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STAHL U l EISEN
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FÜR DAS DEUTSCHE EISENHÜTTENWESEN.
R e d i g i e r t v o n
Dr. ing. E. Schrödter, '"><* Generalsekretär Dr. W. Beumer, Geschäftsführer des Vereins deutscher EisenhUttenleute, Geschäftsführer der Nordwestlichen Gruppe des Verein,
deutscher Eisen» und Stahl-Industrieller, für den technischen Teil für den wirtschaftlichen Teil.
K o m m i s s i o n » - V e r l a g v o n A . B a g e l i n D f ls s c ld o r f .
Nr. 22 . 15. November 1904. 24. Jahrgang.
Die Verwendung von trockenem Gebläsewind im Hochofenbetrieb.
u i der am 26. O ktober 1904 zu New York abgehaltenen V ersam m lung des „fron and S teel I n s titu te “ h a t J a m e s G a y - l e y einen hochinteressanten V o rtra g über die V erw endung von trockenem Gebläsewind im H ochofenbetrieb gehalten, in welchem er über die von ihm au f dem Isabella-H ochofenw erk zu E tna, einem V orort von P ittsb u rg , erbaute A nlage zur T rocknung des G ebläsewindes berichtete und die m it trockenem W ind im H ochofenbetriebe e r
zielten E rgebnisse m itteilte. W enn auch der p ra k tische E isenhüttenm ann diesem V erfahren gegen
über zunächst eine abw artende H altung einnehmen und vor allen Dingen eine scharfe P rü fu n g der w irtschaftlichen B edingungen des V erfahrens vornehmen w ird , so ist doch zw eifellos der W agem ut zu bew undern, m it dem G ayley seine Aufgabe in Angriff genommen und u n te r Auf
wendung sehr bedeutender Opfer gleich in großem M aßstabe durchgeführt h at. E r h a t sich da
durch, ganz abgesehen von dem E rfolg seines U nternehm ens, den D ank der eisenliüttem nänni- schen W e lt verdient. Aus seinen A usführungen sei das W esentliche im folgenden w iedergegeben:
D er V erfasser g ib t einleitend eine Ü bersicht über die früheren F o rts c h ritte des Hochofen
betriebes. E r erw äh n t die V erbesserung der W inderhitzung, die V ergrößerung und Ä nderung des Hochofenprofils, die verm ehrte L eistungs
fähigkeit der G ebläseniaschinen, die K ühlung der H ast und die sorgfältige V orbereitung des R ohm aterials, alles Ä nderungen, die besonders
X X II.»
die hüttenm ännische Seite des Hochofenbetriebes betreffen. In den le tz te n acht Ja h re n sind in dessen in dieser R ichtung keine w esentlichen F o rts c h ritte m ehr gem acht worden. D er B renn
stoffverbrauch h a t sich nicht verm indert, und es ist auch keine w eitere V erm ehrung der E r
zeugung ein g etreten . Man h a t vielm ehr in dieser P eriode den m echanischen Aufgaben des Hoch
ofenbetriebes eine besondere A ufm erksam keit zu- gewendet. und ist in der H andhabung des R oh
m aterials so schnell und zielbew ußt vorgegangen, daß auf w eitere F o rts c h ritte in dieser B eziehung zunächst auch nicht zu rechnen ist. Dagegen ist nach einer ändern R ichtung noch nichts geschehen. Die L u ft w ird heute noch m it dem
selben w echselnden F eu ch tig k eitsg eh a lt in den modernen Hochofen eingeblasen, wie in die ersten prim itiven Hochöfen a lte r Zeit.
In den Hochöfen, w elche L ake S uperior-E rz verschm elzen, w echselt die Zusam m ensetzung der etw a 3 2 4 0 kg a. d. Tonne Eisen betragenden Beschickung nur um 10 °/0) und die M öllerung w ird m it p einlichster S org falt gem acht. D a
gegen schw ankt die L u ft, von w elcher etw a 5 2 7 0 k g a. d. T onne E isen v erb rau c h t w erden, in ihrem F e u ch tig k eitsg eh a lt von T a g zu T ag und manchmal an demselben T ag e von 20 bis 100 °/o, so daß der H ochofenbetrieb, selbst mit den besten E inrichtungen, ein seh r unsicherer ist und von den Launen des W e tte rs abhängt.
D urch T rocknung der im H ochofenbetrieb v e r
w endeten L u ft bis zu einem G rade, daß das in
1290 Stahl und Eisen. Die Verwendung von trockenem Gebläsewind usw. 24. Jahrg. Nr. 22.
dem selben enth alten e W asser entw eder gänzlich b eseitig t oder w enigstens auf .einen die gleich
förmige Zusam m ensetzung nicht beein träch tig en den B e tra g verm indert w ird, muß sich hach M einung des V erfassers ein seh r gleichförm iger B etrieb erreichen lassen. Die V orteile des trockenen G ebläsew indes kann man nu r erm essen, wenn man die in der Minute v erbrauchte Menge L u ft und dio darin en th alten e F eu ch tig k eit b erü ck sich tig t. Die durch das Lecken einer F orm veru rsach te A bkühlung des G estelles, welche sofort eine V erm inderung der R oheisen
q u alitä t nach sich zieh t, is t eine dem Hochofen
le ite r w ohlbekannte B etrieb sstö ru n g . Dennoch üb ertrifft die u n te r solchen außergew öhnlichen V erhältnissen eingeführte W asserm enge diejenige, welche w ährend des feuchten am erikanischen Sommers in einem beständigen Strom m it der atm osphärischen L u ft e in tritt, nu r w enig. Mit L uft, welche 1' G rain W a sse r in einem K ubik- fuß (2,3 g im K ubikm eter) en th ält, w erden dem Ofen für je 1000 K ubikfuß (28,3 cbm) in der M inute 1 Gallon (3,79 1) W a sse r zugeführt. E in Hochofen von m ittle re r Größe im P itts b u rg e r R evier v erb rau c h t ungefähr 40 00 0 K ubikfuß in der Minute. E r w ürde dem nach 40 G a llo n s tlo 2 1) W asser stündlich, für jed es G rain in einem Kubikfuß L u ft aufnehm en. Ü ber den F euchtig
k eitsg e h alt der L u ft zu den verschiedenen J a h re s zeiten geben die folgenden T abellen Aufschluß.
T abelle I zeigt den F e u ch tig k eitsg eh a lt der L u ft nach den von dem W e tte rb u re au der V er
einigten S taa ten zu P itts b n rg veröffentlichten B erichten. Die Beobachtungen sind auf hohen Gebäuden gem acht w orden und geben daher den F eu ch tig k eitsg eh a lt d er L u ft an den Hochöfen nich t genau an. E inige au f einem P itts b u rg e r S tah lw e rk g le ich z eitig gem achte Beobachtungen weisen in der T a t einige Abweichungen von den offiziellen Zahlen auf. Zum Zwecke des V er
gleichs ist d aher T abelle I I au fg e stellt worden, welche den durchschnittlichen F eu ch tig k eitsg eh alt d er L u ft au f den W erk en se lb st zeig t. Die le tz te re n B eobachtungen w urden 9 U hr vo r
m ittags gem acht. Aus den S chw ankungen des F eu ch tig k eitsg eh a lts von Monat zu M onat sind deutlich die atm osphärischen V erhältnisse, mit denen die H ochofenbetriebe der V ereinigten S taaten zu rechnen haben, ersichtlich. W enn diese V erhältnisse nun w enigstens in demselben Monat annähernd gleich blieben, w ürden die den Hochöfen erw achsenden S chw ierigkeiten noch n ich t sehr bedeutend sein. D aß dies aber durch
aus nicht der F a ll ist, ze ig t T a b e lle III, welche g leichfalls dem offiziellen B ericht des P ittsb u rg e r W e tte rb u re au s entnommen ist. Man ersie h t aus dieser T abelle, daß, w ährend die atm osphärische F eu ch tig k eit im J a n u a r bedeutend g erin g e r ist a ls im Ju li, dennoch die prozentualen Schw an
kungen bedeutend g rö ß er sind.
Tabelle I. *
M o n a t
D u r c h - s c h n l t t s -
T e m p c - r a t u r Id G r a d e n
C e M u s
G r a m m W a s s e r Im K u b i k
m e t e r
Januar . Februar März April Mai . Juni . Juli . August September Oktober . November Dezember
2,78 -0 ,1 7 8,33 10.56 16,44 22,00 24.56 23,11 21,33 13.56
4,67 2,56
5,01 4,21 7,82 6,90 11,04 13,66 12,88 11,87 13,06 9,20 5,41 5,18
I n d e n H o c h o f e n s t ü n d l i c h e l n - p e f ü h r t e W a s s c r - i r . e u g e i n 1
Tabelle II.
G r a m m W a s s e r I m K u b i k m e t e r
330.49 277.43 515.44 '454,80 727,68 900.50 848,96 782.26 861.09 606,40 356.26 341.10
6,44 6,21 7,13 7.59 10,81 16,79 16,10 16,33 12,42 7,36 7.59 6,90 Tabelle III.
J a n u a r J u l i Tag G r a m m W a s s e r i m c b m G r a m m W a s s e r I m c b m
S U h r v o r m . 8 U h r n a c h Ul. 8 U h r v o r m . 8 U h r n a c h m .
