Stahl und Eisen, Jg. 36, Nr. 24

Leiter des w irtschaftlichen Teiles

Generalsekretär Dr. W. B e u m e r, Geschäftsführer der (Nordwestlichen Gruppe

des Vereins deutscher Eise n - und Stah l-

industrieller.

STAHL ü l EISEN

D r . - J n g . 0. P e t e r s e n „

stellvertr. Geschäftsführer

¿e s Vereins deutscher

Eisenhüttenleute.

Z E IT S C H R IF T

FÜR DAS DEUTSCHE EISENHÜTTENW ESEN.

N r. 24. 1 5 .J u n i 1916. 36. Jahrgang.

N eue V erw endung der G ichtgase.

Von T i'.^ u g . W. Z i m m e r n i a n n in W orm s.

j i e Bestrebungen der H üttenleute sind seit ' langer Zeit darauf gerichtet, die verfügbaren G ichtgase so günstig wie möglich auszunutzen, und m an h at nach dieser R ichtung gerade im letzten Jahrzehnt große Erfolge erzielt Im nachfolgenden m öchte ich einen neuen W eg zeigen, auf dem nicht nur eine Erhöhung des Heizwertes der Gichtgase, sondern auch w eitere w irtschaftliche Vorteile er­

reicht werden können,

•einen W eg, der vielleicht auch Gelegenheit zur nutz­

bringenden Verwertung w enigstens eines Teiles des den H ochöfen an Sonn- und F esttagen ungenutzt entw eichenden H ochofen­

g a se s gibt.

E s handelt sich um ein V erfah ren , das be­

zw eckt, die H ochofengase dadurch zu verbessern, d aß sie innerhalb der K am ­ mern der Koksöfen ober­

halb des Kokskuchens m it den heißen Koksgasen zu­

sam m engeführt werden (s: Abb. 1). E s findet dann zw ischen dem Hochofen­

gase und dem D estilla­

tionsgas im A ugenblicke sein er E ntstehung eine

W echselwirkung sta tt, und es entsteht ein neues G as, das hier V e r b u n d g a s genannt werden soll.

V ergleicht m an dieses Verbundgas m it einem kalt

•entstandenen Mischgas bekannter Art aus den gleichen A nteilen Koksofengas und Hochofengas, so zeigt sich, daß sic w esentlich voneinander ab­

w eichen. D enn während die Mischung kalter Gase indifferent vor sich geht und nur eine Summierung der E inzelbestandteile ergibt, finden bei der neuen M ischung Einw irkungen derselben aufeinander sta tt, die ein verändertes Gas, das.'\ erbundgas, erzeugen. L etzteres enthält weniger Kohlensäure und w eniger Stickstoff, dagegen mehr leichte und

X X iv ., «

schwere Kohlenwasserstoffe als das kalt gem ischte Mischgas1) und infolgedessen einen höheren H eiz­

wert als dieses (s. Abb. 2).

D a die Einführung des Hochofengases in den Raum oberhalb des Kokskuchens ferner eine — hier zunächst als m echanisch zu erklärende — Abkühlung dieses Raumes und der aus dem Kokskuchen ent­

weichenden D estillationsgase zur Folge hat, wird

A bbildung 1. Y ersuchsanordnung.

die nam entlich in den letzten Garungsstunden be­

kanntlich eintretende Zersetzung des bereits ge­

bildeten Ammoniaks zurückgehalten, die A usbeute dieses wertvollen Nebenproduktes daher w esentlich gesteigert, und die Ammoniakbildung hält bis zum Schlüsse der Garung an (s. Abb. 13, 14, 15).

Hiernach ist bei Anwendung des neuen Ver­

fahrens folgendes zu erwarten:

*) Verfasser bringt in seinem vorliegenden B ericht n u r die Ergebnisse seiner um fangreichen praktischen Versuche und behält sieh eine wissenschaftliche B e­

gründung der N otw endigkeit des E in tritts dieser w irt­

schaftlich wichtigen Gasveränderungen vor.

74

574 S tah l u n d E isen. N eue Verwendung der Gichtgase. 36. Ja h rg . N r. 24.

C02(U1.S)

(W J

Zunahm e im Verbundgas gegenüber M ischgas;

CnHur + W Z ,

* 1 Z 7 % Abnahm e:

C02 - 1 6 ,4 -%

H - 6 . 0 °/0

Hochofengas tfoksofengas Verbundgat 2760cbm 23 ‘tOcbm 5100 cbm

Mischgas 5100 cbm

A bbildung 2. V erg le ic h der öaszusam m cnsetzu ng.

1. Erhöhung des H eizw ertes gegenüber k alt ge­

m ischten Gasen infolge der Anreicherung an leichten und schweren Kohlenwasserstoffen und der Abnahm e der Kohlensäure

und des Stickstoffes.

2. Mehrausbringen an Am m oniak als B egleiterscheinung der A b­

kühlung1) der Kokskammern.

3. Mehrausbringen an Benzolen durch die bei 1 erw ähnte A n­

reicherung der schweren K oh­

lenw asserstoffe. '

D ie L eitung des H üttenw erkes des G eorgs-M arien -B ergw erk s­

und H ütten-V ereins in Georgs- M arien-H ütte gab mir Gelegen­

heit, umfassende praktische Ver­

suche vorzunehm en, die unter der L eitung des Herrn 'S ip l.^ n ß . R a z e n im Mai, Juni, A ugust und Septem ber 1913 ausge­

führt wurden. D as H ü tten ­ werk stellte mir einen Koks­

ofen (A bhitzeofen B auart O tto), einen D am pfkessel, die für E in­

leitung des H ochofengases und A bleitung des Verbundgases er­

forderlichen R ohrleitungen, alle Versuchsgeräte und ein Labora­

torium zum Analysieren der Gase und zum F eststellen des A m ­ m oniakgehaltes zur Verfügung.

D ie gesam te Versuchsanordnung ist in Abb. 3 dargestellt, zwei Hauptgruppen:

A . K o k s g a s - V e r s u c h e .

a) B eobachten des Entgasungsvorganges im Koksofen, dessen Temperaturen, Gasanalysen, Bestim m ungen des spe­

zifischen Gewichtes usw.

b) Volum etrisches Messen des K oksofen­

gases.

Cj) F eststellen des H eizw ertes in den ein­

zelnen Garungsperioden durch registrie­

rendes K alorim eter und nach der A nalyse,

c,) durch Verdam pfungsversuche.

d) Erm itteln des A m m oniakgehaltes.

B . V e r b u n d g a s - V e r s u c l i e . a bis d) w ie oben, außerdem

e) volum etrisches Messen des in den Koks­

ofen geleiteten H ochofengases, dessen D rücke und Temperaturen.

Hach einer R eihe von Vorversuchen zum Er­

langen eines Verfahrens zum sicheren B estim m en

A bbildung 3. V ersuchsanordnung,

a = Y ersuchskoksofcn (Hauart Otto), b =* H ochofcngassam m elleitung. c = Hochofen­

gaszuführung;. d = H ochofcngaseinfübm ng. e = Y erbundgasableltung. f = "Wasser­

kühlung-. g = Yersuchskessel zur offenen Verdampfung;, h = D ifferential-D ruckm esser (z. Geschw.-Messung). I = Therm om eter, j = Schornstein, k — Tcerabacheider.

1 sa W asserabscheider. m = Stauscheibe. n =-- Pyrom eter, o = Gasreiniger, p = ReaerreleUung-. q --- Zugmesser, r = Gasentnahm e fü r Analyse, s = Steigrohr, t = Schw efelsäurevorlagen, u = W asserbehälter zum Kesselfullen, v = G asentnahm e­

leitung. w = R eglstrier-K alorim eter. x = G asanalyse. y — Laboratorium , z — Gas- wage (n ach Lux).

