0,05 % b le ib t. B ei sau rer Schlacke
n im m t der H ochofen eine höh ere W in d te m p e ra tu r an , ohne daß die W in d p ressu n g steig t. A ber eine
höhere W in d te m p e ra tu r w iederum b e d e u te t, w enn
d er Ofen ohne S törung d a u e rn d den W in d a n n im m t,
eine größere Z usam m enfassung d er W ärm e im
er d ie s u b je k tiv e n E in s te ilfe h le r . Stah l und B isen. 9
G estell, die in einer h ö h eren S ch lack e n tem p eratu r zum A usdruck k o m m t un d in einer g rößeren Lös
lich k eit des Schwefels in d er Schlacke, w odurch w iederum die F ü h ru n g einer noch sau reren Schlacke erm öglicht w ird. D iese V erh ältn isse g e s ta tte n eine
w eitere V ergrößerung d er E rzg ic h ten , wodurch die S ch a c h tte m p e ra tu r ab n im m t. W enn an d erseits die W indpressung infolge A nw endung zu h oher W in d te m p e ra tu r unzulässig zu n im m t, so gehen alle diese V orteile verloren.
(F o rtse tzu n g folgt.)U eb er die subjektiven Einsteilfehler bei optischen Pyrometern.
V on ®tX3ng- G e o r g K e i n a t h in C harlo tten b u rg .
(G ü n s tig ste F arbe d e r L ic h tfilte r . V er g leich en d e M ess u n g e n u n g e ü b te r B eo b a ch ter an d r e i P y r o m e te r s y s te m in . G en a u ig k e itsg ra d .)
/V ls N achteil der optischen T em p eratu rm eß g eräte w iid vielfach angegeben, daß die m it solchen A p p araten gem achten M essungen su b jek tiv seien, m it and eren W orten, d aß bei verschiedenen B eobach
te r n verschiedene M eßergebnisse erzielt w ürden.
E s sollen deshalb diese F ehlerm öglichkeiten be
sprochen werden.
B ei G e s a m t s t r a h l u n g s p y r o m e t e r n sind sub
je k tiv e F eh ler n u r insofern m öglich, als der B e
o b ach te r das F e rn ro h r falsch z e n trie rt. D erartige F eh ler m üssen a b e r bei den vorliegenden B e tra c h tu n g en ausscheiden. Sie w ären vielleicht in der W eise zu berücksichtigen, daß m an die Schw ierigkeit der E in stellu n g irgendw ie b ew ertet. In dieser H in sich t w ird ein P y ro m eter, an dem keinerlei R egel
v o rrich tu n g e n und sonstige E in stellu n g v o rhanden sind, einem anderen vorzuziehen sein, bei dem v o r Ge
b rau ch v ersch ied en e E in stellu n g en vorzunehm en sind.
S u b jek tiv e B eobachtungsfehler beeinträchtigen ab e r die M essungen m it T e i l s t r a h l u n g s p y r o - m e t e r n , m it W a n n erp y ro m etern un d G lühfaden
py ro m etern .
D a beide A rten , w enigstens die allgem ein b rau ch b a re n A usführungen, m it einem F a rb filte r arb eiten , um den V ergleich m it einfarbigem L ich t vorzunehm en, so ist zu n äch st zu prüfen, wie w eit die F a rb e dieses F ilte rs bei verschiedenen B eo b ach tern vo n E in flu ß a u f die M essung ist.
V erw endet m an kein L ich tfilter, wie es z. B. bei einfachen G lühfad en p y ro m etern der F a ll ist, so lassen sich n u r bei S trah lern m it dem selben E m is
sionsverm ögen wie die P y ro m e te rla m p e hinreichend ü b ereinstim m ende M eßergebnisse erzielen. B eim Messen offener M etallflächen m it selektiver S tr a h lung lä ß t sich ab e r keine sichere E in stellu n g m ehr au sführen, weil es fü r verschiedene B eo b ach ter unm öglich ist, b ei verschiedenen G lühfarben auf gleiche H elligkeit einzustellen. D ieselbe Schw ierig
k e it t r i t t b ek an n te rm a ß e n auch au f beim P h o to - m e trie re n verschiedenfarbiger L ichtquellen, und jed er, der diese A rb eit schon a u sg efü h rt h a t, weiß, wie ungenau solche M essungen ausfallen. E s ist d eshalb bei optischen P y ro m e te rn unerläßlich, F a rb filte r zu verw enden, die es erm öglichen, den p h o to m etrischen H elligkeitsvergleich bei einfarbigem L ich t auszuführen. Bei dem W a n n erp y ro m eter ist es auch d u rc h die E ic h u n g notw endig, w eil diese auf der P lan k sch en G leichung b e ru h t.