1 4,51 7,04 16,65 17,20 ,
2 5,87 8,42
8,74
18,93 18,35
3 5,66 19,55 17,20
4 4,76 5,22 19,55 17,20
5 4,16 2,58 19,46
14,95
17,76
6 2,28 2,58 18,95
7 2,67
3,43
3,84 20,19 17,18
8 4,32 18,35 16,65
9 4,51 5,04 15,59 13,66
10 4,16 4,32 17,20 14,61
11 4,00 3,57 18,35 17,20
14,61
12 3,57 2,46 15,48
13 2,28 3,57 13,66 11,13
14 3,70 4,16 12,77 13,20
15 3,84 4,51 13,20 11,94
16 4,69 5,22 14,61 14,61
17 5,64 7,57 ; 17,76 18,35
18 4,16 3,04 16,65 16,65
19 2,58 2,67 18,95 17,20
20 3.29 4,85 17.20 16,65
21 465 4,32 17,76 16,97
22 4,32 4,32 15,59 13,20
23 2,09 2,69 : 17,09 14,61
24 2,28 4,85 15,09 14,05
25 1,59 4,21 13,92 17,80
26 1,40 2,28 17,76 16,84
27 1,29 2,02 18,35 17,20
28 1,66 1,61 15,09 13,20
29 1,75 1,84 14,12 11,52
14,61
30 2,19 2,58 : 13,20
31 1,61 3,24 | 15,09 11,94
A ußer diesen, m it der J a h re s z e it zusamm en
hängenden Schw ankungen des F eu ch tig k eits
g eh alts ist noch m it plötzlichen Schw ankungen zu rechnen, die von T a g zu T ag , j a selb st von Stunde zu Stunde ein trete n und durch atm o
sphärische N iederschläge oder zuw eilen auch durch
* Die Umrechnung in den verschiedenen Tabellen erfolgte nach folgenden W erten: 1 Grain im Kubik
fuß = 2,3 g im Kubikmeter, 1 Gallon == 3,79 1, 1 t = • 1016 kg.
15. November 1904. Die Verwendung von trockenem Gebläsewind usic. Stahl und Eisen. 1291 den B etrieb selbst v eru rsac h t w erden. In die
letzte K ategorie g eh ö rt beispielsw eise der Dampf, welcher durch das B esprengen der M asselbetten sowie durch das A bblasen von K essel und Maschine in die L u ft ein gefü h rt w ird.
Viele H ütten leu te haben sich m it dem E in fluß der L uftfeu ch tig k eit a u f den Hochofen be
schäftigt und die z u r V erdam pfung derselben notwendige W ärm e berech n et (dieselbe is t ste ts stark u n te rsc h ä tz t w o rd e n ); sie sind ab e r stets zu dem Schluß gekommen, daß eine E n tfern u n g der F eu ch tig k eit die d ara u f verw endeten K osten nicht lohne. D ieser Schluß g rü n d et sich zweifellos nur a u f die B erechnung der B renn
stoffmenge, w elche nach den B eobachtungen der Atmosphäre außerhalb des G ebläsem aschinen
hauses notw endig ist, um die F eu ch tig k eit im Ofenherd zu beseitigen. Von viel g rö ß erer B e
deutung aber is t die Schw ankung der F eu ch tig keit und d er Ü berschuß an W ärm e, dor er
forderlich ist, um diese Schw ankung auszugleichen.
Dieser U m stand m acht sich jedem Hochofen
leiter durch V eränderung der W in d tem p eratu r und des S ilizium gehalts im Roheisen erkennbar.
Man h a t sich oft gew undert, daß sich im W in ter gegenüber dem Sommer keine grö ß ere B renn
stoffersparnis erzielen lä ß t, da der F eu ch tig k eits
grad' doch bedeutend g erin g e r ist. D er Grund hierfür is t darin zu suchen, daß die G ebläse
maschine n ich t L u ft von dem T rockenheitsgrade erhält, den die W e tte rb e ric h te aufw eisen. Im Sommer stehen die F e n ste r und T üren des Ge
bläsem aschinenhauses w eit offen, so daß die an gesaugte L u ft bezüglich ihros F eu ch tig k eits
gehaltes m it der A tm osphäre annähernd ü b er
einstim m t; im W in te r dagegen sind F e n ste r und Türen nahezu oder ganz geschlossen und die L uft t r i t t in die G ebläse m it dem aus den U ndichtigkeiten der Maschine entweichenden Dampf beladen ein. A ufzeichnungen, die sich über eine ganze A nzahl von Ja h re n erstrecken, haben gezeigt, daß kein g ro ß er U nterschied im F euchtig
keitsgehalt zw ischen der atm osphärischen L u ft im Sommer und der L u ft des Gebläsem aschinen- ranmes im W in te r b esteht. Zur B estätig u n g dieser B ehauptung dient T abelle IV . E in V er
gleich von T abelle IV m it T abelle I I le g t die V erm utung nahe, daß sich ein g ro ß er V orteil ergeben w ürde, w enn man die L u ft der Ge
bläsem aschine durch ein ins F re ie ausraiinden- des R ohr zu fü h rt. D ieser Schluß is t indessen durch die von G avley an g estellten V ersuche nicht b e s tä tig t w orden, da die fü r den W in te r erw arte ten E rsp arn isse zu unbedeutend w aren.
Gayley glau b t daher, daß die L u ft in dem Maschinenraum zw ar feuchter als die Außen- luft, aber nicht denselben Schw ankungen u n te r
worfen ist, und daß gerad e diese Schw ankungen die grö ß ten Schw ierigkeiten fü r den Hochofen
betrieb bieten und daß n u r bei einem gleich
m äßigen F eu ch tig k eitsg rad e dor L u ft irg en d welche w esentliche V orteile erw achsen können.
Tabelle IV.
W i n t e r S o m m e r
M o n a t
G r » m m W a s s e r Im K u b i k
m e t e r
M o n a t
G r a m m W a s s e r I m K u b i k
m e t e r
Januar ... 10,35 i A p r i l ... 9,66 Februar . . 10,58 M a i ... 9,43 M ä r z ... 10,81 J u n i ... 14,72 Oktober . . . . 14,72 Juli ... 11,96 November . . . 10,58 August . . . . 15,41 Dezember . . . 11,50 September . . . 13,11
G ayley h a t sich nach A nstellung zah lreich er V ersuche schließlich für T rocknung der L u ft durch A bkühlung entschieden. E rw ä h lte zu diesem Zweck eine isolierte Kam m er m it einem R o h rap p a rat von genügenden Abm essungen, um die für einen G ebläsezylinder von 0,9 D urchm esser erfo rd e r
liche L uftm enge zu behandeln.
Die A nlage ist, wie oben e r w ähnt, au f dem Isabella-H och- ofenw erk im B etrieb. D as Profil und die A bm essung des H och
ofens ergeben sich aus Ab
bildung 1 und entsprechen dem in jenem R ev ier üblichen Typus.
D er Ofen e rh ä lt den W ind durch zw ölf Form en von 152 min D urchm esser und is t m it vier W in d erh itz ern au sg erü stet. Die G ebläsem aschinen, von denen drei vorhanden sind, haben D am pfzylinder von 1118 mm D urchm esser, W indzylinder von 2 1 3 4 mm D urchm esser und 1524 mm H ub. A bbildung 2 z e ig t die Ammoniakkompresso
ren , die K ondensatoren und den K ühlraum . In Abbild. 3 und 4 sind der K ühlraum und die
R ohrverbindungen d arg e stellt. Abbildung 1.
D er K ühlranm ist innen m it T,o.hPi]a . Hbch- P la tte n aus gepreßtem K ork ofen j belegt. Die A m m oniak-M a
schinen, welche von der Y ork
Mfg. Company P a . g eliefert w urden, haben folgende A bm essungen: D urchm esser des H ochdruck-D am pf
zylinders 7 2 4 mm, des N iederdruck-D am pfzylin
ders 1422 mm, des K om pressorzylinders 571 mm, Hub 914 mm. E s sind zw ei K om pressoren an geordnet, so daß ste ts einer derselben in R eserve steh t. Diese V orsicht ist notw endig, da ein m it tro ck en er L u ft gehender Hochofen nicht ohne G efahr plötzlich m it atm osphärischer L u ft be
trieben W'erden k an n ; fern er kann bei sehr feuchter L u ft auch ein zw eiter K om pressor b e
n ö tig t w erden. A bbildung 5 ze ig t den B e h älter
1292 Stahl und Eisen. Die Verwendung von trockenem Gebläsewind usw. 24. Jahrg. Nr. 22.
m it der Salzlösnng, w elcher etw a 20 R oh rsträn g e e n th ält. Die R o h rsträn g e liegen in einer K alzium chloridlösung von 1,21 spezifischem Gewicht.
Die von der K ühlkam m er ztiriickkehrende Lösung fließt von oben in den B eh älter, w ird durch
Abbildung 2.
Windtrocknungsanlage.
das zw ischen den inneren und den äußeren R ohren expandierende Ammoniak g ekühlt, durch eine Pum pe ab g esau g t und durch das mit „S alz
lö su n g -E in tritt“ bezeichnete R ohr in die inneren R ohre zurückgedrückt, wo sie u n te r den G efrier
p u n k t abgekfihlt und von h ie r in die R oh rsträn g e des K ühlraum es befördert w ird. Das Ammoniak t r i t t am u n te re n E nde der R ohre ein, bew egt sich in e n tg eg e n g ese tzter R ichtung wie die S alz
lösung, und k ü h lt dieselbe in dem B e h ä lte r und in den inneren R ohren. Im ganzen w erden etw a 152 00 0 1 Salzlösung benötigt.