D ie Versuche zerfielen in der ungereinigten Gasmengen und zum B eseitigen der Schw ierigkeiten, die das Fortleiten des stark ') E s soll hier gleich dem E in w and begegnet werden,

d aß etw a die A bkühluhg d e r K okskam m er eine E rhöhung d er B eheizungskosten u n d eine V erlängerung der G arungs­

zeit z u r Folge h ä tte . Beides tr if f t n ich t zu, wie die V er­

suche gezeigt haben, bei denen ste ts gleiche Gasm engen für die Beheizung verw endet und die übliche Garungszeit von 36 s t eingehalten wurde. A uch auf die G üte des K okses h a t das E inblasen von H ochofengas keinen schädlichen E influß gehabt.

teerhaltigen K oks- bzw. V erbundgases m achte, konnten hintereinander vier Koksgas- und drei V erbundgasversuche, die sich über die ganze Garungszeit von je 36 Stunden erstreckten, aus1 geführt werden, aus deren U ebereinstim m ung hin­

sichtlich der w ichtigsten Größen der Versuchs­

ergebnisse auf ihre R ichtigkeit geschlossen werden konnte.

15. J u n i 1916. Neue Verwendung der Gichtgase. S tahl und E isen. 575

A. K o k s g a s - V e r s u c h e . A a) E n t g a s u n g s v o r g a n g .

Zur Beobachtung des Entgasungsvorganges ge­

hörten stündliches Messen der Temperatur oberhalb des Kokskuchens (vgl. Abb. 16) und Messen des Druckes an derselben Stelle.

A b) R a u m m e n g e n m e s s u n g .

D ie volum etrische Bestim m ung des erzeugten Koksgases wurde m ittels Stauscheiben nach Dr.

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'W _Sept.

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25 20 3 7

1 5 10 15 20

> - G ärung ¿stunden

A b b ild u n g 4 . G eschw indigkeit«- bzw. Y olum en- d ia g ra m m c des G ich tg ase s. D u rch m esser der

S ta u sc h eib e 80 m m.

B r a n d i s vorgenomm en. E s wurde zuerst versucht, die vor und hinter den leicht auswechselbaren Stau­

scheiben auftretenden Drücke auf aufzeichnende Meßgeräte zu übertragen. D ie gewonnenen Er­

gebnisse waren jedoch sehr ungenau, da die B e­

w egung des den Schreibstift bedienenden Schwimmers usw. den bei Tcmperaturwechsel ständig sich ändern-

? - Oorunyss funden

A b b ild u n g 5. G esckw im ligkcits- bzw. Y olum en- d in g ram m c des K oksgases. D u rch m esser «lei*

»Stauseheibe 95 in m.

den Gasdichten nicht schnell genug folgen konnte.

D iese geringen D rücke wurden daher auf ein Mikro- m anom eter B auart Schulze m it sehr flacher Neigung übertragen und halb- bzw. einstündlich abgelesen und in den Tafeln vermerkt. D ie hiernach feststellbare sekundliche Geschwindigkeit des Gases, die, m it dem Rohrquerschnitt m ultipliziert, die sekundlich durch­

ström ende Raum m enge darstellt, errechnet sich zu:

l / ( 3 - h V = u • k ■ wobei

■ f p -

11 einen d urch die G astem peratur beeinflußten Koeffi­

zienten,

k einen K oeffizienten der Stauscheibe,

s das spezifische Gewicht der Sperrflüssigkeit des Mikro­

m anom eters,

i die Steigung desselben,

d das G ew icht eines K ubikm eters Gas bedeutet.

D iese A rt der Messung hatte zuverlässige Ergeb­

nisse. D ie an den Stauscheiben abgelesenen Ge­

schwindigkeiten wurden unter Berücksichtigung der schwankenden spezifischen Gewichte und Gastempera­

turen in Kurven aufgetragen und hieraus eine m ittlere Geschwindigkeit und endlich der Gesamtraum inhalt jeder Garung erm ittelt (s. Abb. 4 bis 7). D ie spezifischen Gewichte wurden laufend m it der Luxsehen Gaswage festgestellt und nach Maßgabe der zeitlichen Gastemperaturen berichtigt. Große Schwierigkeiten bereitete anfangs der namentlich bei den Koksgasversuchen in , der Gasableitung

> Garungsstunden

A b b ild u n g 6.

K u rv e n o rm aler K okegaB gescbw indigkeit.

sich absetzende oder m itfließende Teer, doch gelang es, durch geeignetes Beheizen der Gasleitungsrohre und durch Anbringen mehrerer Teersäcke dieser Schwierigkeiten Herr zu werden.

D a meines W issens praktische Versuche über den Entgasungsvorgang sowie über derartig angestcllte Gasmengenmessungen in der Literatur noch nicht

Oa ru n ysstu n d e n

A bbildung 7. G escliw indigkeits- bzw. Y olum on- d iagram m o des Y erb u n d g ases. D u rc h m esse r

d er S tauscheibe ‘Jö m m.

vorhanden sind, so finden die vorliegenden Ergeb­

nisse vielleicht die Beachtung der Fachwelt.

A c j ) H e i z w e r t b e s t i m m u n g d u r c h K a l o r i ­ m e t e r u n d n a c h d e n A n a ly s e n .

An die Koksgasleitung war ein Junkerssches aufzeichnendes Kalorimeter angeschlossen. D a das Koksgas — abgesehen von der ersten Garungs­

stunde — zu geringen Druck hatte, so wurde es m ittels Strahlsaugers abgesaugt und in einen etw a 20 1 fassenden kleinen Gasbehälter gedrückt, von dem aus es dem Kalorimeter zugeführt wurde.

Zur Gegenprüfung wurden aus den nach H em pel und B unte zweistündlich erm ittelten Gasanalysen die Heizwerte rechnerisch nachgeprüft (s. Abb. 8 bis 10).

576 S tah l und Eisen. Neue Verwendung der Gichtgase. 36. J a h rg . N r. 24.

D ie den einzelnen Garnngsstunden entsprechenden W ärm ewerte des Gases wurden m it den zugehörigen stündlichen Gasmengen m ultipliziert und zu K urven aufgetragen. D iese Kurven, deren Ordinaten die W ärm em engen darstellen, w urden planim etriert und so der m ittlere W ärm ewert jeder Garung erm ittelt (s. Abb. 11 und 12). H inzuzufügen ist noch, daß die bei allen Versuchen gleich große K ohlenbe­

gleichbleibend zu erhalten. E s w ar w ichtig, daß die zur Verbrennung gelangenden Gase vollständig aus­

g en u tzt wurden, w as auch durch richtiges B em es­

sen der Kesselheizfläche gelang. Außer den E rgeb­

nissen der Verdam pfung wurde der in den Ab­

gasen abziehende Wärmewert, genau erm ittelt und bei der endgültigen B erechnung des H eizw irkungs­

grades verw endet.

^Zur B estim m ung der Abgasm engen wurde die aus allen vier Versuchen erm ittelte m itt­

lere Gasmengenkurve unter Berücksichtigung V erbrennungsluft zugrunde

A b b ild u n g 8.

vom 13.

Stunden

K a lo n m e to rd ia g rn m m des Ilo c h o fg a se s bis 15. S e p tem b e r. M ittel 925 AVE.

Schickung

S tu n c /e n

der zugeführten

gelegt. L etztere wurde aus den Ergebnissen der A bgasanalysen genau erm ittelt. Aus diesen säm tlichen, ziem lich gleichbleiben­

den A bgasanalysen wurde das arithm etische M ittel genom m en und in eine aus allen Gasm engenkurven hergestellte M ittelkurve eingetragen. E benso wurde vorgegangen bei der Berechnung der m ittleren A bgastem pera­

tur. D ie m ittlere A bgasanalyse h atte bei dem K o k s g a s folgendes A ussehen:

stets von der gleichen B eschaffenheit war, die durch A nalyse fcstgestellt wurde.

A c 2) H e i z v e r s u c h e .

