Stahl und Eisen, Jg. 39, Nr.43

Leiter des

■wirtschaltlichen Teiles Generalsekrelar Dr. W. B e u m e r, 6esdialtslBhrer der flordwestlichen Oruppe

des Vereins deutscher Eisen- und Stahl-

industrieller.

Z E I T S C H R I F T

Leittr des technischen Teiles D r . - Jt t g . 0. P e t e r s e n

GeschaltsIChrer des Vereins deutscher

* EIienhBttenleute.

FUR DAS DEUTSCHE EISENHUTTENWESEN.

N r. 4 3 . 23. O k to b e r 1919. 3 9 . Jahrgang.

Der EinfluB des Geschwindigkeitsverlaufes auf die Belastung des Walzmotors bei UmkehrstraBen.

Von K a r l M e lle r in Berlin.

I j a s Auswalzen eines Blockes auf UmkehrstraBdn erfolgt in mehreren Stichen. Die in den eiń- zelnen Stichen zu bewaltigende Arbeit und die zur Verfugung stehende Zeit ist bestimmcnd fu r die Grófie des Walzmotors. Die zum Auswalzen eines Blockes zur Verfugung stehende Zeit ist durch die vorgeschriebene Leistung der StraBe gegeben. Bei einem bestimmten W alzprogramm ist dęmnach die Gesamtzeit und die auf die einzelnen Stiche ein- schlieBlich Walzpause entfallende Zeit festgelegt.

Stichzeit und Liingo des W alzgutes bilden fiir jeden einzelnen Stich die Grundlagen des Geschwindigkcits- verlaufes. W ird fiir die einzelnen Stiche die reine Walzarbeit und die Leerlaufsarbeit festgelegt, ebenso die Zeit fiir das Auswalzen, so konnte man versucht sein, da die Massen sich auch nicht iindern, die An- nahme zu machen, daB dann die Leistung des Walz- motors fiir ein bestimmtes Walzprogramm, also auch seine GroBe (Type), eindeutig festliegt. Dies trifft aber nicht zu, da es moglich ist, durch yerschiedene Steuerung, also durch Aenderung des Geschwindig- keitsverlaufes u nter Einhaltung der festgelegten Gesamtzeit in den einzelnen Stichen eine Aenderung in der Belastung des Walzmotors herbeizufiihren.

Es soli nun nachstehend untersucht werden, in welcher Weise der Geschwindigkeitsverlauf wahrend eines Stiches geandert werden kann und in welcher W eise'dadurch die Belastung des Motors und daher seine GroBe beeinfluBt wird.

Angenommen ist die Ausfiilirung der BlockstraBe in der ais bekannt vorauszusetzenden Leonard- schaltung, bei der sich, besonders bei der je tz t durch- gebildeten Sclmellerregung, eine von der Stellung des Steuerhebels eindeutig bestimmte Geschwindig- keit auch bei yersehiedenen BBlastungen erzielen liiBt.

Durch cntsprechende Verstellung des Steuerhebels wird es daher mOglich, innerhalb der praktisch mog- lichen Grenzen einen beliebigen Geschwindigkeits- verlauf zu erhalten.' Um die gestellten Fragen mog­

lichst unter Beriicksichtigung der im. Betriebe. vor- kommenden Verhiiltnisse zu beantworten, erscheint es zweckmaBig, zunachst ein wahrend des Betriebes aufgenommenes Leistungs- und Geschwindigkeits-

X L in .2S

diagramm einer UmkehrblockstraBc zu untersuchen Abb. 1 gibt ein solches fiir Gesehwindigkeit und Leistung aufgenommenes Schaubild wieder1). Wie aus diesem ersiehtlich, haben die Walzen vor dem Erfassen des Blockes schon eine geringe Drchzahl (4,8 Umdr/min). Nachdem die Walzen gefaBt h atten , sank die Gesehwindigkeit bis auf Nuli, um dann, jedenfalls m it dem erfolgten Auslegen des Steuer­

hebels, allerdings nicht yollstiindig gleichmaBig, bis zum A u stritt des Blockes aus den Walzen auf 74 zu steigen. Trotzdem nun sofort oin Stillsetzen der Walzen h a tte angestrebt werden mussen, stieg die Drehzahl bei leerlaufender StraBe noch weiter bis auf etwa 94 Umdr/min, um dann auf N uli zu sinken.