E s is t n u n die F rag e, bei w elcher L ich tfarb e, ob z. B. rot, grün oder b lau , der V ergleich v orzunehm en
1.4 3
ist. F ü r den su b jek tiv en B eobachtungsfehler ist dies eigentlich gleichgültig. A uch auf vollkom m en farb en blinde B eo b ach ter h a t die A usw ahl der F ilte rfa rb e keinen E in fm ß . E s schadet dabei nichts, w enn d e r B eobachter eine ganz an d ere F a rb e sieht, z. B.
g rün s t a tt ro t, oder g ar keine, er soll ja n u r gleich
farbige H ellig k eiten vergleichen. E s k a n n n u r die E in stellu n g entsprechend der v erm in d erten A ugen
em pfindlichkeit w eniger scharf w erden, der M itte l
w ert m e h re re r B eobachtungen is t der gleiche wie bei einem norm alsichtigen M enschen. D agegen ist die F a rb e des F ilte rs v on E in flu ß au f die E m p fin d lich k eit der E instellung. E s h ä n g t dies zusam m en m it der verschiedenen E m p
findlichkeit des m ensch-J00 liehen Auges fü r die v er
schiedenen F a rb e n und
ä0auch m it der Em ission der einzelnen W ellenlängen bei ^ einem schw arzen S trah ler bestim m ter T em peratur.
Die F arb en em p fin d lich k eit des Auges ist schon von verschiedenen B eob
a ch te rn gem essen w orden.
Abb. I zeigt die W erte von
Q wo 500 600 700I v e s 1). D an ach h a t das
A b b ildung 1.Auge fü r gelbgrüne S trah -
A u gen em p fin d lich keit inlen (X =0,550
¡x)die höchste
A b h än gigkeit v o n derE m p fin d lich k eit, fü r ro te
W ellen län ge.S trah len (X—0,65 p.) ist sie
n u r etw a
J/ 6der E m p fin d lich k eit fü r grün, fü r X = 0,70 [x ist sie n u r
1/ wder E m p fin d lich k eit fü r grün. Die beiden F ilte r: ro t X = 0,65 p., grün X = 0,55 ¡x sind also fü r einen gegebenen S tra h le r gleichw ertig, w enn die In te n s itä t d er S tra h lu n g im R o t sechsm al so groß ist wie die im G rün. Is t sie w eniger als sechsm al so groß, so w ird die M essung m it dem G rü n filte r genauer. Abb. 2 zeigt die S tra h lungsenergie fü r verschiedene T em p eratu ren als F u n k tio n d e r W ellenlänge; die In te n sitä ts v e rh ä ltn is se r o t und grün fü r die verschiedenen T em p eratu ren sind an den beiden senkrechten dicken Strichen zu ersehen.
In A bb. 3 ist noch das V erh ältn is der G rünem pfindlich
k eit zur R o tem p fin d lich k eit schaubildlich in A bhängig
k e it von der T e m p e ra tu r d arg estellt. E s g eh t d arau s h ervor, daß fü r T em p eratu ren bis 1100 0 das R o t
filter im allgem einen g enauere M essungen e rg ib t,
D Phys. R eview 1912, N r. 35, S. 401.
1 0 Stah l und Eisen. ü e b e r d ie su b je k tiv e n E in s te llje h le r . 43. Jahrg. JSx, 1 .