Zu diesen wurde ein zylindrischer Feuerbuchs­

kessel m it vorgehenden Heizrohren verw endet, der vor jedem V ersuch m ittels H ochofengases so lange geheizt wurde, bis er sich im Beharrungszustande befand. In diesem K essel wurde W asser offen ver­

dam pft, und dabei wurden folgende Messungen vorgenomm en:

Menge und Tem peratur des Speisewassers, Tem peratur des Gases beim E in tritt unter den

Kessel,

Temperatur der V erbrennungsluft, Temperatur des verbrennenden Gases, Temperatur der Abgase,

Unterdrück im Abzugskanal zum Schornstein, A nalyse der A bgase m ittels Orsats und zur Gegen­

prüfung nach Hem pel und B unte.

CO, CO 0

7,15 R au m -%

0 „ „

6,1

„ „

A b b ild u n g 9. Iv a lo rim ete rd ia g ra m m des H o c h o fe n ­ g a se s vom 22. bis 24. S ep tem b er. M ittel 435 AVE.

E s ist noch nicht erwähnt, daß als Endglied der Gasabsaugung aus dem Koksofen ein etw a 50 m hoher Schornstein verw endet wurde. D a dieser dauernd im Betrieb war, so gelang es, den U nter­

drück unter dein Kessel und im Fuchs ziem lich

12¡3

Stunden ■ < -

A b b ild u n g 10. K a lo rim e te rd in g ra m m des Y e rb u n d - g a se s vom 16. bis 17. S e p tem b e r. -Mittel 2744 AYE.

D ie freie Sauerstoffm enge entspricht dem 1,41- fachen der zum Erzielen einer vollkom m enen Ver­

brennung erforderlichen theoretischen Luftm enge.

Zur Bestim m ung dieser letzteren war die K enntnis einer m ittleren G asanalyse aus allen vier Versuchen notw endig. Als solche ergaben sich bei den K oks­

gasversuchen die folgenden W erte:

C O , ... 4,7 R a u m -% = 16,2 G ew ichts-%

C„H2,...2,98 „ „ = 6,5 „ „

0 0,8 „ „ = 2,0

C Ö ... 5,5 „ ,. = 12,0 CH 4 ... 23,0 „ „ = 28,8 H ... 51,0 ,. „ = S,0 N ...12,0 „ „ = 26,5

D araus errechnet sich nach bekannter W eise eine theoretische L uftm enge von 8,954 kg für 1 kg Gas.

D as Gewicht des Verbrennungserzeugnisscs von jedem Kilogram m Gas beträgt daher 8,954 + 1

= 9,954 kg. D a die l,4 1 fa ch e L uftm enge gebraucht wurde, so betrug das Gewicht der Verbrennungsluft 8 ,9 5 4 - 1 ,4 1 = 12,G kg und das G ew icht des Verbren­

nungserzeugnisses 9,954 + (12,0 — 8 , 9 5 ) = 13,6 kg.

15. J u n i 1916. Neue Verwendung der Gichtgase. Stahl und Eisen. 577

D as Gewicht des Gases betrug (wie hier voraus­

geschickt werden muß) bei jedem Versuch: 2272 • 0,545

= 1240 kg.

D ie inittlcre Koksgastem peratur beim E intritt unter den Kessel betrug 65°, die m ittlere Abgas­

tem peratur 193°.

6009

‘tOCO

‘ looo

k

10 15 ZO

G a ru n g ss funden

25 30 37

'W ärm em en g en im K oksgas.

*+000

1000

H/ll Sept

\ V- \ 1

7 / *

Sept. \

\_

' 1 1

B . V e r b u n d g a s - V e r s u c h c .

B a, b, d) D iese Beobachtungen und Messungen entsprechen genau denen von A a, b, cu d.

B c2) Zu den Heizversuchen m it Verbundgas diente derselbe Dam pfkessel, auch die B eobachtungen und Messungen waren die gleichen. Besonders w ichtig war auch hier die F eststellung der m it den Abgasen abziehenden W ärmewerte, die aus den A bgasanalysen, dem Gewicht und der Temperatur der Abgase erm ittelt wurde. D ie m ittlere A bgas­

analyse hatte folgendes Aussehen:

CO« . . . . 8,9 R aum % CO . . . . 0 „ „ 0 ...5, 9 „ „

D ie freie Sauerstoffmenge entspricht dem 1,39- fachen der zur Erzielung einer vollkom m enen Ver­

brennung erforderlichen theoretischen Luftm enge.

Zur Bestim m ung der letzteren diente die aus allen drei Versuchen erm ittelte m ittlere Gasanalyse:

>• G aru ncjsstu nd en

W ärm em en g en im V erb u n d g as.

A b b ild u n g 11 u n d 12. W ärm cd ia g ram m e aus V olum en u n d A n aly se bzw. K a lo rim ctc rm essu n g cn .

D ie m ittlere Abgasanalyse ergab CO.. . . . . 10,6 Gewichts-% ,

0 6,6

N ... S2,8

CO, . . . 13,8 i

C„H,„ . . . . 1,45 „ „ = 1,95 0 . . . . - • 0,65 „ „ - 1,0 CO . . . • ■ 17,0 „ „ - 22,8 C II, . . . . . 12,9 „ „ — 9,9 I I . . . . ■ ■ 26,5 „ „ — 2,55

N . . . . 48,0

D ie spezifische Wärme dieses Abgases wurde zu 0,25 errechnet.

D er W asserdam pf in den Abgasen konnte ver­

nachlässigtw erden, da das zurVerbrennung gelangende Gas auf seinem 00 m lan-

D araus ergibt sich eine theoretische Luftmenge von 3,3 kg und ein Verbrennungserzeugnis von 5,6 kg. D as Gewicht des bei jedem Versuche zur Verbrennung gelangenden Gases betrug daher:

5247 • 0,93 = 4880 kg.

D ie m ittlere Verbundgastemperatur beim E in­

tritt unter den Kessel betrug 65°, die m ittlere Abgas­

temperatur 233°, die spezifische Wärme des Abgases 0,25. Mithin betrugen die A bgasverluste:

4880 ■ 5,6 • 0,25 . 233 = 1 590 000 W E gen W eg sow eit abgekühlt

wurde, daß der bei weitem größte T eil des Wasser­

dampfes in flüssiger Form in den mehrfach vorge­

sehenen Abflußvorrichtun- gen abgeschieden wurde.

H iernach wurde die bei jedem Versuche in den Abgasen entweichende W ärmem enge berechnet zu

1240 • 1 3 ,6 -0 ,2 5 - 193

= 815 000 WE.

/ / / / j im Verbundgas doksga.

e t u a

8 o.i

| 425

I

I 0,15 0,1

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V\ 3/s Sept \ *\

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15 Garungssfunden

2 5 37 15 2 5 3 7

A d) E r m i t t l u n g d e s A m m o n i a k g e h a lt e s

(s. Abb. 13' bis 15).

A m Steigrohr des Koksofens wurde zweistündlich m ittels eines 40,9 1 fassenden Aspirators die gleiche Menge Gas durch zwei Schwefelsäurevorlagen hin- dnrehgesaugt. D urch B üektitration der verbrauch­

ten Schwefelsäure von vorbestim m ter Konzentration wurde die Am m oniakm enge je cbm bei jeder Probe erm ittelt.

> G a ru n gsstu n de n

A bbildung 13 bis 15. V o rg an g der A m m oniak-E ntw icklung.

B e) D as unter einem Druck von 30 bis 80 mm WS stehende Hochofengas wurde einer in der Nähe der Koksofenbatterie vorbeiführenden Samm elleitung m ittels einer Gasleitung von 200 mm lichtem Durch­

messer entnommen und durch zwei kleinere L ei­

tungen von 30 mm lichtem Durchmesser an zwei Stellen von oben in den Koksofen geleitet. D ie W ahl

678 S tah l und Eisen. N e w Verwendung der Gichtgase. 36. Ja h rg . N r. 24.

einer Leitung von so verhältnism äßig großen A b­

m essungen w ar notw endig, da kleinere Abm essungen zu große Ström ungsgeschw indigkeiten des Gases zur Folge gehabt hätten, die die volum etrischen M essungen ungenau gem acht hätten. A uch diese M essungen wurden unter Anwendung von S tau ­ scheiben in der beschriebenen W eise ausgeführt.

V e r s u c li s e r g e b n is s e .