Die in Frage kommenden Zeiten fiir den Yerlauf der Gesehwindigkeit sind aus dem Diagramm ersiehtlich.

Das Leistungsdiagramm ste llt die vom Motor an die Walzen abgegebene Leistung dar und enthalt den Botrag fu r die W alzarbeit, fiir den Leerlauf der WalzenstraBe, fiir die Beschleunigung und fiir die Verzogerung der Massen. Das schraffierte Diagramm ste llt die wahrend des Walzens, also wahrend der reinen Stichzeit, vom Motor abgegebene Leistung dąr, wogegen die anderen nicht schrafiierten Flachen die yom Motor abgegebene Leistung wahrend der nach dem Stich erfolgten Drehzahlerhohung und die Brcmsleistung beim Stillsetzen der WalzenstraBe darstellen. Wahrend der Bremsperiode ist die Leistung negatiy, dasbedeutet, daB der W alzmotor ais Dynamo arbeitet und A rbeit an die ais Motor laufende An- laBdynamo zuriickgibt. Die wahrend der Stichzeit aufgenommene Arbeit b etragt 2,34 KW st. Hier- von verteilt sich auf die reine W alzarbeit 1,71 KW st, auf die Leerlaufsarbeit 0,215 KW st, auf die Be- schleuńigungsarbeit 0,415 KW st. Ausgehend vom Geschwindigkeitsdiagramm und den yorerwiihnten

• Werten fur die einzelnen Ajbeitsleistungen sowie den bekannten Werten fiir die zu bewegenden Massen i soli nun yersucht werden, rechnerisch das Leistungs­

diagramm zu erm itteln. Um die Berechnung und die

J) V gl. S)t.*3ng. P u p p o : V e rsu o h e z u r E r m i t t l u n g d e s IC ra ftb e d a rfs i n W a lz w e rk o n , S tio h 9 d e r Z a h le n ta fe l 57 (T a f e l 9).

157

1274 Stahl und Eison. Einflufi des 6eachwindigJceikverlaufes auf die Belasiung des Walzmotors. 39. Jahrg. Nr. 43.

spateren Untersuchungen zu vereinfachen, soli un ter Beriieksichtigung der sonstigen Verhaltnisse, wie Zeit undD rehzahl, ein geradliniger Geschwindigkeitsver- lauf angenommen werden. Dementsprcchend wird m it gleichformiger Beschleunigung und Verzogerung gerechnet.

Abb. 2 stellt den u n ter diesen Annahmen errech- neten Geschwindigkeitsverlauf des Stiches zu Abb. 1 dar. Bei der Berechnung wurden die Zeiten bei- belialten. Der In h alt beider Fliichen muB uberein- stimmen, da der In h a lt die Drehzahl der Walzen von Anfang des Stiches bis zum Stillstand der Walzen darstellt. Die Flachen des Geschwindigkeitsdia- gramms aus Abb. 1 wurden ausgew ertet und die ge- fundenen W erte der Bestimmung nach Abb. 2 zu-

A b b ild u n g 1.

L e is tu n g u n d G e s o h w in d ig k e it e in e s S tic h e s a u fg e n o m m e n .

A b b ild u n g 2 .

L e is tu n g u n d G e s o h w in d ig k e it e in e s S tic h e s re c h n u n g sm iiB ig .

m ittlere W alzendurchm esserzugrunde gelegt werden.