In A bbildung 3 und 4 is t die A nordnung der R ohre in dem K ühlraum d arg estellt. In jedem vertik alen R o h rstra n g befinden sich 75 51 mm-Rohre von 6 m L änge und in dem ganzen Raum 60 v ertik ale S trän g e, so daß sicli im ganzen 27 00 0 m R ohrlänge ergeben. Die einzelnen R ohre in jedem vertik alen S tra n g e sind zickzackförm ig angeordnet, um eine bessere B erü h ru n g m it der L u ft zu gew ähren. Die R o h rsträn g e sind in drei A bteilungen g eteilt.
D er Zufluß erfolgt durch ein vierzölliges, der Abfluß durch ein sechszölliges R o h r; durch le tz te re s w ird die S alzlösung dem B e h ä lte r zu
gefü h rt. Die R ichtung dieses Strom es ist d er
jen ig en des L uftstrom es entgegengesetzt. D a der Raum zw ischen den R ohren durch die A n
häufungen von E is allm ählich v e rrin g e rt wird, w odurch sich die L eistu n g der G ebläsem aschine verm indert, w urde ein G ebläse angeordnet, um L u ft in den K ühlraum zu pressen, und um die
gleichm äßige V erteilung der L u ft über die Rohr
strä n g e zu sichern, w urden noch elektrische V entilatoren in dem d a ru n te r befindlichen Raum aufg estellt, so daß die E isbildung eine gleich
m äßige ist. Die eintreten d e L u ft se tz t je nach ihrem F eu ch tig k eitsg eh alt ihre F eu ch tig k eit in Form von W as
ser oder E is a u f den unteren Rohren und als E is allein auf den oberen R ohren ab, und zieht alsdann von der Decke des Raum es bei Gefriertem pe- r a tu r oder einer d arunterliegen
den T em p eratu r und m it einem fast gleichförm igen Feuchtig
k eitsg e h alt nach den G ebläse
m aschinen ab. W enn sich die R o h rsträn g e m it E is bedecken, w ird die k alte L ösung von einer A bteilung ab g e sp e rrt und durch eine besondere L eitu n g m ittels einer Hilfspumpe andere Lösung durch g ed rü ck t, die vorher in einem B ottich m ittels Dampf e rh itz t w orden w ar. Das Eis is t alsdann in wenigen Minuten geschm olzen. H ierau f w ird wie
d er k alte Lösung eingeführt und das E is beginnt sich von neuem abzusetzen.
Das abgeschm olzene E is sam m elt sich in einem u n te r den F undam enten liegenden ¿Trog, von wo aus es dem V o rratsb eh ä lte r f ü r ' den Kon-
Abbildung 8. Kühlraum.
d ensator zugeführt w ird. Die T rockenanlage' ist n icht als V ersuchsanlage au sg efü h rt, sondern in ihren Abm essungen durchaus dem norm alen Hoch
ofenbetrieb an g e p aß t worden, da sich sonst keine b rau ch b aren E rgebnisse h ä tte n erzielen lassen.
Sie w urde am 11. A ugust 1904 inB etrieb gesetzt.
15. November 1904. Die Verwendung von trockenem Gebläsewind usw. Stahl und Eisen. 1293 In dem H ochofen w ird ein für das basische
M artinverfahren geeignetes Roheisen m it wenige!- als 1 °/o Silizium erblasen. Die B eschickung bestand aus 50 °/o M esaba-E rz und 50 °/o weichem Roteisenstein aus Michigan. D er E isengehalt belief sich a u f 53,5 °/o, der Koks en th ielt 10,5
Tabelle V.
Abbildung 4. Kühlrauin.
bis 12,5 °/° Asche. Um zu brauchbaren E r gebnissen zu kommen, rich tete Gayley ein be
sonderes Augenm erk darauf, daß w ährend der V ersuchszeit durchaus keine Än
derung im B etriebe vorgenommen wurde. Zum V ergleich b enutzte er alsdann die B etriebsergebnisse vom 1. bis 11. A ugust, in w elcher Zeit atm osphärische L u ft in den Hochofen eingefnhrt w urde, und nach dem 11. A ugust, von w el
chem T ag e ab der Ofen m it tro ck e
ner L u ft ging. Die B eschickung in der erstgenannten Zeit b etrug 4590 kg Koks, 9 0 0 0 k g E rz und 2250 k g K alkstein. A m i ! . A ugust
Monat und Tag
M it a t m o t p b n r l a c h e r L u f t
E r z e u g u n g I n T o n n e n
K o k s v e r b r a u c h i n k g
1. A ug u st... 365,76 995
2. 372,87 950
3. 377,95 938
4. 378,97 960
0. . 392,18 904
6. 345,44 1026
7. 352,55 952
8. 365,76 905
9. » . . . 384,05 951
10. 357,63 1043
11. N ... 310,90 1020
Durchschnitt 363,73 966
M it t r o c k e n e r L o f t
25. A u g u st... 469,39 795
26. 448,06 833
27. 484,63 751
28. 524,26 658
29. 411,48 793
30. 448,06 812
31. « ... 469,39 776
1. September . . . . 479,55 778
2. 479,55 739
3. 465,33 742
4. 427,74 828
5. n . . . . 457,20 816
6. 406,40 757
i. 406,40 780
8 . 403,35 878
9. » . . . . j 479,55 739
Durchschnitt i 454,15 777 trockenem W inde betrieben w urde. Die Be
schickung bestand alsdann aus 4 5 9 0 k g Koks, 10 80 0 k g E rz und 27 0 0 k g K alk stein . Es
wurde die B eschickung um 5 °/o vergrößert und d a ra u f ein D ritte l der W indm enge durch g etro c k neten W in d erse tzt. Diese V erän
derung b ew irk te sofort ein H eller
werden der Form en und eine T em peratu rerh ö h u n g d er Schlacke. Als
der B etrieb des Ofens tro tz der schwereren E rz gicht ein vollständig befriedigender blieb, er-
Abbildung 5. Behälter mit Kalziumchloridlösung.
höhte man die le tz te re aberm als um 5 °/° l*nd verm ehrte auch die Menge des getrockneten W indes und fu h r au f diese W eise fo rt, bis der Hochofen am 2 5 . A ugust vollständig mit
w urde demnach in zw ei W ochen eine E rhöhung der E rz g ic h t um 2 0 °/o e rz ie lt. Die B e trieb s
ergebnisse in der Zeit vom 1. bis 11. A ugust und vom 2 5 . A ugust bis 9. Septem ber sind aus T abelle V ersichtlich. Die E rg e b n isse vom 1. Aug.
bis 9. Sept. sind in Abbild. 6 d arg e ste llt, aus
0201010191010201000101
1294 Stahl und Eisen. Die Verwendung von trockenem Gebläsewind usw. 24. Jahrg. Nr. 22.
w elcher man das W achsen der E rzeugung und die V erm inderung des K oksverbrauchs er
sehen kann. F e rn e r is t in demselben auch der W e ch sel' des F eu ch tig k eitsg eh a lts der L u ft und die Ä nderung desselben nach dem D urchlaufen der T rockenanlage d arg e ste llt. T rotzdem die b eträch tlich e V erm inderung der F eu ch tig k eit und die w achsende G leichm äßigkeit des F eu ch tig keitsg eh altes deutlich erk en n b ar ist, muß man berücksichtigen, daß dieses Schaubild nu r den Beginn des B etriebes d a rste llt und m an e rst die nötigen E rfa h ru n g e n bezüglich der L eitu n g der T ro ck en an lag e sammeln m ußte. Die W irk u n g des V erfahrens ste llte sich besonders w ährend einer sich über drei T ag e erstreckenden R egen
periode heraus, in w elcher ein ben ach b arter
in 2 4 S tunden entspricht. D ieses G ew icht ist aus der M enge der eingeblasenen L u ft berechnet.