A a und B a ) A us Abb. 16 ist ersichtlich, daß die Tem peratur oberhalb des Kokskuchens bei den Koksgasversuchen um teilw eise 70° höher w ar als bei den Verbundgasversuchen. D er Erfolg dieser W ir­

kung des H ochofengases, besonders in den letzten Garungsstunden, zeigt sich im erhöhten Ausbringen von A m m oniak bei den letztgenannten Versuchen.

Er wird m eines Erachtens bei größerer H ochofengaszu­

fuhr noch steigerungsfähig sein.

990

900°

960°

820°

780°

7 90

700'

660°

/

/ /

/ / / / - Verbundgas )Koksgas

/ r \

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5 10 15

- > - G o ru n q s s tu n a en

80 25 JO J6

A b b ild u n g 16. T e m p e ra tu re n ü b e r dem ICokskuclien.

A b und B b) E s zeigten sich bei den vier K oks­

gasversuchen folgende Ergebnisse der Gasmengen­

m essungen:

A. K o k s g a s .

im M ittel 5247 cbm, so daß 1 cbm Verbundgas 433 1 Koksofengas und 567 1 Hochofengas en t­

hielt. Zu bemerken ist noch, daß die Gasraum­

m engen für eine Tem peratur von 20° bei 760 mm Barom eterstand berechnet sind.

D ie K oksgasversuche lieferten: 3 - 2 2 7 2 = 6816 cbm die H ochofengasm essungen e rg ab e n : 8890 „

Sa. 15 706 cbm D as Ergebnis der Verbundgasmessungen war 1 5 7 4 0 cbm.

Hieraus ist m it Sicherheit darauf zu schließen, daß das heiße Mischen der Gase w eder eine Ver­

mehrung noch eine Verminderung des B aum inhalts zur Folge hat.

H e i z w e r t e (s. Abb. 8 bis 10).

A c und B c) D as Kalorim eter und die Gas­

analysen ergaben

fü r das K oksgas einen m ittle ren H eiz­

w ert v o n ... 4350 W E /cb m fü r das V e r b u n d g a s : ... 2744 „

Als Gesamtergebnis bei den Verbundgasver­

suchen fand sich:

8890 cbm H ochofengas zu 925 W E (nach 40stündigen K alorim eter-A ufzeichnungen). . = 8 220 000 W E 6850 cbm K oksgas . zu 4350 W E = 29 800 000 W E Die Sum m e dieser beiden W erte m it 38 020 000 W E w ürde den H eizw ert eines aus diesen Gasmengen kalt gem ischten M ischgases bekannter A rt ergeben, dessen H eizw ert je K ubikm eter dem nach i*8 0 -® 000 _

1 io 7 4 0

2410 W E betragen würde. U nter B erücksichtigung des kaloriinetricrten H eizw ertes des Verbundgases ergibt die gleiche Menge des letzteren einen H eizwert von 43 200 000 W E oder eine Erhöhung desselben von 13,6 %.

V er d a m p f u n g s v e r s u c h e . A d ) E s wurde verdam pft:

durch Erzeugte

Koks- Wasser- Wärme-

Versuch vom „„s menge me„gcn

k g W E

12 395 7 734 480 10 720 6 689 280 12 400 7 737 600 13 165 8 214 000 Versuch vom

Geschwlndig- Qas- dig k clt menge

m/sek cbm

2,43 2410

2.39 2180

2,70 2460

2,56 2240

3. b is 5. S o p to m b o r . . .

5. „ 6. „ . . .

17. „ 19. „ . . . 22. „ 24. „ . . .

im M ittel 2272 cbm oder 300 cbm je Tonne E in satz­

kohle.

D er K ohleneinsatz wog bei jedem Versuch 7,55 t.

B. V e r b u n d g a s .

Hochofengas V erbandgas

Versuch vom G eschw in­

digkeit Menge Geschwin­

digkeit Menge

m /sek cbm m/sek cbm

n . bis 13. Sopfc. . 4,2 2730 4,25 5240

16. „ 17. „ . 5,2S 3430 4,42 5450

24. , 25. „ . - 4,2 2730 4,09 5050

3. bis 5. S ep t.

5. „ 6. „ 17. „ 19. „

22. 24. „

Koks­

gas cbm 2210 2180 2460 2240

Sa. 9090 48 670 30 375 360 Im M ittel verdam pften also bei jedem Versuche 2272 cbm Koksgas 12 340 kg W asser und erzeugten dabei 7 593 340 WE.

D ie zum Verdam pfen verbrauchte W ärmem enge berechnet sich aus:

W E = W asserm enge in k g x ( 0 3 5 — 11).

D abei ist 11 die Temperatur des Speisewassers.

D ieser erzeugten W ärm em enge steh t die aufge­

w endete gegenüber. Sie setzt sich zusam m en aus dem W ärm ew ert des K oksgases

2272 . 4350 ...= 9 899 000 W E dem W ärm ew ert d er G aseigenwärm e

= 2272 • 0,545 - 0,24 ... = 29 600 „ und d er Lufteigenw ärm e

= 1240- 1 2 ,6 - 1 5 .0 ,2 3 . . . . = 54 000 „

* Sa. 9 982 600 W E.

15. J u n i 1916. Neue Verivendung der Gichtgase. S tahl und Eisen. 579

M i t t l e r e W ä r m e b i la n z d e r K o k s g a s v e r s u c h e . A ufgew endeto W ärm e ...

N u tz b a r gem achte W ärm e

= 7 593 340 W E In den A bgasen verlorene W ärm e

= 815 000 W E S trah lu n g sv erlu ste

(U nterschied) 1 574 260 W E

9 982 600 W E

= 9 982 600 W E

. . . . = 76 % A bgasverlusto s i n d ... = 8,67 % S trahlungsverlusto s i n d ...= 15,33 % B d) E s wurde verdampft:

Versuch vom

11. bis 13. S ep t.

16. „ 17. „ 24. „ 25. „

durch Verbund­

gas cbm 5 240 5 450 5 050

Wasser- m en g o

16 320 16 192 17 420

Erzeugte Wärme­

menge WE 10 183 080 10 103 808 10 870 080 Sa. 15 740 49 932 31 157 568 Im M ittel verdampften also bei jedem Versuche 5247 cbm Verbundgas 1GG44 kg Wasser und er­

zeugten dabei 10 385 85G WE.

D ieser erzeugten Wärmemenge stellt die auf­

gew endete gegenüber. Sic setzt sich zusammen aus

■dem W ärm ew ert des Verbundgases

= 5247 . 2744...= 14 390 000 W E

■dem W ärm ew ert d e r Gnsoigenwärme

= 5247 . 0,93 . 65 . 0,24 . . . . = 75 948 „ dein W ärm ew ert d e r Vorbronnungsluft

= 4880 . 4,6 . 15 0,23 . . . ■ ■ = 77 400 „ Sa. 14 543 348 W E.

M i t t l e r e W ä r m e b ila n z j e d e s V c r b u n d g a s - V c r s u c h c s .

A ufgew endete W ärm e ... 14 543 348 W E N u tz b a r gem achte

W ärm e . . . = 10 385 856 W E I n den A bgasen

verlorene W ärm e = 1 590 000 „ S tra h lu n g sv er­

lusto . . . . = 2 5 5 7 4 9 2 „

W i r k u n g s g r a d ... = 71,5 % A bgasverluste... = 10,9 % S tr a h lu n g s v e r lu s to ...= 17,6 % V e r g l e i c h m i t k a l t g e m is c h t e m G as.

D azu wird angenommen, daß bei Heizversuchen m it Koksgas oder Mischgas oder m it Verbundgas die Strahlungsverluste gleiche sind. D iese sollen also vernachlässigt werden, dann ergibt sich folgendes:

Verbnndgas Koksgas

WE WE

V e r d a m p f u n g ... 10 385 856 = 7 593 340 Gaseigenw ärm e ... 75 948 = 29 600 L u f te i g e n w ä r m o ... 77 400 = 54 000 A b g a s v e r l u s t o ... 1 590 000 = 815 000

= 14 543 348 W E

N u tz b a r gem achte W ärm e je

cbm ... 2 203 = 3 020 Mischgas - H eizw ert je cbm

hiernach e rm itte lt . . . . 2 100

M ehrw ert des Verbundgases je cbm 163 S %.*) ') D iese Differenz gegenüber dem oben errech- n e te n M ehrw ert von 13,6 % ist auf die zu hoch ange­

nom m enen Strahlungsverluste zurückzuführen.