fü r höhere T em p eratu ren das G rünfilter. Die R ech
n u n g zeigt, daß bei 1500 0 die E m p fin d lich k eit b ereits dreim al so groß ist, d. h. daß die U ngenauig
k e it der E inzelm essung eines B eobachters auf etw a
x/ ssin k t gegenüber dem R o tfilter. V ersuche haben etw a die halben E instellfehler ergeben, in hinreichen
d er U ebereinstim m ung m it der Rechnung. E s ist bei 1500 0 leicht m öglich, m it einem gu ten G lü h faden p y ro m eter T em peraturunterschiede vo n + 1 ° , sogar + 0 ,5 0 genau zu messen bei V erw endung
verw echseln, daß zeitw eilig feh lerh afte Ausführungem Vorlagen und daß v o r allem die B eo b ach ter in de&
selten sten F ällen am gleichen O b jek t gemessen h a tte n und vo r allem n ich t m it beiden T ypen von P y ro m e te rn g e a rb e ite t h a tte n . D ie E ichgenauigkeit g u te r A usführungen von P y ro m e te rn d er W anner- ty p e oder von G lü h fad en p y ro m etern n ach H olborn- K urlbauin ist die gleiche.
U m die E instellgenauigkeit der beiden P y ro m eter nachzuprüfen, w urden im W ärm elab o rato riu m von
O i 0-2 0 3 o t W ellenlänge \
Abbildung 2. Strahlungsenergie in A bhängig
k e it von der W ellenlänge bei 1000, 1500, 2000, 3000° (absolute T em p.). D ie schraffierte Fläche ist die A ugenem pfindlichkeit nach
Abb. 1.
eines hinreichend fein geteilten Strom m essers und hinreichender K onstanz des Strahlers. Die A bsolut
genauigkeit ist indessen geringer, bei 1 5 0 0 0 etw a 5 — 10 ».
Der H e l l i g k e i t s v e r g l e i c h erfolgt beim W annerpyrom eter und beim G lühfadenpyrom eter a u f verschiedene Weise. B eim
erstg en an n ten m üssen zwei neb en einanderliegende halbkreisförm ige F läch en auf gleiche H elligkeit ein g estellt w erden, es m üssen also zw ei B eleuchtungsstärken m itein an d e r verglichen w erden, e n t
sprechend einem A usschlagverfah
ren in der elektrischen M eßtechnik.
Beim G l ü h f a d e n p y r o m e t e r w ird das V erschw inden des G lüh
fad en s auf dem leuchtenden Bild des anvisierten S trah lers beob
a c h te t, entsprechend einem N u ll
verfahren.
N ach dieser U nterscheidung d e r beiden M eßverfahren d arf es nicht überraschen, daß das G lüh
fa d en p y ro m eter bequem ere, genauere E in stellu n g ergibt als das W an n erp y ro m eter, sofern bei beiden d ie optische A usführung gleich g u t ist. D ie U rteile aus der P rax is w aren in dieser B eziehung bisher zum Teil w idersprechend. E inige B eo b ach ter b eh au p te n , die E in stellu n g am W an n erp y ro m eter sei genauer, an d e re sprechen dem H o lb o rn -K u rlb au m -P y ro m eter höhere G enauigkeit zu. B ei N a ch p rü fu n g dieser A ngaben ste llt sich fa st im m er heraus, daß die B e
ric h te r A bsolutgenauigkeit un d E in stellsich erh eit
Abbildung 3. Verhältnis der G rün- zur R o t-E m p fin d lich k eit in A bhängigkeit von der Tem peratur.
Siemens & H alske genaue U n tersu ch u n g en an g estelh a n H a n d neuester, listenm äßiger A usführungen der betreffenden P y ro m e te r. E s w urd en b e n u tz t:
1. G lüh fad en p y ro m eter ohne O p tik , M eßbereich 700— 1500 °, anzuschließen an 110 V S ta rk strom .
A ufbau der (a =
A bbildung 4.
u n tersu ch ten P y ro m eter vor dem K o h lero h ro fen . P y ro m e te r 3, b = P y ro m e te r 1, c = P y ro m e te r 2.)
2. H o lb o rn -K u rlb au m -P y ro m eter von Siem ens &
H alske: 1. M eßbereich ohne R auchglas 600—
16000; 2. M eßbereich m it R auchglas 1000—2000 *.
A n zeigeinstrum ent d er L a b o ra to riu m sty p e m it M esserzeiger u n d Spiegelskala, geeicht in Tem p era tu rg ra d e n .
3. W an n erp y ro m eter, neu este A usführung von D r. R . H a s e ,H a n n o v e r : 1. M eßbereich 650—1130°, w eite Teilung zw ischen 650 und 900°. 2. M eßbereich 840
bis 2000 °, w eite Teilung zw ischen 1000 und 1500*.