A nderseits b e tru g v ie r T ag e hindurch die täglich u n te r dem K ühlraum aufgefangene W asserm enge d u rchschnittlich 9 7 0 2 kg, was dem nach annähernd m it der vorhergehenden Zahl übereinstim m t, besonders w enn man be
rü ck sic h tig t, daß diese B eobachtung nich t der
selben A nzahl von T agen entsprach und die Bestim m ung der Menge und F eu ch tig k eit der L u ft innerhalb einer gew issen Z eit schw ierig ist. Im prak tisch en B etriebe h a t es sich als ausreichend 'erw iesen, das E is von den Rohren alle drei T ag e abzuschm elzen. Zu diesem Zweck w ar, wie oben e rw ä h n t, das ganze Röhrensystem in drei A bteilungen z e rle g t worden,
Ofen einen besonderen Z uschlag von B ren n m aterial erforderte und dieser Z uschlag tä g lic h v erg rö ß e rt w erden m ußte, w ährend der m it trockenem W ind betriebene Isabcllaofen keine Ä nderung erforderte. Am 10. Septem ber v er
m inderte man w egen einer R e p a ra tu r an der T rockenanlage vorübergehend die E rz g ic h t, v er
g rö ß e rte sie ab e r d ara u f w ieder und erreichte in der Zeit vom 17. bis 30. Septem ber eine durchschnittliche T ag eserzeu g u n g von 459 t m it einem K oksverbrauch von 778 k g auf die Tonne Roheisen. Die im K ühlraum b ew irk te V eränderung des F eu ch tig k eitsg eh alts der L u ft is t ans T a belle VI zu ersehen. W äh ren d einer P erio d e von 13 T agen b e tru g die d u rchschnittliche F euchtigkeit der A tm osphäre’ 13 g im K ubikm eter, w ährend sich der F e u ch tig k eitsg eh a lt der getrockneten L u ft a u f n u r 4 g ste llte. A uf die Tonne erzeugtes Roheisen w urden durchschnittlich 31 k g W a sse r en tfern t, was einem D urchschnitt von 10 4 3 8 kg
von denen je eine tä g lic h aiifgetäüt w urde, so daß der B etrieb keine U nterbrechung e rlitt. In dem M aße; w ie trockener W ind zu r Verw endung gelan g te, w urde es notw endig, die U m drehungs
zah l der G ebläsem aschine zu verm indern, da der zugeführte W ind eine nied rig ere T em peratur h atte, als die A tm osphäre, und dem zufolge in der V olnm eneinheit m ehr S auerstoff enthielt, so daß der O fengang ein zu rasc h er w urde. Vor A nw endung des trockenen W indes lie f die Ge
bläsem aschine m it 114- U m drehungen in der M inute und lieferte in derselben Zeit 1133 cbm W ind. Die U m drehungszahl w urde allm ählich a u f 96 h e ra b g ese tzt, w odurch die W indm enge um etw a 170 cbm v erm indert und die L eistung der M aschine um 14 °/o verm ehrt w urde. Mit g etro c k n ete r L u ft und 96 U m drehungen in der Minute w urden in 24 S tunden fa st 1 °/° Koks m ehr v erb rau ch t und 90 t Roheisen m ehr erzeu g t, als m it atm osphärischer L u ft und 1 14-Uindrehnngen.
15. November 1904. Die Verwendung von trockenem Gebläsewind usw. Stahl und Eisen. 1'295
Tabelle VI.
Zeit
T e m p e r a t u r
o C.
G r a m m . W a s s e r im K u b i k m e t e r
'
T e m p e r a t u r
o c;
G r a m m W a s a c r im K u b i k m e t e r
T e m p e r a t u r
o 0.
G r a m m W a s s e r im K u b i k m e t e r
E i n l a ß A u s l a ß E i n l a ß A u s l a ß E i n l a ß A u s l a ß E i n l a ß A u s l a ß E i n l a ß A u s l a ß j j E i n l a ß A u s l a ß
0 Uhr vormittags 20,00 -6 ,1 1 11,94 3,06 21,11 - 5,50 14,01 3,91 25,00 -5 ,5 6 9,06 3,40 7 J) 11 20,00 -6 .6 7 11,55 2,85 21,67 - 5,56 15,59 4,07 _ — 9,38 2,97 8 » 51 21,11 -6 ,6 7 12,79 3,57 20,56 - 5,56 15,34 3,73
,
— — 9,71 3,27 9 M 51 22,78 -6 ,6 7 12,35 3,36 22,78 - 5,56 15,59 3,91 21,67 -3 ,8 9 11,16 3,13 10 5) n 23,33 -6 ,6 7 12,58 4,10 23,33 - 5,56 15,59 3,91 — ; 11,55 3,40 11 11 57 25,00 -6,67 12,79 3,52 25,00 - 5,00 15,34 3,91 ‘ — ' —r 11,94 .3,57 12 Uhr mittags 25,00 -6 ,1 1 13,89 3,52 27,22 - 5,00 15,09 3,/3 27,22 -2 ,2 2 12,35 3,91 1 Uhr nachmittags 26,67 -6 ,1 1 13,89 3,27 25,56 - 4i44 15,09 3,91 - — 11,16 3,73 2 77 27,22 -5 ,5 6 14,12 3,68 27,78 - 3,89 15,09 4,37 — ' ‘ — 11,16 :3,73 3 JJ 51 27,22 -5 ,0 0 13,20 3,68 27,22 - 4,44 14,24 4,00 28,89 -1,67 11,55 3,914 » 77 27,78 -5 ,0 0 13,20 3,57 27,22 - 4,44 14,24 3,27 — 10,76 3,40
5 V n 27,78 -5 ,5 6 13,89 3,73 26,67 - 4,44 14,12 3,40 — — 11,16 3,68
6 n 77 27,22 -5 ,0 0 13,66 3,57 23,89 - 4,44 12,79 3,57 25,56 -1 ,6 7 12,35 4,07 7 » 71 26,67 -5 ,0 0 13,20 3,73 22,22 - 4,44, 13,66 3,91 — — 12,35 3,73 8 n 77 26,11 -4 ,4 4 13,66 3,57 21,11 - 5,00 11,94 3,73 _— — 12,79 3,91
9 n >5 • 22,78 -5 ,0 0 16,12 4,26 20,56 - 5,56 11,94 3,27 22,22 -1 ,6 7 13,20 3,91
10 n 77 22,78 -5 ,5 6 15,59 3,91 20,00 - 6,11 11,94 3,57 "— ' — 13,20 4,07 11 i> 22,78 — 5,00 15,59 3,91 18;89 - 6,67 9,06 4,07 — - 13,20 3,73 12 Uhi- nachts 22,78 — 5,00 16,12 3,91 16,67 - 6,67 8,14 3,73 18,89 - 2,22 12,79 3.91 1 Uhr vormittags 22,78 -5 ,0 0 15,59 3,91 15,00 - 7,78 7,84 3,27 — — 11,16 3,91
2 7» 51 23,33 -5,00 16,12 3,91 13,89 - 8,33 8,14 2,60 — — 12,35 3,91
3 77 11 22,78 -5 ,0 0 15,59 3,91 13,33 - 8,89 7,31 2,60 17,78 -2 ,7 8 11,94 3,40 4 77 77 22,78 -5 ,0 0 15,59 3,40 13,33 - 8,89 7,31 2,28 — — 11,94 3,13
5 ?) 22,78 -5 ,0 0 15,59 3,40 11,67 -10,00 6,56 2,44
.
— 11,16 3,40Die V erm inderung der U m drehungszahl be
w irkte ferner eine S teig eru n g der W indtem peratur um 66°. T rotzdem b e tru g dieselbe wegen unge
nügenden Q uerschnitts der G asauslaßüffnungeu im -W inderhitzer n ic h tü b e r 4 66°. Eine D urchschnitts
analyse des G ases für die zehn der E inführung des T ro ckenverfahrens vorhergehenden T age ergab 22,3 % Kohlenoxyd, 13 °/o K ohlensäure, und das G as h a tte eine D u rchsclm ittstem peratnr von 2 80°. S p äte r m it trockenem W ind ergab die D u rchschnittsanalyse 19,9 °/0 Kohlenoxyd und 16 °/0 K ohlensäure bei einer durchschnittlichen T em p eratu r von 190°. Diese V erm inderung der T em p eratu r is t eine notw endige F olge der größeren K o nzentration der W ärm e im H erd sowie des größeren G ew ichts der B eschickung und s te llt eine b eträch tlich e E rsp arn is dar. Als fernere durch A nw endung des T rockenverfahrens erzielte V orteile w ird eine V erm inderung des V erlustes an F ein erz angegeben, ein Vorteil, der besonders bei M esaba-Erz ins G ew icht fällt.
D ieser V erlust b e tru g bei dem Isabella-O fen bei gew öhnlichem B etrieb 5 °/0, g ing aber bei V erw endung von trockenem W ind w'egen der g röße
ren G leichm äßigkeit des B etriebes a u f w eniger als 1 °/o zurück. F e rn e r soll eine V erm inderung des P hosphorgehaltes ein treten und es möglich sein, wegen des regelm äßigen O fenganges bei E r
zeugung von basischem Roheisen den Silizium-
■ g eh a lt des Roheisens herabzusetzen, ohne den S chw efelgehalt zu verm ehren. Ü ber die durch den regelm äßigen G ang der Gebläsem aschine er- - zielte E rsp arn is an B e trieb sk ra ft w ird folgendes
I m itg eteilt: V or Anw endung des trockenen Ge
bläsew indes b etrug die la u t abgenommenen D ia
gram m en erforderliche B e trieb sk ra ft 90 0 indi
zierte P . S. N ach Anw endung desselben 671 P . S., was demnach für je d e M aschine einen U nterschied
i von 229 P .S . und für die drei Maschinen zu
sammen von 687 P .S . ausm acht. Auch bei den Am m oniakkom pressoren w ürden D iagram m e ab
genommen. Bei einer durchschnittlichen Um
drehungszahl von 45 Um drehungen in der Minute, welche w ahrscheinlich dem jä h rlich e n D u rc lisc h n itt entsprioht, entw ickelt je d e M aschine 230 ind. P .S . entsprechend 4 6 0 P .S . für beide M aschinen;
die für V entilatoren und Pum pen erforderliche B e trieb sk ra ft kann zu 75 P . S . : a n g e se tz t w erden, so daß sich insgesam t ein K ra ftb e d a rf von 53 5 P . S. ergibt. Die im G ebläsem aschinenhaus erzielte E rsp arn is an B e trieb sk ra ft scheint dem
nach g rö ß er als der K ra ftb e d a rf der T rocken
anlage z u ' s e i n ; doch können di.ese Z a h le n 'n ic h t als genau b e tra c h te t w erden, da die G ebläse
m aschinen zu verschiedener Z eit und bei ver
schiedenem D ruck indiziert w orden sind lind auch die W irk u n g der trockenen L u ft a u f die W indpressnng noch nicht genau festg e ste llt ist.