A m m o n ia k (s. Abb. 13, 1 4 ,1 5 ).

A. M it Koksgas ergaben die Versuche:

3. bis 5. S e p t e m b e r ... 7,10 g N H 3 je cbm 5- „ 6... 7,45 „ „ 8. „ 10. „ ... 7,75 „ „ „ 17. „ 1 9 . „ ... 8,40 ...

Im M ittel 7,66 g je cbm.

D as m ittlere Ausbringen einer Garung beträgt daher:

2272 cbm . 7 ,6 0 = 17,4 kg N H 3,

eine Zahl, die den m ittleren Betriebsergebnissen innerhalb der Versuchszeit ziemlich genau entsprach.

B. Mit Verbundgas ergaben die Versuche:

11. bis 13. S e p t e m b e r ... 4,15 g N H , je cbm 16. „ 1 7 . „ ... 4,15 „ „ 24. „ 2 5 . „ ... 4 , 1 4 ...

Im M ittel 4,li5 g je cbm.

D as m ittlere Ausbringen einer Garung beträgt daher:

5 2 4 7 - 4 ,1 5 = 21,78 kg N H 3, also Mehrausbringen: 25,2 %.

D ie Nebcneinanderstellung der m ittleren Gas­

analysen aller Versuche zeigte das in Zahlentafel 1 m itgeteilte Ergebnis:

Zahlcntafel 1. E r g e b n i s d o r G a s a n a l y s o n . ITocIiofen-

gas Uiium-%

Koksgas Raum-%

Verbundgas Raum-%

CO

...

c„H2 n ...

0 ...

CO

...

C H , ...

H ...

N ... 58,4 12,0 35,0 In 5247 cbm Verbundgas waren enthalten 29G3 cbm Hochofengas und 2284 cbm Koks­

ofengas. Zahlentafel 2 zeigt die Raummengen der einzelnen Bestandteile. D ie Addition der einzelnen B estandteile beweist die R ichtigkeit der Analysen.

D iese Ergebnisse bestätigen die Erhöhung des Heizwertes und das Mehrausbringen an Ammoniak und au Benzolen.

Der W ert letzterer Mehrausbeute kann m angels genügender Erfahrungen nicht genau erm ittelt werden, er ist aber m it Rücksicht auf den hohen Preis der Benzole und m it Rücksicht darauf, daß die Benzolfabriken aus den schweren Kohlenwasser­

stoffen |t w a 80 % in flüssiger Form ausbringen, als nicht unbedeutend anzusehen. Inw iew eit die A n­

reicherung an Wasserstoff und Sauerstoff im Ver­

bundgas aus dem W assergehalt des eingeführten Hochofengases zu erklären ist, soll hier unerörtert, vielmehr einer späteren wissenschaftlichen Begrün­

dung Vorbehalten bleiben.

W i r t s c h a f t l i c h k e i t d e s V e r f a h r e n s . D ie mehrfach m it demselben Erfolge durch­

geführten Versuche haben gezeigt, daß beim Mischen

580 Stah l und E isen. N eue Verwendung der Gichtgase. 36. J a h rg . N r. 24.

Z ahlentafel 2. S ic h e r g o b c n d o G a s z u s a m m e n s e t z u n g n a c h R a u m m e n g e n .

Es sind enthalten -in

C0„

0 CO CII4 H X

2284 cb m K o k s g a s ... cbm 107,2 68,— 18,3 125,5 576,5 1105,— 274,—

2963 cb m H o ch o fen g as . . . . c bm 296,3 0,— 0 ,— 816,0 28,18 0 8 ,— 1730,—

5247 cb m V o r b u n d g a s ... cbm 340,0 7 6,— 34,— 890,— 629,— 1388,— 1832,—

5247 cbm M ischgas w ü rd e n die S u m m en d e r b e id e n e rs te n R e ih e n e n th a lte n ,

m i t h i n ... cbm 403,5 68,— 18,3 935,5 004,18 1203,— 2004,—

A b w eich u n g zw ischen V e rb u n d g a s u n d

M i s c h g a s ... cbm — 63,5 + 8,0

+

—

_

- + 4,2 %

— 1 CO vO

von H ochofengas m it dem in statu nascendi be- w eit es ohne zu große A bkühlung der K okskam m ern findlichen heißen D estillationsgas R eaktionen auf- m öglich ist. L etzteres ist jedoch nicht so bald zu treten, die eine absolute Vermehrung der schweren befürchten, da bei den V ersuchen in den letzten Garungsstunden ohne Schaden w eit mehl*

H ochofengas zugeführt w urde, als sich D estil­

lationsgas entw ickelte. Jedoch erscheint es sicher, daß größere Vorteile eintreten, w enn der Zufluß des H ochofengases so eingestellt w ird, daß er beim B eginn der Garung — als»

bei niedriger K oksgastem peratur und großer G asentwicklung — klein ist und dann en t­

sprechend der zunehm enden Tem peratur und verm inderten Gasentwicklung allm ählich zunim m t. E in solches A npassen an die Koksgas -E ntw ickelungsverhältnisse tritt bei richtiger A bm essung der G asabsaugung ohne jede Zwischenschaltung von Schiebern

o. dgl. selb sttätig ein, w enn m an beispiels-

A b b ild u n g 17. Z u sam m e n setzu n g des Koksgases. w eise das H ochofengas einem Gasometer en t­

nehmen kann.

und leichten Kohlenwasserstoffe zur F olge haben D er in A ussicht stehende Gewinn des Verfahrens (s. Abb. 17 und 18). liegt zur H auptsache darin begründet, daß es bei seiner

A lle Versuche haben auch gezeigt, daß bei dem Anwendung m öglich wird, m it w eniger K oksofengas angewendeten M ischungsverhältnis die durch die Ver- für die Stahlerzeugung auszukom m en und an seiner m ehrung dieser w ertvollen Gase eintretende H eiz- Stelle mehr billiges H ochofengas zu verw enden, werterhöhung von etw a 8 bis 13,6%

(s. Kalorim eterdiagram m e Abb. 8, 9, 10 und die Verdam pfungsergebnisse) sich fast gleich blieb. Obwohl diese Ergebnisse einen Schluß darauf zulassen, daß die E inführung des Verfahrens nicht unerheb­

liche w irtschaftliche V orteile bringen w ird,

«o lassen sie sich doch naturgem äß nicht verallgem einern oder zu einer sicheren W irt­

schaftlichkeitsrechnung verw enden. Einer­

seits nicht, w eil die zugrundeliegenden V erhältnisse auf den H üttenw erken, w ie die Bew ertung der E inzelgase, die E n t­

fernungen der Gaserzeuger voneinander, der Koksöfen von der Sulfatfabrik usw ., überall verschieden sind. A nderseits nicht, w eil bei den Versuchen die Einführung des

H ochofengases in den R aum oberhalb des K oks- D as ist ein nicht zu unterschätzender W ert nam en t- kuchens im merhin in recht prim itiver W eise geschah lieh da, w o gu te A bsatzm öglichkeit für das K oks- und bei sachgemäßerer G estaltung eine innigere ofengas zur Städteversorgung vorliegt, sodann aber Gasm ischung leicht zu erzielen wäre. E s ist auch auch, w eil die H üttenw erke nich t so große Kokereien nich t ausgeschlossen, daß ein anderes Mischungs- auf ihren Werken anzulegen brauchen, w enn sie Verhältnis bessere w irtschaftliche Vorteile ergibt, so- ihren Koks ebenso preiswert von den Zechen be-

A b b ild u n g 18. Z u sam m en setzu n g des Y e rb u n d g as es .