4. Januar 1923. U eber die subjektiven E in s te llje k le r. S tah l und Eisern 11
., D ie M essungen w urd en au sg efü h rt v o r einem elek trisch geheizten K o hlerohrofen m it 40 m m 1. W.
u n d etw a 30 cm G lühlänge. In der M itte der R o h r
lä n g e w ar ein ausg eh ö h lter K lotz aus D ochtkohle, 4 e r lanvisiert w urde.
Die P y ro m e te r w urden säm tlich auf festen S ta tiv e n so aufgestellt, daß das B ildfeld m öglichst g ro ß u n d gleichm äßig b ele u c h te t w ar. A bb. 4 zeigt
den Ofen u n d die A n ordnung d er P y ro m e te r.
D ie E n tfe rn u n g G ra p h itk lo tz-F em ro h ren d e be
tr u g bei 1. etw a 100 cm, b e i 2. etw a 140 cm, bei 3. etw a
< 0 cm. D em nach w ar das H o lb o rn - K u rlb au m - P y ro m e te r a m w eitesten e n tfern t. E s w u rd e p ein lichst d a ra u f geach tet, daß fü r keines der geprüften P y ro m e te r die V ersuchsbedingungen erschw ert w u r
den, um ganz einw andfreie E rgebnisse zu erhalten.
. D ie M essungen w u rd en m it etw a 30 verschiedenen B eo b ach tern ausgeführt, u nd zw ar sowohl g eü b ten
w irkliche T em p e ra tu r w u rd e jedesm al h in te rh e r noch vo n dem L eh rer in einer A blesung m it einem von der P T R geeichten H o lb o m -K u rlb au m -P y ro - m e te r b estim m t und die d re i A bw eichungen des Schülers vo n dieser E in stellu n g b erech n et und schaubildlich d arg estellt (A bb. 5, 6, 7), in A bhängig-
q^ q- -4- die F ehlbeobachtung jiir je 5 mA S trom fehler.
k e it von der T em p eratu r. E s sei ausdrücklich be
m erk t, daß die D arstellu n g säm tliche bei diesen V er
suchsreihen gem ach ten B eobachtungen e n th ä lt.
Z ur E rlä u te ru n g d er E rg eb n isse:
Abb. 5, M e s s u n g e n m i t d e m G l ü h f a d e n - p y r o m e t e r 1. O bw ohl das schw ere F e rn ro h r in
A t=^_ mm ist die E insteiländerung in Grad C fü r 2 mm V erstellung des G leitschiebers.
wie u n geübten. Als geübte w urden solche an g eseh en , -die m it M essungen am H o lb o m -K u rlb a u m -P y ro - m e te r seit längerem v e r tr a u t w aren, denen also auch d ie M essungen m it den an d eren K o n stru k tio n e n n ic h t schw er fielen. D u rc h H eran zieh u n g u n g eü b ter B eo b ach ter sollte e rm itte lt w erden, w elche A us
s ic h te n im allgem einen das A n lem en vo n A rb eitern z u m T em p eratu rm essen m it den v ersch ied en en A p p a ra te n b ieten w ürde. E s w urde gem essen durch : L a u fb u rsc h e n u n d L eh rlin g e im A lter vo n 14 bis 17 J a h re n , L au fm ä d ch en im A lter v o n 15 Ja h re n , S te n o ty p is tin n e n , M echaniker u n d Ingenieure aus a n d e re n A bteilungen.
F ü r die U n terw eisu n g w urd en durchw eg n u r einige M in u ten Z eit v erw en d et u n d d ab ei die A rt des H elligkeitsvergleichs u n d der R egelung e rlä u te rt.
W ä h re n d d er n eue B e o b a c h te r d u rc h das O kular sah , v e rä n d e rte d er L e h re r die E in stellu n g , u m ihm die R egelung zu zeigen. D a n n w u rd e so fo rt zum eigentlichen V ersuch g esch ritten . D azu w u rd e v o r je d e r der drei E in stellu n g en v o rh e r v o n dem L eh rer die E in ste llu n g v o llstän d ig v e rä n d e rt, so d aß der S chüler jed esm al ganz n eu einstellen m u ß te. D ie
V t ,
0,5° ist die E insteiländerung in Grad C für je 0 ,5 0 V er
stellu n g des Okulars.