Die V ersuche haben ergeben, daß bei A nwendung von trockenem Gebläsewind, abgesehen von den erzielten E rsp arn issen , d e r Hochofen m it g rö ß erer G enauigkeit und R egelm äßigkeit betrieben werden kann und infolgedessen auch ein Roheisen von .gleichm äßigerem Aussehen -und gleichm äßiger Zusam m ensetzung lie fert. Dies ist- besonders für G ießereiroheisen, welches nach dem Aussehen
1296 Stahl und Eisen. Betriebserfahrungen m it Großgasmotoren. 24. Jahrg. Nr. 22.
v erk au ft w ird, w ichtig. Die W indtrocknungs
anlage ist se it dem 11. A ugust im B etrieb und konnte ohne w esentliche S tö ru n g in G ang ge
h alten werden.
A ußer im Hochofenbet rieb g la u b t Gayley sein T rockenluft-V erfahren auch bei dem Beasemer- prozeß mit V orteil anwenden zu können, da g erade in dem B essem erkonverter große Mengen L u ft eingeblasen w erden und die w echselnden W asserm engen die T em p eratu r der C harge e r
niedrigen und folglich die Beschaffenheit des S tahls verschlechtern. Zuw eilen kommt es vor, daß iu den Sommermonaten ein höherer S ilizium g eh a lt erforderlich ist, um die T em p eratu r des
Bades au f der richtigen Höhe zu halten , als zu den übrigen Ja h re sz e ite n , und gerade in dieser Zeit ist es auch kostspieliger, ein silizium reicheres Eisen h erzu stellen . Mit der Verw endung von trockenem W ind im K o n v erter könnte man die rich tig e T em p eratu r bei niedrigerem Silizium g eh a lt der Charge enthalten und dies würde w ieder den K oksverbrauch im Hochofen ver
rin g ern . Auch bei anderen P rozessen, bei welchen 1 L uft in großen Mengen g eb rau ch t w ird, besonders beim Schmelzen und Bessem ern von Kupfer, ferner im M artinofen und K upolofen lä ß t sich nach A nsicht des V ortragenden das T rocken
verfahren m it V orteil anw enden.
Betriebserfahrimgen mit Großgasmotoren.*
Von Ingenieur S tra c k . (Hierzu Tafel X V III bis XX.)
M. H .! D urch H rn. D irektor T u r k ist mir der ehrenvolle A u ftrag zuteil gew orden, Ihnen heute h ier einen V o rtra g über G asm otoren zu h alten. W ie Sie alle wissen, h a t der G asm otor seine B edeutung für die B erg- und H ü tte n industrie e rs t in den a lle rle tz te n Ja h re n g e
wonnen. H and in H and m it dieser schnellen V erbreitung des G asm otors als B etriebsm aschine der G roßindustrie h a t auch die frü h er seh r sp ä r
liche L ite ra tu r über denselben einen b e trä c h t
licheren U m fang angenommen. Sie w erden alle die V eröffentlichungen über die gründlichen theoretischen und p rak tisch en U ntersuchungen an G asm otoren kennen, welche P rofessor E. M e y e r a n g e ste llt h a t, und ebenso den erschöpfenden g eistreichen B ericht von D irek to r R e i n h a r d t in D ortm und üb er: „V erschiedene K onstruktionen von G roßgasm otoren und ih r V erh alten im B e
trie b “ . A uf der diesjährigen H auptversam m lung des „V ereins deutscher In g e n ie u re “ in F ra n k fu rt a. M. h a t auch G eheim rat P ro fesso r Dr.
R i e d l e r einen V o rtra g ü ber G asm otoren ge
h a lte n , dessen Veröffentlichung bisher leider nicht erfo lg t ist. D ieser le tz te V o rtrag h a t sich besonders m it d er F ra g e , ob V ierta k t-, ob Zw ei
tak tm o to r, b esch äftig t und sich zugunsten des V iertaktm otors ausgesprochen. D ieses U rteil h a t vielfach W iderspruch hervorgerufen. In der T a t dürfte auch die F ra g e , ob V ierta k t- oder Zwei
ta k t, ob einfachw irkend oder doppeltw irkend, noch nich t en d g ü ltig entschieden sein. J a , w ah r
scheinlich w ird sie nie en d g ü ltig entschieden
* Vortrag, gehalten bei Begründung der „Süd- westdeutsch-I.axembur gischen Eisenhütte“ am 25. Sep
tember in Trier.
w erden, denn es h a t wohl jed es dieser Systeme seine V orzüge und seine N achteile. F ü r wel
ches derselben man sich entscheidet, h ä n g t oft von den besonderen V erhältnissen und vielleicht noch ö fter von dem persönlichen Geschm ack und der A nsicht des B e ste lle rs ab. Ich w ill mich deshalb d ara u f besch rän k en , Ihnen M itteilung voii B e triebserfahrungen m it G asm aschinen zu machen, sow eit m ir solche zugänglich gewesen sind. W ir w erden dann sehen, welche Lehren man aus diesen E rfa h ru n g e n gezogen h a t, und welche konstruktiven M ittel man angew endet h at, um gefundene M ängel zu beseitigen. N a tü r
licherw eise sind m ir die bei m einer F irm a ge
m achten E rfah ru n g en am geläufigsten. Ich hoffe, Sie w erden deshalb entschuldigen, w enn ich in der H auptsache n u r davon spreche. Ich gelte dabei von der A nsicht ans, daß es für alle T eile nur vorteilh aft sein kann, wenn man sich g egen
se itig offen M itteilung m acht von den A nständen, die man gefunden h at, und von den M itteln, die man angew andt h at, um sie zu beseitigen.
Die e rste G asm aschine, welche w ir in N eun
kirchen beschafften, w ar fü r den A ntrieb eines G ebläses bestim m t und w ird m it Koksofengas b etrieben. E s is t eiue einfachw irkende V i e r - t a k t m a s e h i n e von 70 0 mm K ra ftzy lin d er-D u rch m esser und 8 5 0 mm Hub. Die M aschine is t von d er M aschinenbau-A .-G . N ü rn b erg g ebaut und sollte 180 P . S. leisten . U ntersuchungen e r
gaben eine in d iz ie rte L eistu n g von 2 9 6 ,6 P . S.
im K ra ftzy lin d er und eine solche von 2 1 4 ,2 P . S.
im W indzylinder. D er gesam te m echanische W irk u n g sg ra d der M aschine b e trä g t dem nach 72,2 "/o. T afel X V III s te llt die Zusammen-
Q u e rs c h n itt d e s K o n ip ressio n sra u m s s e n k re c h t zu Z y lin d e rd e c k e l und Achse in A b s tä n d e n von 3 5 mm.
H o h lk e h le
H o h lk e h le
K o n isc h e F lä c h e . L ä n g s s c h n itt d u r c h den K o n ip ressio n srau m
Z v lin d r. F lä c h e
S c h n itt
V o rd e re
A n sich t H in te r e A n sic h t
S c h n itt C — D S c h n itt 0 — H
S c h n itt E — F von u n te n S c h n i tt E — F
von o ben
O b e re A n sicht
S c h n itt A — B
Abbildung 1. Zylinderdeckel.
15. November 1904. Betriebserfahrungen m it Großgasmotoren. Stahl und Eisen. 1297 Stellung der M aschine d ar. Sie sehen, daß der
Rahmen der G asm aschine in seiner ganzen Länge sehr solid g e la g e rt ist. Die Maschine ist m it besonderer G eradführung versehen, w as zu r Zeit ihrer E rb au u n g durchaus nich t allgem ein üblich war. Das G ebläse w ird von der durchgehenden K olbenstange d ire k t angetrieben. Von beson
derem In te re sse is t die K onstruktion des Zy
linderkopfes. E r besteh t aus drei verschiedenen T e ile n : E rste n s einem M ittelstück, w elches mit
d er K onstruktion der Zylinderköpfe liegt be
kanntlich darin, daß sieh die Innenw and u n te r der stä rk e re n E rw ärm ung stä rk e r ausdehnt als die A ußenw and. Die beiden W ände sollen also m öglichst w enig V erbindungsrippen erh alten , dam it jed e für sich der A usdehnung durch die Erw ärm ung folgen kann. W enn Sie sich das M ittelstück des Zylinderkopfes daraufhin ansehen, so werden Sie finden, daß in der oberen H älfte diese F o rd e ru n g befried ig t ist. In der M itte
seiner F lansche an den Z ylinder angeschraubt ist, wie aus A bbildung 1 ersichtlich. A uf dieses M ittelstück se tz t sich als zw eiter T eil ein O ber
stück, w elches das G asventil und die beiden E inlaßventile aufnim m t. Die beiden A nslaß- ventilgeliäuse als d ritte im Bunde sind unten jedes für sich an das M ittelstück angeschraubt.
Die A nordnung is t so getroffen, daß je ein E in laßventil und je ein A uslaßventil senkrecht übereinanderliegen. D urch die D reiteilung des Zylinderkopfes w ird erreic h t, daß die einzelnen G ußstücke v erh ältn ism äß ig einfache K örper sind.