- Garungssfunden

15. J u n i 1916. Der heutige S ta n d der neueren Schweißverjahrcn. S tahl und Eisen. 581

ziehen können. W enn der Stahlwerker sich zurzeit auch schwer entschließen wird, beim Betrieb m it Verbundgas auf eine Generatoranlage zu verzichten, so darf m an doch annehmen, daß seine Bedenken schwinden, und daß Generatoren auch als Reserve nicht mehr benötigt werden. Zu den nach obigem erw arteten Gewinnen können also die bisherigen Tilgungskosten für diese Generatoren noch hinzu­

treten.

E in nicht unbeträchtlicher Gewinn ergibt sich ferner aus dem Mehrausbringen an Sulfat. Durch die A bkühlung der D estillationsgase beim Austreten aus dem K okskuchen und des Raumes oberhalb desselben wird in den späteren Garungsstunden die Zersetzung des im Gase enthaltenen Ammoniaks verhindert, die bei einer Temperatur über 800° ein- tritt und die Ursache dafür ist, daß bei den Koks- versuclien in den letzten Garungsstunden fast kein Am m oniak mehr nachgewiesen werden konnte, während das bei den Verbundgas-Versuchen bis zum letzten Augenblicke der Fall war. Obgleich die Ver­

suche ein Mehrausbringen an Ammoniak von 25,2 %.

zeigen, soll doch nur m it einem solchen von 20 % gerechnet werden als Ausgleich für die Tilgung der zu vergrößernden Kondensation.

D ie bei Anwendung des Verfahrens, über dessen wirtschaftlichen W ert sich u. a. auch Geheimrat Prof. Dr. IT e m p e l, Dresden, dem Verfasser gegen­

über günstig äußerte, erforderliche Tilgung der A n­

lagekosten ist gering, da es sich nur um das Verlegen von Rohrleitungen handelt, die einem Verschleiß nur in sehr geringem Maße unterworfen sind.

Z u s a m m e n f a s s u n g .

D as durch Mischen von Hochofengas m it Koks­

ofengas in der Kokskammer oberhalb des K uchens entstehende Verbundgas ist dem aus gleichen Teilen kalt hergestellten Mischgas w irtschaftlich überlegen.

Durch Kalorim eter und durch H eizversuche w urde auf der Georgs-Maricn-IIütte ein um 13,6 % gestie­

gener H eizwert erm ittelt, ferner ein Mehrausbringen an Ammoniak von 25,2% .

D er heutige Stand der neueren Schw eißverfahren. III.

Von SMpDSiiig. P. S c h im p k e in Chemnitz.

Die autogenen Schweißverfahren1).

I j i c s e Schweißverfaluen beruhen auf dem Er- hitzen des Arbeitsstücks durch eine Stich­

flamme, die an der Austrittsöffnung eines Schweiß­

brenners entsteht. Man könnte also auch die Wasser­

gasschweißung hierher rechnen m it dem Unterschied allerdings, daß durch den Wassergasbrenner die Ar­

beitsstücke nur auf Schweißhitze gebracht und dann durch Häm mern verschweißt werden sollen, während hier, infolge d erzum T eil wesentlich höheren Flammen- temperatur, ein Flüssigwerden und Zusammenschmel­

zen der Schweißränder eintritt, ähnlich w ie beim elektrischen Lichtbogen-Schweißverfahren. Die Stich­

flamme wird durch Mischen von Sauerstoff m it einem brennbaren Gas erzeugt. Praktisch kommen heute als Brennstoffe in Betracht: Wasserstoff, Azetylen, Leuchtgas, Blaugas und Benzol. D ie Wasserstoff- Sauerstoff-Schweißung, als die anfangs in größerem Maße eingeführte, und die Azetylen-Sauerstoff- Schweißung, als die heute bedeutungsvollste, seien zunächst in ihrer augenblicklichen Ausführungsform besprochen.

S a u e r s t o f f wird zum größten T eil durch R ektifi­

kation verflüssigter Luft nach den Verfahren von Linde, Claude und Hildebrand gewonnen; er sollm ög­

lichst 98 bis 99 % 0 enthalten und wird, auf 150 at kom prim iert, in Stahlflaschen in den Handel ge­

bracht. W enig in Anwendung ist die Zersetzung des Wassers m it H ilfe des elektrischen Stroms2) (Elektro­

lyseure von Schm idt, Schuckert, Schoop, Garuti).

Sie eignet sich nur für größere ortsfeste Anlagen, s. a. St. u. E. 1905, 1. Aug., S. SSO.

-) s. V erhandlungen des Vereins zur Beförderung des Gewerbfleißes 1912, S. 99.

liefert zwar gleichzeitig Wasserstoff und Sauerstoff, aber nicht in dem für Schweißzweckc erforderlichen Verhältnis (4 :1 bis 5:1). Außerdem sind die Preise für komprimierten Sauerstoff und Wasserstoff in den letzten Jahren so wesentlich gesunken, daß die Elek­

trolyse auch bei größerem Verbrauch kaum noch eine wirtschaftliche Ueberlegenheit gewährt.

W a s s e r s t o f f wird hauptsächlich bei der Cklor- Alkali-Elcktrolyse (elektrolytische Zersetzung von Chlorkalium, im großen durchgeführt von der Chemi­

schen Fabrik Griesheim) gewonnen und auch, auf 150 at komprimiert, in den Handel gebracht. Von weiteren Wasserstoff-Darstellungsverfahren sind noch diejenigen erwähnenswert, bei denen dem W assergas die Nebenbestandteile (hauptsächlich Kohlenoxyd) entzogen werden (Verfahren von Griesheim, Frank- Caro). Interessant ist die Spaltung komprimierten Azetylens durch den elektrischen Funken (in Fried­

richshafen zeitweise durchgeführt), wobei Wasser­

stoff und Ruß entsteht.

A z e t y le n 1) (C2 FI2) wird meistens direkt an der Verwendungsstelle aus Kalziumkarbid und W asser erzeugt. Nach der Gleichung: Ca C2 + 2 H 2 O = C2 H 2 + Ca (O H )2 bildet sich außer A zetylen ge­

löschter Kalk, der von Zeit zu Zeit aus dem E ntw ick­

ler entfernt werden muß. Kalziumkarbid erhält man in verlöteten Blechbüchsen von 100 kg Inhalt, und zwar in Korngrößen von 1— 3, 4— 7, 8—15, 15—25, 15—5 0 ,1 5 —80 und 5 0 —80 mm. D ie Verunreinigun­

gen, teils unverbundene Rohstoffe, teils Phosphor-, Schwefel-, Silizium - und Stickstoff-Verbindungen, d ie ins Azetylen übergehen, machen beim Handelskarbid

J) s. V o g e l: D as Azetylen, Leipzig 1911, Verlag von Spamer.

X X IV .js 75

-582 S tah l und E isen. D er heutige S ta n d der neueren Schweißverlahren. 36. J a h rg . N r. 24.

10 bis 14 % aus. D a feinkörniges Karbid seiner großen Oberfläche halber am m eisten der V erw itte­

rung ausgesetzt ist-, erhält man die größere Gasaus­

beute aus Stückkarbid. 1 kg Reinkarbid ergibt 348,7 1 A zetylen bei 0° und 760 mm Druck, praktisch kom m t m an durchschnittlich nur auf 300 1 bei ge­

wöhnlicher Temperatur. Für den Verkauf von Karbid sind die vom D eutschen A zetylenverein erlassenen

„"Normen für den Karbidhandel“ allgem ein anerkannt.

Danach muß Karbid von 15 bis 80 mm Korngröße m indestens 3001, solches von 4 b is 15 mm mindestens 270 1 R oh-Azctylen bei 15° und 760 mm Druck er­

geben. Karbid m it weniger als 2501 Ausbeute braucht nicht abgenommen zu werden. Jede Einwirkung von Feuchtigkeit auf Karbid führt zu einer Entw icklung v on A zetylengas, das wiederum bei mehr als 2 at Druck explosiv wird. D eshalb sind für die Lagerung größerer Karbidmengen besondere gesetzliche Vor­

schriften erlassen (s. die später erwähnte „A zetylen­

verordnung“ ).