Fiir das gewahlte Beispiel wurde schiitzungsweise D = 0,65 m gewahlt. Berechnet man hieraus die Flachę fiir den Zeitraum der reinen Stichzeit, so muBte dieser W ert theoretisch der Liinge des Walz- gutes entsprechen. Die Auswertung gibt 7,5 m, wo- gegen die tatsachliche Lange des Blockes nach dem neunten Stich n u r 5,435 m betragt. Es ergibt sich daraus, daB ein erhebliches Gleiten der Walzen wahrend des Stiches stattgefunden h at, was ja auch bei Walzen tatsachlich zu beobachten ist.

Nachdem das Gcschwindigkeitsdiagrainm be- stim m t ist, soli das Drehmomentendiagramm und aus beiden dann das Leistungsdiagramm errechnet werden. Wahrend des Stiches muB von dem Walz-

m otor ein Drehmoment hergegeben werden, welches erforderlich ist:

1. fiir die Form veranderung des Blockes selbst, also fiir die reine W alzarbeit,1)

2. fiir die Leerlaufsarbeit der StraBe,

3. fu r die Beschleunigung der Mass en.

Das Drehmoment zu 1 errechnet sich aus der in dem betreffenden Stich zu leistenden W alzarbeit.

Diese liiBt sich bestimmen aus der W alzkurve, die fiir gegebene Ver- haltnisse die Abhangigkeit der Ver- langerung und der hierfur erforder- lichen A rbeit angibt2). Bezeichnet

A = re in o W a l z a r b e i t f u r d e n b e -

tr o f f e n d e n S tic h , —

J D = d o n W a lz e n d u r o h m e s s e r , a u f d e n d a s D r e h m o ra o n t u m g e r e o h n e t w e r d e n s o li (g e w a h lt w ir d d e r m i t t l e r e W a lz e n d u r o h m e s s e r ), l = [ L a n g e d e s B lo o k e s n a o h d e m P*’ S t i o l i i n m ,

dann istdasDrehmomentM dj wahrend des Stiches

grunde gelegt. Beim Anlauf ist vom Stichanfang bis Stichende eine gleichformige Beschleunigung ange­

nommen. Beim Auslauf sind fiir die Verzogerung zwei W erte angenommen worden, wodurch der Knick in dem Geschwindigkeitsverlauf entstehf.

In yorstehendem ist immer der Ausdruck „Ge- schwindigkeitsverlauf“ gebraucht worden. Dies ist streng genommen nicht zuliissig, da es sich eigentlich um den Drehzahlverlauf der W alzen handelt. Der Verlauf der Geschwindigkeit, der Walzgeschwindig- keit, muB aber u nter der Annahme, daB kein Gleiten der Walzen stattfindet, dem Drehzahlverlauf ver- haltnisgleich sein. Man muBte die Drehzahl also n u r auf die Uinfangsgeschwindigkeit umreclmen.

Die dazu notige Bestimmung des Walzdurchmessers ist nicht ganz eindeutig, da meist Ober- und U nter- walze nicht gleichen Durchmesser haben. Es soli dem nach in don nachfolgenden Berechnungen der

M d j = in m t ... 1) Z • 1

Hierbei ist angenommen, daB dieses Moment wahrend der Stichzeit gleichbleibt, was bei gleich- bleibendem Walzdruck, gleichmafligem M ateriał und gleichem Q uerschnitt praktisch der F ali sein diirfte.

In vorstehender Formel ist das Gleiten der Walzen nicht beriicksichtigt. Wie die Gleichung zeigt, wird aber durch die GroBe von 1 das Drehmoment beein­

fluBt, indem durch das Gleiten das Drehmoment er- miiBigt wird. Da aber genaue W erte hieriiber nicht festliegen und sich diese wohl auch je nach Zustand der Walzen und sonstigen Hilfsm itteln (Bestreuen m it Sand) andern, so ist es zweckmiiBig, bei der Vor- ausberechnung m it der ungiinstigsten Moglichkeit

M U n t e r r e !n o r W a lz a r b e it v e r s t e h t m a n b o k a n n t - lic h dio z u m A u s w a lz s n e rfifrd e 'lio h e E n e rg ie , a u s sc h lie B - lic li d o r B c s c lile u n ig c n g s- u n d L e e r la u f s a r b e it so w ie d o n V e r lu s te n im M c to r.