Außerdem ist das O berteil der E inw irkung der H itze entzogen. E ine H au p tschw ierigkeit bei
und in der- unteren H älfte dagegen sind durch die beiden nach den V entilen führenden Öff
nungen, fern er durch die D urchbrechungen für K olbenstange und A nlaßventil so viel V erbin
dungsstege zw ischen Innen- und A ußenw and geschaffen, daß ein selbständiges Dehnen d er
selben unmöglich erscheint. An dieser S telle ist denn auch das G ußstück gerissen, und zw ar findet sich je ein S prung von ~ 10 cm L änge im u nteren T eil der nach den V entilen führen
den Öffnungen. Ä hnliche G ründe haben wohl V eranlassung gegeben zum R eißen des hinteren Z ylinderfutters. In A bbildung 2 sehen Sie den S ch n itt durch Z ylinder und Z y linderfutter. Am
1208 Stahl und Kisen. B etriebserfährungen m it G rößgasm ölorett. 24. Jahrg. Nr. 22.
von schlechten nicht entzündbaren Gemengen ausgeschlossen blieb. D agegen t r a t die be
kannte E rscheinung der S elb streg u lieru n g ein.
Bei höherem W inddruck s te llt sich näm lich, auch ohne E inw irkung des R eg u lato rs, ein B eharrungs
zustand m it etw as n ie d rig erer Umdrehungszahl ein. D eshalb w urde auch der R e g u la to r von uns bald ganz en tfern t.
R e i n h a r d t h a t in seinem V o rtra g den Vor
g an g der S elb streg u lieru n g folgenderm aßen er
k lä rt: D as Gas w ird durch die D rosselung im G asventil u nter einem gew issen Vakuum an- gesangt. Bei k le in erer U m drehungszahl ist die A nsanggeschw indigkeit nnd dam it der Einfluß der D rosselung g erin g er. E s w ird also, bei der
selben Eröffnung des G asventils, für den Hub
V o r d e r e H in te r e A nsicht
a u f d ie G ra d lu h ru n g :
Bedenken deshalb keine V eran lassu n g geben.
Auch die v o rh er erw ähnten R isse am Z ylinder
kopf machen ein A usbauen des S tückes n ich t erforderlich. Die R egulierung der M aschine e r
folgte im A nfang durch E in w irk u n g des R egu
la to rs au f einen schrägen Nocken, w odurch der Hub des G asventils beeinflußt w urde. E s h a n d elt sich also um eine Q u alitätsre g u lie ru n g , in dem die L uftzu strö m u n g u n v erä n d ert bleib t, die G asm enge bei schw acher B e la stu n g ab e r v e r
r in g e r t w ird. Diese S teu e ru n g , h a t bekanntlich den N achteil, daß bei schw acher B e la stu n g und g erin g e r Kompression so arm e Gemische en t
stehen können, daß die Zündung versagt. Man g lau b te deähalb se in erze it von der Q u alitäts
reg u lieru n g z u r Q u an titätsre g u lie ru n g übergehen zu m üssen. Bei uns h a t diese A nordnung zu A nständen keine V eranlassung gegeben. D a der G asm otor zum A ntrieb eines G ebläses diente, w ar er im m er so s ta rk b elastet, daß die G efahr
m ehr Gas an g e sa u g t als bei g rö ß erer Ge-
| schw indigkeit. Die A rb e itsfä h ig k eit des Ge
m isches w ird dadurch g rö ß er, und so s te llt sich die Maschine bald se lb sttä tig au f eine Um
drehungszahl ein, welche ih re r B e la stu n g eut-
| spricht.
Ü ber die S teu e ru n g der M aschine lä ß t sich noch erw ähnen, daß die Z ugänglichkeit der Aus
laß v en tile und ih re r S teuerung eine re c h t schlechte ist. D ieselbe lie g t im F undam ent. D o rt en t
ste h t ab e r durch die vielen W asser-Z u- und A bführungsrohre, durch die Gas- und Luft- zu fiih ru u g sleitu n g en , durch die Auspuffrohre und die : S teuerungsteile selbst ein d erartig er W irrw a rr, daß viel dazu g ehört, sich darin zu
rechtzufinden, zuinal die Z ugänglichkeit nicht gerad e bequem ist.
Im A nfang sind einige von den gekühlten A uslaßventilen gerissen, sp ä te r haben dieselben ab e r zu K lagen kaum noch V eran lassu n g ge- -hinteren und, vorderen Endo sind beide gegen
einander abgedichtet. Zu diesem Zwecke is t an das F u tte r ein K ra n z angegossen, an dessen Außenfläche die D ichtung stattfin d et. D adurch sind aber die beiden K örper so fest verbunden, daß sich der innere T eil nicht unabhängig aus- dehneu kann. Zugleich is t 'durch den am Z y lin d e rfu tte r angegossenen K ra n z der Kiihl- w asserraum so verengt, daß sich dieser enge R ing u n te r dem Einfluß der liier herrschenden hohen T em p eratu r wohl bald mit Schlamm und K esselstein zu g e se tz t h a t, und die K ühlung w ird an dieser S telle nicht sonderlich g u t gew esen sein. H ier finden sich auch zwei R isse im F u tte r, welche a b e r bezeichnenderw eise über die K ranzhöhe nach innen n ic h t hinausgehen nnd zu
1 1 4 3 *
S c h n itt A — B
Abbildung 2. Zylinder und Gradführung.
S c h n itt C —‘ D O b e re A n sic h t a u f d e n v o rd e re n
Z y lin d e r V o rd e re A n s ic h t a u f
d e n v o rd e re n Z y lin d e r
O b e re A n s ic h t a u f d ie G r a d f iih ru n "
15, November 1904. Betriebserfahrungen m it Grofigasmotoren. Stahl und Eisen. :1299 geben. In te re s sa n t ist Ihnen vielleicht, daß die
Kiihhvasser-Zu- und A bführung für Kolben und K olbenstange z u e rst m it arm ierten Schihuchen bew erkstelligt w ürde. N atü rlich w urden die Dinger so hin und. h er geschleudert, daß sie in ganz k u rz e r Z eit zerschlagen w aren. Man h at dann die wohl je tz t allgem ein gebräuchlichen G elenkrohre m it Stopfbüchsen an gebracht, die Sie j a in der Z usam m enstellungszeichnung sehen können.
G estatten Sie m ir je t z t noch einige W orte über den Zusam menbau des Motors m it dem Geblhse. Beide sind geson
dert g e la g e rt und. nu r durch zwei in Höhe d er Maschin'en- achse an g eb rach te S tre b e
stangen verbunden. E ine hin
tere F ü h ru n g der K olben
stange und eine solche zw i
schen K ra ftzy lin d er und W in d zylinder fehlt. D a auch der durchgehende M aschinenrah
men fejilt, e n tsta n d u n te r dem Einfluß des schw eren hin und her gehenden G ebläsekolbens eine fortw ährende schau
kelnde B ew egung des Ge
bläsezylinders. D er K ra ft
zylinder ab e r la g infolge seiner soliden L a g e ru n g ruhig.
Dadurch en tstan d eine schw än
zelnde B ew egung der K olben
stange von* d er Stopfbüchse des K ra ftzy lin d ers ab g erech
net und eine sta rk e Ab
nutzung der K olbenstange in dieser Stopfbüchse. Die K ol
benstange is t je tz t o rneuert w orden, sie h a t sich im Z eit
raum von etw a drei Ja h re n von 170 mm D urchm esser auf 158,7 mm, also um 11,3 mm abgearbeitet.
D er G ebläsezylinder is t mit H örbiger - V entilen aus
g erü stet, die zu r Z ufriedenheit g earb eitet haben, und außerdem nach dem P a te n t von G rabau mit großen schädlichen Bäum en versehen. Man w ar j a dam als noch der A nsicht, daß die Gasm aschine nu r m it einer ganz bestim m ten und Zwar der g rö ß ten B elastu n g w irtschaftlich arbeiten könne. B elastungsschw ankungen hielt man n u r in ganz engen G renzen fü r zulässig.
Das G rabau’sche P a te n t bezw eckte nun, auch bei w echselndem D ruck in der W indleitung die B elastung des G ebläseantriebm otors m öglichst gleichm äßig zu erh alten . A bbildung 3 v era n schaulicht die W irkungsw eise. Das W inddiagram m bei niedrigem E nddruck und das W inddiagram m bei hohem E nddruck sind verschieden schraffiert. ;
Die doppelt schraffierte F läche ist beiden D ia
gram m en gem einsam. W enn man den schäd
lichen Baum so w ählt, daß die beiden einfach schraffierten Flächen gleichen In h a lt haben, so ist der A rbeitsaufw and fü r B eschreibung b eider D iagram m e gleich groß, ohne daß eine B eein
flussung durch eine S teuerung notw endig ist.
D er G ebläseantriebsm otor, in diesem F a lle der : G asm otor, is t also gleich b e la s te t, ob das
; G ebläse n ie d rig - oder hochgespannten W ind er- 1 zeugt. N atü rlich is t bei niedrigem W inddruck
| die g elieferte W indm enge g rö ß er als bei hohem
W inddruck. Dies drü ck t sich in den verschieden langen A nsaugw egen aus. D er große schädliche Raum h a t n atü rlich eine V erschlechterung des volum etrischen W irkungsgrades zu r F olge, und z w a r m acht sich dies um so m ehr bem erkbar, je g rö ß er der W inddruck ist, wrie j a schon aus den verschieden langen A nsangw egen der beiden D iagram m e hervorgeht. Bei einer gew issen Grenze w ürde die L ieferung des G ebläses iiber-
; h au p t gleich Null w erden. A uf den meisten : Hochofenw erken ist man aber in den letzten i Ja h re n m it dem W inddruck in die Höhe gegangen.