Für die Erzeugung von A zetylen und die Einrich­

tu n g der Entw ickler sind die Vorgänge beim E n t­

steh en des Gases von besonderer W ichtigkeit. A ze­

tylen nim m t den 300fachen R aum des Karbids ein.

Jedes Gramm Karbid entw ickelt bei der Zersetzung etw a 400 W E. Außerdem ist die Azetylenentwick­

lung mehr oder weniger ungleichförmig, teils wegen der Schwerlöslichkeit des das Karbid umgebenden Kalks, teils wegen des zu einer Nachentwicklung führenden Wasserdampfs, der nach Beendigung der eigentlichen Entw icklung stets noch vorhanden ist.

Ulan hilft sich zunächst durch entsprechend große Gassammelräume und reichlichen Wasserüberschuß.

E in M ittel gegen die U nregelm äßigkeit bei der Zer­

setzung fand m an in neuerer Zeit in der Imprägnie­

rung des Karbids m it wasserunlöslichen Stoffen, z. B.

Ocl (Schutz gegen Wasserdampf) und in der Präparie- rung m it Zucker (Lösung des Kalks). D iese sogenann­

ten „Bcagid“- oder ,,Karbidid“-Patronen sind aber der höheren Kosten wegen nur bei kleinen Apparaten in Gebrauch.

D ie A z e t y l e n - E n t w i c k l u n g s a p p a r a t e . Man unterscheidet heute zweckmäßig nach der A rt der Karbidzersetzung: das Einw urfsystem (System „Kar­

bid zum W asser“), das Zuflußsystem („W asser zum Karbid“) und das Beriihrungssystem. W eiter werden

■die Apparate tragbar oder ortsfest gebaut. Tragbare A pparate finden ihre Grenze m eist bei 4 kg Karbid­

füllung, w eil sie bis zu dieser Größe nach den behörd­

lichen Vorschriften in Arbeitsräumen aufgestellt wer­

den dürfen. Größere Anlagen sind in besonderen Räum en unterzubringen.

Einen modernen tragbaren 4-kg-Apparat nach dem Einw urfsystem (sogenannte J-Type) von der Firma E . Schneider in Chemnitz zeigt Abb. 34. Er besteht aus dem eigentlichen E ntw icklungsapparat a, dem Reiniger r und der W asservorlage s. Zunächst wird der Ringraum des Entwicklerbassins m it Sperr­

wasser, dann der Entwicklerraum durch den Trichter i bis zur Höhe des Köntrollhahns k gefüllt, ebenso der

W asserverschluß o im Entw ickler durch den geöff­

neten Reiniger r und der Haupt-W asserverschluß s durch den Trichter v bis zum Hahn u. Schließlich ist noch auf den Drahteinsatz des Reinigers die R eini­

gungsm asse aufzuschütten, dann kann die Füllung m it Karbid bei d beginnen. Durch zweimaliges U m ­ schalten der Hahnkupplung et e2 fällt Karbid in die B ehälter e t und e2, w obei zunächst H ahn e t offen und o2 geschlossen und dann umgekehrt e2 offen und c t geschlossen ist, dam it beim N achfüllen kein Gas entw eicht. R egelm äßig fällt nun Karbid über die einstellbare Schwinge f, die A zetylenentw icklung be­

ginnt. Sinkt die Glocke infolge starker Gasentnahme, so stößt schließlich ein T-Stück an den Gegengewichts­

arm g, hebt ihn und gesta ttet ein kräfti­

geres N aclif allen von Karbid. D as A ze­

tylen kann durch das Rohr n, W asser­

vorlage o bei geöff­

netem H ahn q zum R einiger r, von d ie­

sem durch die W as­

servorlage s zum Schlauchhahn t g e ­ langen und dort ent­

nomm en werden.

D ie Entschlam m ung (Entfernung des Kalkschlammes) hat spätestens nach drei Karbidfüllungen am H ahn 1 zu erfolgen, nachdem vorher noch durch die Rührstange m der K alkschlam m zur Entfernung der letz­

ten Gasreste kräftig durchgerührt wor­

den ist.

E s sei hier gleich hervorgehoben, daß die Meinun­

gen über die N otw endigkeit einer chemischen R eini­

gung des A zetylens für Schweißzwecke (im Reiniger r) g eteilt sind. E ine mechanische R einigung erfolgt zur Genüge beim Durchgang des G-ases durch die W asser­

vorlage. D ie chemische Reinigung von Phosphor­

wasserstoff, Schw efelwasserstoff usw. sucht man durch Oxydation m it H ilfe von Chlor (unterchlorig- sauren Salzen) oder Chromsäure zu erzielen (R eini- gungsmassen: Acagin, Carburylen, Catalysol, Franko­

lin, Heratol, Puratylen, Radikal, Klingers Rcinigungs- niasse usw.). 1 kg Reinigungsmasse reinigt 10 bis 15 cbm A zetylen. D ie W asservorlage ist von der B e­

hörde für alle A zetylenapparate vorgeschrieben. Sie soll beim Verstopfen der Schweißbrennermündung ein Zurücktreten des Sauerstoffs in die A zetylen ­ leitung bis zum Gasentwickler und dam it die Bildung eines explosiven Gemisches verhindern.

T ra g b a re r A z o ty le n ap p arat fü r In n e n rä u m e.

15. J u n i 1910. Der heutige S ta n d der neueren Schwelßverjahren. S tah l und Eisen. 583

Q e l i 1 1 11

wird in Führungseisen der Senkkasten 7 heruntergesenkt, der die abgemessene Kar- bidfüllung enthält und im Inneren E in­

satzkästen besitzt, damit das Wasser des Behälters 1 erst bei wagerechter Lage von 7 an das Karbid heran kann. Der Kalk­

schlamm bleibt im Senkkasten 7 und muß vor jeder neuen Beschickung entfernt wer­

den, ein Vorteil gegenüber dem Einwurf­

system , da dort das Entschlammen verges­

sen werden kann. D as Gas steigt unter dem Blech 8 in die Glocke empor, kann dann durch Rohr 5 nach dem Reiniger C gelangen und bei 11 entnommen werden. Der W inkel­

hebel 9 gibt den Fiillschacht erst frei, wenn die Glocke tief genug gesunken ist. Er verhindert auf diese Weise ein vorzeitiges Beschicken m it Karbid. D er Schwimmer 13 sperrt durch ein Gestänge den (in I,— --- | — --- Wirklichkeit näherliegenden) Gashahn 12

ab, wenn zu wenig Wasser im Apparat

Abbildung 35. ist, und zwingt den Arbeiter demnach zum

T rag b a rer A zetylenapparat (Ueberschw emmungssystcm). Einhalten des normalen Wasserstandes.

Diese transportablen Apparate werden in drei Größen, für 1 und 2 kg Karbidfüllung gebaut und liefern stündlich 600, 1200 und 2400 1 Azetylen.

Beim Berührungssystem werden Karbid und Wasser nicht abgemessen, sondern in größerer Menge miteinander in Berührung gebracht, bzw. vonein­

ander getrennt. Hohe Temperaturen und N achent­

wicklung lassen sich kaum vermeiden. Man benutzt diese im übrigen sehr einfachen Apparate deshalb heute nur noch wenig, abgesehen von kleinen, m it Bcagid- bzw. Karbidid-Patronen beschickten E n t­

wicklern, wobei nach früherem die genannten N aeh- D as Zuflußsystem wird in einfachster Weise durch

das Tropfsystem charakterisiert, wie es bekanntlich bei Fahrrad-, W agen- und Automobil-Laternen seit langem in Gebrauch ist. Für kleinere Apparate ist eine Abart des System s viel gebräuchlich, die auch als IJeberschwcmmungssystem bzw. Senksystem be-

' zeichnet wird. Abb.

35 zeigt schematisch einen solchen trag­

baren Apparat zweckmäßiger Kon­

struktion von der Firma Hager &

W eidm ann, Berg.- A bbild u n g 30. K a rb id id a p p ara t Gladbach bei Köln.

im S ch n itt. in d em Fiillschacht 2

A bbildung 37.