2) VgL Dr. G. M eyer: St.u. E. 1909, 9. Juni, S. 861/2.

23. Oktober 1919. Einflufi des Gcschwindigkeitwerlaufes auf d h Bclastung des Walzmotors. Stahl und Eisen. 1275

zu rechnen und fur 1 die tatsachliclie Lange des Walz- gutes ęinzusetzen. Auf das Leistungsdiagramm ist, abgesehen von den beim Gleiten hinzukommenden Verlusten, ohne EinfluB, m it welchcm W ert fiir V gerechnet wird. Da namlich Md = 716 — ist, so N bleibt die Leistung N unverandert, denn bei Annahme eines groBeren W erts fiir 1 wird wohl das Drehmoment kleiner, dafiir wachst aber die Drehzahl n, so daB

der W ert = N immer gleichbleibt. Bei dem Auswerten des Drehmomentes Mdi fiir die Verhalt- nisse des Stiches nach Abb. 1 ist es jedoch erforder- lich, m it der Lange von 7,5 m zu rechnen, da das Diagramm fiir den Verlauf derDrehzahlzunahm c sich auf diese Liinge bezieht.

Der W ert fiir A betragt nach den Messungen 63,75 m t. Demnach ist Mdi = 27,2 m t.

Das Łeerlaufdrehmoment zu

²

ist von der B auart und dem Zustand der StraBe abhiingig. Bechnerisch wird sich das Drehmoment bei iNfeuanlagen schwer ermitteln lassen und miissen daher Erfahrungswerte angenommen werden1). Fiir das gewahlte Beispiel liiBt sich fiir die einzelnen Drehzahlen das erforder- liche Moment aus der angegebenen Leerlaufskurve berechnen2). Es ist in dem groBten Teil des Regel- bereiches gleich, und zwar etwa 3,47 m t, soweit sich die Zahl aus dem kleinen MaBstab berechnen liiBt.

Nach der Gleichung berechnet sich der W ert Md2

= 3,44 m t. Der geringe Unterschied erklart sich wohl aus dem schatzungsweise angenommenen M ittelw ert fiir D.

Das Drehm om ent zu 3 fiir die Beschleunigung ist abhangig von der GroBe der zu beschleunigenden Massen, gleichfalls bezogen auf den Walzendurch- messer, und von der GroBe der Beschleunigung. Be- zeichnet

M d 3 d a s f iir d ie B o sc h le u n ig tm g e rfo rd e rlio h e D r e h ­ m o m e n t,

m d ie a u f d o n D u ro h m e s s e r D u m g e r e c b n e te n M a seen , p» d ie B e so h le u n ig u n g ,

dann ist

M d 3 = m • — • p fl, . . . . 2)

Die Massen lassen sich aus dcm Tragheitsmoment oder dem Schwungmoment der WalzenstraBe errech- nen. Fiir vorliegendes Beispiel ist das Tragheits­

moment J zu etw a 5100 k g . sek- angegeben. Daraus errechnen sich die auf den Walzendurchmesser be- zogenen Massen zu nij = ™ = rd. 48 300 Massen- einheiten. Hierzu kommen noch die Massen des Blockes, welcho sich aus dem Blockgcwicht zu m 2 = = rd. 150 Masseneinheiten berechnen, so daB die gesamten Masseneinheiten m = rd.

48 450 betragen.

Y gl. D r. G . M e y e r : S t. u . E . 1915, 7. J a n . , S . 2 /1 3 .

2) ® r.»3tig. P u p p o : V e rsu o h e z u r E r m i t t l u n g d e s K r a f t b e d a r f s (A b b . 18).

Die Beschleunigung p„ errechnet sich nach dem Geschwindigkeitsbild der Abb. 2, wenn

v d ie a m E n d e d e s S tic h e s e r re ic h te U m fa n g s - g e so h w in d ig k o it u n d

t a d ie S tio h z e it b e t r a g t , z u p , = — . D e m n a o h w ird M d 3 = 8 ,7 0 m t . 1)

Dieses Beschleunigungsmoment bleibt, da eine gleichformige Beschleunigung wahrend des Stiches angenommen wird, gleichfalls wahrend dieser Zeit gleich.