D as G ebläse muß dem nach unnötig groß und schw er w erden, um die v erla n g te W indm enge w irklich liefern zu können. In W irk lic h k e it h a t
-1 OO.Ü ica
Nullinia.
Abbildung 3. Diagramm eines Gebläses mit 70 °/o schädlichem Raum.
1300 Stahl und Eisen. Betriebserfahrungen m it Großgasmotoren. 24. Jahrg. Nr. 22.
sich außerdem h era u sg estellt, daß die A npassungs
fäh ig k eit des G asm otors an B elastnngsschw an- kungen viel g rö ß er ist, als m an frü h er an g e
nommen h at. D er G asm otor in V erbindung mit einem G ebläse re g u lie rt, wie vorhin schon e r
w ähnt, seine U m drehungszahl entsprechend dem W inddrnck selbständig. W ird der W inddruck aber so groß, daß die eigene R egulierung des G asm otors nicht m ehr ausreich t, so kann man m it H ilfe der S teuerung die Lieferm enge des G ebläses v errin g ern . Dies h a t wohl dazu ge
führt, daß, meines W issens, die absichtliche V ergrößerung des schädlichen Raumes nach P a te n t G rabau nicht m ehr au sg efü h rt wird.
M. H ., aus der Hiuen soeben gegebenen B e
schreibung unseres erste n G asgebläses g ing wohl hervor, daß diese M aschine kein Ideal g enannt werden darf. Das w ar j a auch n ic h t zu erw arten.
Wo so viele S chw ierigkeiten zu überw inden sind, kann man nicht annehm en, ih rer a lle r m it einem Schlage H err zu w erden. Je d en falls hat dieser Motor vom T ag seiner endgültigen Ü bergabe an, die sich allerdings ziemlich in die L änge zog, re c h t brav g ea rb eite t. Und er ist tro tz seiner vielen Mängel eine zuverlässige b etrieb s
sichere M aschine gew orden. F a s t g leichzeitig m it dem eben beschriebenen Motor w urde ein solcher desselben System s, allerdings in T andem anordnung, nach V ölklingen g eliefert. D ieser Motor dient zum A ntrieb ein er Drehstrom dvnam o.
L ieferantin w ar auch h ie r die N ü rn b erg er Ma
schinenbau -A.-G. Auch in Völklingen h a t man im A nfang viele A nstände g eh a b t, je t z t a rb e ite t ab e r auch der dortige M otor zu r vollen Zufrieden
heit. Die V orzündungen sind beseitigt, se it man für bequeme und sichere E n tfernung von Schm utz ans dem Z ylinderkopf g eso rg t h at, und die R egelung soll so g u t sein, daß das P a r a lle l
schalten m it einer ändern M aschine keine S chw ierigkeiten m acht.
Um die F o rts c h ritte zu verdeutlichen, welche inzwischen im Bau von V iertakt-G asm otoren g e
m acht worden sind, möchte ich Ihnen je tz t den 1000 pferdigen, doppeltw irkenden V iertakt-G as- motov beschreiben, w elchen meine F irm a zum Antrieb einer elektrischen Z entrale neuerdings bei der N ü rn b erg er M aschinenbau-A .-G . in Auf
tr a g gegeben hat. Auch diese M aschine soll m it Koksofengas betrieben w erden. D a sie noch nicht au fg e stellt ist, muß ich mich a u f die B e
schreibung der Zeichnungen und L ieferu n g s
bedingungen beschränken.
Die M aschine e rh ä lt zw ei Z ylinder in Tandem - A nordnung von 81 0 mm D urchm esser; d er gem ein
same Kolbenhub b e trä g t 1000 mm, die Um
drehungszahl 110 i. d. M inute. D er m echanische W irk u n g sg ra d soll 84 °/® bei V ollast b etragen, und der B rennstoffverbrauch soll bei einem u ntern H eizw ert des G ases von 4 0 0 0 W .-E . nich t melir als 20 0 0 W .-E. für eine indizierte P .S .-S tu n d e
betrag en . D er K ühlw asserverbrauch soll 30 1 stündlich für eine in dizierte P fe rd e stä rk e bei 1 5 ° E in lau ftem p eratu r nicht übersteigen. Das sind schon rec h t stren g e B edingungen, die nur von einer vorzüglich ausgefnhrten Maschine e rfü llt w erden können. In der T a t lassen auch
! die Zeichnungen erkennen, daß der Gasm otoren
bau se it A ufstellung der zu e rst beschriebenen Maschine ganz bedeutende F o rts c h ritte gemacht h at. Die G esam tanordnung des fraglichen Motors is t folgende: D er G ußrahm en lie g t a u f seiner ganzen L änge auf, er tr ä g t die K reuzkopfführung und die beiden L a g e r für die gekröpfte K urbel
welle. An den G ußrahm en ist eine A nschluß
flansche für den Z ylinder angegossen, welche zugleich m it der K reuzkopf-G leitbahn ohne Urn-
| spannen gebohrt w ird, und so eine genau p ar
allele und genau zentrische L ag e der K reuz
kopfbahn zu r Z ylinderachse sichert. D er vordere Z ylinder ist an die erw ähnte Anschlußflansche angeschraubt. In gleicher W eise sind beide Z ylinder m it dem gußeisernen Zwischenstück verbunden und schließlich der h intere Zylinder m it der hinteren F ührung. Zw ischenstück und hinteres F iihruugsstück sind fest gegen das Fundam ont ab g e stü tzt, so daß die beiden Zylinder zw ischen ihnen und dem vorderen M aschinen
rahm en frei hängen können. T rotzdem sitzen auch diese m it kräftig en , se itw ä rts angegossenen F üßen a u f dem M auerwerk auf. D urch diese A nordnung ist wohl G ew ähr g eleistet für eine g u te und dauernd sichere F ü h ru n g der Kolben
stauge. Die S topfbüchsen sind so eingerichtet, daß sie eine B ew eglichkeit der K olbenstange sen k rech t zu r Achse in getvissen G renzen ge
sta tte n , ohne daß die D ichtung d a ru n te r leidet.
; Die frü h er so gefürchteten Zylinderköpfe sind in einfache Zylinderdeckel um gew andelt, und die
| V entilgehäuse sind gesondert oben und unten an den Z ylinder augeschraubt. Mit W asser
kühlung versehen sind die K olben, die Z ylinder
m äntel, Zylinderdeckel und A uspuffventile sam t ih ren Gehäusen, und es ist Sorge getrag en , daß die w assergekühlten Räume leicht von Schlamin und A nsätzen g ere in ig t w erden können. Das K olbenkühlw asser t r i t t zwischen beiden Zylindern in die vordere und h in te re K olbenstangenhälfte ein und w ird durch den vorderen und hinteren Gleitsclm h ab g efü h rt; Die Z uführung in der M itte geschieht durch G elenkrohre; für die Ab
führung h at man diese überflüssig gem acht, indem man an die vordere und h in te re G leitbahn einen T ro g anschloß, in w elchen das W asser ausfließt. W ie Sie aus T afel X I X , welche einen senkrechten S ch n itt durch die Maschine d a rs te llt, ersehen können, gehören zu jedem i Z ylinder sechs V entile, und zw ar vorn und hinten je ein doppelsitziges G asventil, je ein einsitziges E in la ß v en til und je ein ebensolches A uslaßventil.
Das G asventil ist ein F re ifa llv e n til. Dasselbe
15. November 1904. Betriebserfahrungen m it Großgasmotoren. Stahl und Eisen. 1301 ist so eingerichtet, daß der S chlußpunkt immer
unverändert bleibt. D agegen w ird das Öffnen von dem R e gulator beeinflußt und findet je nach der M aschinenleistung frü h e r oder sp ä te r s ta tt.
Die Mischung von L u ft und Gas geschieht am Gasventil, der Raum zw ischen G asventil und E in trittsv en til ist also m it explosiblem Gemisch angefüllt. Das E in laß v en til ist zw angläufig, das heißt, die V entileröffnung w ird imm er u n veränderlich von dem G estänge erzw ungen, der Ventilschluß findet auch imm er zu r selben Zeit, aber durch F e d e rk ra ft s ta tt. Gegen diese An
ordnung habe ich Bedenken. Es ist nicht aus
geschlossen, daß die F eder, welche den Ventil- schluß herbeiführen soll, durch eine Klemmung hängen bleibt oder b richt. Dann b leibt das Ventil offen, und die Explosion sch läg t in den Raum zw ischen E inlaß v en til und G asventil über.
Dieser Raum h a t zw ar durch das L u ftzu fü h ru n g s
rohr V erbindung m it dem F reien , es w ird also kaum zu r Z erstörung von M aschinenteilen, wohl aber zu A rbeitsverlusten kommen. Meiner A nsicht nach sollte deshalb der E in laß v en tilsch lu ß durch das G estänge erzw ungen w erden. Das A uslaß
ventil ist a u f der S chnittzeichnung durch die ganze M aschine nicht ric h tig angegeben, ich habe deshalb eine besondere Zeichnung desselben an fertigen lassen. W ie aus dieser Zeichnung (Abbil- ; dung 4) hervorgeht, ist V entilgehäuse, V entilsitz und V entil jedes für sich m it W a sse r g ekühlt.