O rtsfester A zetylen-E ntw icklungsapparat.

teile vermieden werden. Abb. 36 zeigt einen neuen Kar- bidid-Apparat der Firma Keller & Knappich, Augs­

burg. D as Wasser tritt von unten an die vier Kar- bididpatronen 1 heran, an deren Ummantelung sich noch ein Korb 2 zur Aufnahme etwa abbröckelnder

584 S ta h l u n d E isen. Der heutige S ta n d der neueren Schtueißver/ahren. 36. J a h rg . N r. 24.

Stücke anschließt. D as entw ickelte A zetylen geht bei A auf eine fünfteilige Trommel fallende Karbid wird auf dem drehbaren R ost B vergast. Der K a lk - schlamm kann bei C abgelassen werden. H D ist ein e Sicherheitswasservorlage. D as A zetylen gelangt zu ­ nächst in den Kondensator M zur Abscheidung der durch den Reiniger 3 zur Wasservorlage 4 und kann

bei 5 entnom men werden.

Für große ortsfeste Entwickler, wie sie bei größe­

ren Anlagen in Frage komm en, ist das Einwurfsystem

■S c ftn iff i

A bbildung 38 und 30.

Große A zetylenerzcugungs anlage.

mitgeführten Feuchtigkeit, dann in den bis zum H ahn E gefüllten Wäscher N zur Befreiung von Ammoniak und Schwefelwasser­

stoff und w eiter in den Gas­

sam melbehälter, dessen Glocke m ittels einer K ette die autom a­

tische Beschickungsvorrichtung des Entwicklers betätigt. Ein Sicherheitsrohr G kann das etwa, zu v iel erzeugte Gas übers D ach abfiihren. D as Azetylen soll dann noch im Reiniger 0 von Phos- phorwasserstoff und im Filtrier­

apparat P von etw a m itgerisse­

nem Staub befreit werden.

In den folgenden Abbildun­

gen 38, 39, 40 wird eine der größten heute in Deutschland in Betrieb befindlichen Anlagen vor­

geführt, die die Firm a Keller &

Knappieh, Augsburg, 1913 fü r die Vereinigten Maschinenfabri­

ken Nürnberg-Augsburg in Augs­

burg lieferte1). In dem durch eine feuersichere W and von dem Kar­

bidlagerraum getrennten Gebäude sind zwei Entwickler, 1 u. 2, für je 50 kg Karbidfüllung aufgestellt, die in 10 st je 300 cbm , zu­

sammen also G00 cbm Gas erzeu­

gen können und bis zu 50 Schweiß­

stellen bedienen.

geht von den Entwicklern 1

infolge Vermeidung der schädlichen Erwärm ung am zweckm äßigsten. Abb. 37 zeigt einen ortsfesten Apparat des Autogenwerks Sirius in Düsseldorf-Eller, der in Norm altypen von 7 bis G0 kg Karbidfüllung (2,1 bis 18 cbm Gas je Füllung) gebaut wird. Das

bidverteilung das Gas ab.

K alkschlam m

D as Azetylen und 2 zum W äscher 3, Wasserabschlu ß- topf 4 und nicht gezeichneten Ga­

someter 5 für 30 cbm Inhalt.

Beim Verbrauch wird es dann durch die Reiniger 6 und 7 dem Stationsgasm esser 8, der Zentral­

wasservorlage 9 und schließlich den Verbrauchsstellen durch Guß­

rohrleitungen von 80 und 100 mm 1. W. zugeführt. D ie Entw ickler a (Abb. 38) sitzen größtenteils un­

ter Flur. A us dem B ehälter c fällt Karbid durch die Klappe d auf den von außen m it H ilfe der Stange f drehbaren Siebböden g, der zur gleichmäßigen K at­

rinen Kegel h besitzt. B ei i zieht Der in der Grube sich ansam melnde wird m it der Krücke x abgezogen 1) s. a. Z eitschrift des Vereines d eu tsch er In g en ie u re 1913, 1. N ov., S. 1748.

15. J u n i 1916. Der heutige Stand der neueren Schtceißverfahren. Slah l und Eisen. 585

Kalziumkarbid und Gips in Stahlflaschen, wobei das sich abscheidende Gips-Kristallwasser auf das Karbid einwirkt. Ueber praktische Ausführungen dieser Erzeugungsart ist aber noch nichts bekannt geworden.

S t a h l f l a s c h e n u n d V e n tile . Stahlflaschen kommen für die komprimiert verwendeten Gase:

Sauerstoff, Wasserstoff, Blaugas, gelöstes Azetylen in Frage. Die Größenabmessungen sind sehr ver­

schieden. Eine normale Type hat z. B. bei 40 1 Wasserinhalt 1,55 m H öhe, 0,22 m Durchmesser, 55 kg Gewicht und enthält z. B. 150 at x 40 = 00001

= 0 cbm Gas von normalem Druck (1 at). Alle Wasserstoff-Verschlußventile haben am Seitenzapfen Linksgewinde, alle Sauerstoffventile haben R echts­

gewinde, um Verwechslungen und Explosionsgefahren zu vermeiden. D er hohe Druck von z. B. 150 at wird durch ein an das Verschlußventil angeschraub­

tes Reduzierventil auf den Schweißdruck von l/ , bis 21/- at (je nach Größe der Brenner) vermindert.

Den Kopf einer Sauerstofflasche, nach Abnahme der Schutzkappe, m it Verschluß- und Reduzierventil in der neuesten Ausführungsform des Drägerwerks Lübeck zeigt Abb. 41. D ie Hartgummidichtung D des Verschlußventils C wird m it dem Handrad E hochgeschraubt. D as Gas kann nunmehr in das bei A angeschlosscne Reduzierventil, und zwar bis an das Hartgummistück L, gelangen. Beim Drehen des Hand­

rads R wird L durch doppelte Hebelübersetzung ab­

gehoben, das Gas kann nach N und 0 austreten und bewirkt dabei eine selbsttätige Einstellung von L, indem es gegen die Gummi-Membrane T und Feder U drückt und damit das Hebelwerk beeinflußt. Bei zu hohem Druck bläst das Sicherheitsventil S ab.

Manometer F zeigt den Hochdruck, M den Nieder- A bbildung 40. Blick in die Entw ickleranlage.

und zu Mauerzwecken benutzt. Auf 10 t Karbid fallen 25 cbm stichfester Kalk. Der Gasdruck beträgt 220 m m , wovon die Zentralwasservorlage GO bis 80 mm absorbiert. Diese m it den üblichen im allgem einen übereinstimmende Vorlage (Abb. 38, rechts) zeichnet sich durch eine selbsttätig wirkende Signalvorrichtung aus. Zurücktretender

Sauerstoff wird durch ein Rohr 3 aus- gestoßen, in dem eine Signalpfeife sitzt und alsdann ertönt. Normal geht das A zetylen von Rohr 2 durch das Wasser nach 1. Abb. 40 zeigt einen Blick in die Entw ickleranlage m it Wascher, Manometer und Jnhaltsmesser des Gasometers sowie den Moment der Beschickung eines E n t­

wicklers. D ie ganze Anlage wird von einem Mann bedient.

D ie A zetylen-Entwickler mit allem Zu­

behör unterliegen der „Polizeiverordnung über H erstellung, Aufbewahrung und Ver­

wendung von A zetylen sowie über Lage­

rung von Kalziumkarbid“ , die in letzter Zeit umgearbeitet wurde und in abgeän­

derter Form am 1. Juli 1S14 in Kraft trat.

D anach müssen vor allem sämtliche Ap­

parate vom D eutschen Azetylenverein ge­

prüft und vom zuständigen Minister zu­

gelassen worden sein.

Der Vollständigkeit halber sei hier an­

gefügt, daß man seit längerer Zeit versucht, A zetylen auf t r o c k e n e m Wege zu erzeu­

gen, Z. B. durch Erhitzung von gemahlenem Abbildung 4 1 . Eiaschenkopf m it Verschluß- und R eduzierventil.