Das wahrend des Stiches vom Motor zu leistende Gesamtdrehmoment ist dann (vgl. Abb. 3)

M d a = M d i + M d 2 + M d 3. • • ' ... 3)

Also fiir das genannte Beispiel 37,37 m t. Es ist dann noch das Drehmoment zu bestimmen, fiir den Zeitraum, in welchcin die StraBe leer lau ft und trotz- dem eine Drehzahlerhohung stattfm det. Es ist

M d 'a = M d ', + M d '2 + M d 3', M d ', = O, d a d ie S tra B e Ie e rlilu ft,

M d '2 = b le ib t u n y e r a n d e r t , ivie b e i d e r B e so h le u n ig u n g , M d 3' = m • - 5 - • p a '.

t n i

AfdJ Md2

M d1

U/j

fr

~ Md2

M Ą W

. j

, __

'■b S ,S S 7,S 10

Z e i t in s e /t

A b b iid u n g 3 . Z u s a m m e n s e tz u n g d e r D r e h m o m e n te .

Die Massen sind, solange der Błock zwischen den Walzen ist, die gleichen. Nach A u stritt aus den Walzen kommen die Massen des Blockes in Fortfall.

Da die Massen des Blockes aber einen geringen Pro- zentsatz der gesamten Massen ausmachen, so sollen zur Vereinfachung der spateren Untersuchungen die Massen ais gleichbleibend angenommen werden.

p a '

errechnet sich aus dem Geschwindigkeits-

diagramm zu p a' = 0,90 m/sek2 und Md3 = 14,1 m t.

Das Gesamtdrehmoment ist dann (vgl. Abb. 3) Md'a = 0 + 3,47 + 14,1 = 17,57 m t.

’) G e n a u g e r e c h n e t, m iiB te f iir d io B lo c k m a s s e n d i e W a lz g e s o h w in d ig k e it, d 'e . k le in e r i s t a is d ie U m fa n g s - g e s c h w in J ig k o it, e i r g e s e t z t w e r d e n . D a d i e M a s s e n d e s B lo c k e s im V e r h a ltn is z u d o n G esam tm aE B sn s e h r g e - r in g s i n d , so i s t d ie U n g e n a u ig k e it s e h r k le in .

1276 Stahl und Eisen, Einfłup des Gesdiwindiglcitsi-erlaufes auf die Belastung des Walzmolors. 39. Jahrg. Nr. 43.

Das Drehmoment wahrend der Verzijgerung der Walzen Mdv' setzt sich gleiclifalls aus den Einzel- drehmomenten

M d x' (fiir d ie r e in e W a lz a rb e fg ), M d 2' ( f u r d ie Ł e e rla u f s a rb e it) , M d / (fiir d ie V erzo g eru n g sarb eifc)

zusammen.

Md' h a t n u r dann einen positiven W ert, wenn noch wahrend des Stiches verzogert wird. Bei dem Stich nach Abb. 1 ist dies nicht der Fali, daher ist fUr Mdx = 0 einzusetzen.

Md,. Hierfiir ist derselbeW ert wie beim Besclileu- nigen einzusetzen.

Md4. Dieses Moment rich te t sich wie das fiir Md3 nach der GroBe der Massen und nach der GroBe der Yerzogerung und wird bestimmt durch die

Gleichung I

M d 4= m ~ r ‘ PT . . . 2 a )

Die Verz5gerung berechnet sich wieder aus dem Geschwindigkeitsdiagramm nach der Gleichung

F iir das Drehmomenten-Diagramm Abb. 2 is

M d e ff =

Pt = ty

V

2 ( M d » . t ) .T

5)

t

M d* • t tt+ M d '* • t ' a + M d '“ • t ' T+ M d', t,.

= 2 1,1 m t.