Durch Lösen einer einzigen F lansche lä ß t sich der V entilsitz sam t V entil ausbauen. Man h a t also dafür geso rg t, daß etw aige R eparaturen am A uslaßventil nicht viel Z eit in A nspruch nehmen. Gegen die Z ugänglichkeit desselben läß t sich nichts m ehr einw enden, indem alle A rbeiten in einem hohen, 1,75 m breiten K anal ausgeführt werden können. Auch der Schluß des A uslaßventils findet durch F e d e rk ra ft s ta tt und w ird n ic h t von dem G estänge erzw ungen.
Hier h a t diese A nordnung ab e r ihre B erechtigung.
Bei der fortw ährenden B erührung m it den heißen Auspuffgasen ist es unverm eidlich, daß Ölriick- stände oder an d e rer Schm utz von Zeit zu Zeit ein H ängenbleiben des V entils verursachen.
W ürde also der V entilschluß vom G estänge erzw ungen, so m üßte das in solchen F ällen einen Bruch herbeiführen. S ucht aber nur eine be
g ren z te F e d e rk ra ft den V entilschluß herbeizu
führen, so b le ib t u n te r U m ständen das V entil einfach hängen. Die Explosionen schlagen dann durch die A uspuffleitung ins F reie, man h at wohl A rb eitsv erlu ste, aber keinen Bruch, und kann die M aschine beizeiten stills e tz e n , um den Ü belstand zu beheben. Über B etriebs
erfahrungen m it dieser M aschine kann ich Ihnen leider nichts m itteilen. W ie schon erw äh n t, ist die unsere vorläufig n u r b estellt. In B urbach habe ich eine fe rtig m o ntierte M aschine dieser A rt gesehen, welche zum A ntrieb einer D ra h t
stra ß e dient. Als ich dort w ar, w ar die Maschine etw a drei W ochen im B etrieb. Sie soll in dieser Z eit sehr g u t gelaufen sein. Ich selbst habe sie nicht in T ä tig k e it gesehen, weil zufällig an d er Z uführung des K olbenkühlw assers ein B ruch eingetreten w ar.
So viel über die V iertaktm otoren. G estatten Sie m ir je tz t, in ähnlicher W eise die K ö r t i n g - M o t o r e n zu besprechen. Ich gedenke auch hier die zu e rst und z u le tz t fü r N eunkirchen an
geschnitten Maschinen nebeneinander zu stellen.
Als es sich darum handelte, unsere Hoch
ofengase d irek t in Motoren zu r E rzeugung von Wrind zu verw erten , entschloß sich meine F irm a z u r Anschaffung von K örting-M otoren. Die Zu
sam m enstellungszeichnung der zu e rst beschaff
ten 60 0 p ferd ig en M aschine ist au f T afel X X
w iedergegeben. E s w ird Ihnen vor allen Dingen die L agerung der Maschine au f fallen. D ieselbe is t in einen a u f seiner ganzen L änge auflieg en den, geschlossenen rechteckigen Rahm en ein
gebaut. K ra ftzy lin d er und W ind zy lin d er sind in ih re r horizontalen M ittelebene g elag e rt, so daß W ärm edehnungen dieser Z ylinder keine V er
w erfung des K olbenstangenm ittels zu r Folge haben. Die K olbenstange is t vor dem K ra ft
zylinder, zwischen K ra ft- und W indzylinder und h in te r dem W indzylinder au f besonderen G leit
schuhen g elag e rt. D er Zusam menbau von Motor und G ebläse d a rf ein g u te r g en a n n t w erden.
Luft- und Gaspumpe werden m it R undschiebern g esteu e rt und sind seitlich am M aschinenrahmen befestigt. Sie w erden von einer S tirn k u rb el der H auptachse an getrieben. Die S teuerungs
anordnung der M aschine ist Ihnen wohl be
kannt, ich w ill sie aber an Hand der A bbil
dung 5 noch einm al kurz beschreiben. Die Pnm penkurbel e ilt der H auptkurbel um 1 1 0 ° vor. Sie tre ib t m it P leu e lsta n g e und durch
1302 Stalil und Eisen. Betriebserfahrungen m it Großgasmotoren. 24. Jahrg. Nr. 22.
gellender K olbenstange Gas- und Luftpum pe zugleich an. Die Luftpum pe a rb e ite t immer m it voller F üllung, lie fe rt also im m er die gleiche M enge L uft. Die Gaspumpe b eginnt m it der L ieferung e rst, nachdem sie schon einen Teil des eigentlichen D ruckhubes zuriickgelegt hat.
Die R egulierung erfo lg t nun in der W eise, daß die Gaspum pe für g rö ß ere L eistungen frü h er m it der G asförderung beginnt, also m ehr Gas liefert, als bei kleineren L eistungen. T rotzdem is t die R egelung nach A n
sich t von K ö rtin g eine sogen. Q uanti- tä tsreg n lieru n g und keine Q ualitätsregu- lierung. D as soll folgenderm aßen e r
reic h t w erd en : W ie Sio aus der S chnitt- zeichnnng der Ma
schine ersehen, be
finden sich u nm ittel
b a r über dem E in laßventil zw ei kon
zentrische H ohl
räum e. D urch den äußeren derselben w ird die L u ft, durch den inneren das Gas zugeführt. Die Mi
schung von L u ft und Gas findet also e rst h ie r w ährend des E inström ens in den Z ylinder s ta tt. W ie nun aus dem Steue- rnngsschem aundden darunter befindlichen D iagram m en hervor
g eh t, folgen sich für je d e Z ylinderseite die V orgänge wie f o lg t: Z u erst öffnet, wenn die H au p tk u r
bel vielleicht noch
4 0 ° bis zum T o tp u n k t zurückzulegen hat, der Kolben die A uspuffschlitze. Im Z ylinder h e rrsc h t zu dieser Z eit noch ein D ruck von 2 bis 3 Atm.
Die Gase stü rze n also mit g ro ß er G eschw indig
keit durch die freigelegten S ch litze ins F reie.
W enn die K urbel noch 2 0 ° vom T o tp u n k t en t
fe rn t ist, ist der D ruck ini Z ylinder n u r noch w enig höher als der A tm osphärendruck. J e tz t öffnet das E in trittsv e n til. Vorläufig tr i t t aber nu r L u ft in den Z ylinder, da ja , wie vorhin erw äh n t, die Gaspum pe n u r einen T eil ihres Hubes G as fö rd e rt und zu dieser Z eit dam it noch n ic h t begonnen h at. Die eintreten d e L uft h a t einen D ruck von ~ 0,6 A tm ., sie h a t also auch das B estreben, durch die Auspuffschlitze
Abbildung 5. Steuerungs - Schema eines Körting-Motors.
ins F re ie zu ström en. D abei tre ib t sie die im Z ylinder noch vorhandenen v erbrannten Gase vor sich her. E r s t wenn die zu e rst eintretende L uft den h in teren T eil des Z ylinders angefüllt hat, b eginnt die G asförderung. J e tz t treten also L u ft und G as gem ischt ein, und zw ar ist das V erhältnis dieses Gemisches immer das gleiche. E s en tsp rich t, da j a Luft- und Gas
pum pe den gleichen Hub haben, dem V erhältnis der K olbenquerschnitte dieser Pum pen. Das in
den Z ylinder eintre
tende Gasgemisch d rä n g t nun seiner
se its die vor ihm be
findliche L u ft vor sich h e r nach den Auspuffschlitzen zu.
W enn die H aupt
k u rb el ' den toten P u n k t um etw a 4 0 0 ü b ersch ritten hat, schließt der Kolben die Auspuffschlitze w ieder ab und kurz d ara u f schließt auch das E in laß v en til. In dem Z ylinder befin
d et sich dann, nach A nsicht von K örting, dem Koiben zunächst eine S chicht reiner L u ft und dahinter am Zylinderende eine S chicht Gasgemisch von imm er gleichem M ischungsverhält
nis. W en n ,b ei schwe
r e r B e la stu n g , die Gaspum pe frü h zu liefern beginnt, ist die L u ftsch ich t ver
hältnism äßig klein, die Gem ischschicht v erhältnism äßig groß. S in k t die Be
la stu n g , so se tz t die L ieferu n g der Gaspumpe s p ä te r ein, die L uftschicht w ird also größer, die G em ischschicht und dam it die A rbeitsfähig
k eit w ird g eringer. D am it die beim Öffnen des V entils in den Z ylinder eintreten d e L uft oder sp ä te r das G asgem isch nicht strahlenförm ig in das im Z ylinder schon vorhandene Gas ein- dringen, sondern gleichm äßig den g anzen Quer
sc h n itt des Z ylinders ausfüllen, h a t K ö rtin g dem Z ylinderkopf eine ganz besondere F orm gegeben.
Die aus dem V entil ausström enden G ase treffen z u e rst au f die sogenannte P rellfläclie au f und sollen von ih r so abgelenkt w erden, daß sie gleichm äßig a u f den Q uerschnitt v e rte ilt sind und sich schichtenw eise h in te rein a n d er lagern.