Fiir das Geschwindigkeitsdiagramm Abb. 2 und das Drehmomentendiagramm Abb. 3 errechnct sich das in Abb. 2 wiedergegebene Lcistungsdiagramm.

Dieses weicht in der Form etwas von dem der Abb. 1 wegen der Aenderung im Geschwindigkeitsverlauf ab, doch muB inhaltlich eine Uebereinstimmung be- stehen. Der In h a lt der schraffierten Flachę bei Abb. 1 ist nach den vorliegenden Unterlagen 2,34 KWst.

F ur das erreclinete Diagramm ergibt sich der In h a lt zu F = • t a = rd. 2,35 KW st.

/ t w

F u r das Diagramm der Abb. 2 wird

p v ' = 1 ,2 9 m /s e k s, Pt" = 0 ,7 2 m / s e k l .

Demnach

M d ' , = 2 0 ,3 7 m t , M d " < = 11,3 m t.

Diese Drelimomente miissen negativ eingesetzt werden, da zum Stillsetzen der beschleunigten Massen vom Motor ein dem Drehsinne entgegengesetztes, also ein negatiyes Dr.ehmoment ausgeiibt werden muB. Das gesamte Drehmoment wahrend der Ver- zogerungsperiode ist dann

M d “ = M d j + M d 2 — M d ,... 4)

F u r das gewahlte Beispiel wird demnach (vgl.

Abb. 3)

M d 'v = 0 + 3 ,47 — 2 0 ,3 7 — 1 8,9 m t, M d " T = O + 3 ,4 7 — 11,3 = 7 ,8 3 m t .

Auch diese Drehmomente bleiben wahrend der betreffenden Zeitabsclmitte t ' und t " unverandert, da eine gleichformige Verz9gerung angenommen wurde.

Die GrOBe des Walzmotors wird durch das sich aus dein Drehmomentendiagramm errechnende Dreh­

moment bestim m t, wobei gepriift werden muB, ob die sich ergebende Motortype das auftretende hochste Drehmoment ohne Koinmutierungsschwierigkeiten hergeben kann. U nter der Annahme, daB die Rege- lung der Drehzahl n u r durch die Aenderung der Spannung der AnlaBdynamo erfolgt, kann die Strom- starke praktisch dem Drehmoment proportional gesetzt werden. Es ist dann

Hierin bedeutet T die Zpit fiir einen Stich ein- schlieBlich W alzpause und t die jeweils zu dem Dreh­

moment gehorige Zeit.

A b b ild u n g 4 . L e is tu n g u n d G e s o h w in d ig k e it e in e s S tio h e s b e i r e e h tz e itig e r V e rz o g e ru n g .

F ur die Verzogerungsperiode ergibt sich der In­

h a lt der negativen Flachę = rd. 0,457 KW st und planim etrisch etw a 0,455 KWst.

Bei dem Diagramm Abb. 2 erfolgt, nachdem der Błock bereits die Walzen verlassen h a t, durch nicht rechtzeltiges Zuruckziehen des Steuerhebels eine unnotige Drehzahlerhohung. D adurch wird bei sonst gleichen Zeiten eine hohere Yerzogerung und daher auch eine hohere Bremsleistung des Motors erforderlieh, ais wenn die Verzogerung unm ittelbar nach dem Stich einsotzen wurde, wie dies in dem Geschwindigkeitsdiagramm nach Abb. 4 wieder- gegeben ist.

Bei diesem Geschwindigkeitsdiagramm Abb. 4

ist die Leistung und die D rehzahl wahrend des

Stiches die gleiche wie bei Abb. 2, so daB n u r das

negative Drehmoment und die negative Leistung

zu berechnen sind.

23. Oktober 1919. EinjlujS des Ge$chwindigkeil.sverlaufes auf die Belastung des Walzmoiors. Stahl und Eisen. 1277

and zwar moglichst so, daB die Geschwindigkeit beim A ustritt des Blockes aus den Walzen praktisch auf 0 gesunken ist. Wird fiir das Geschwindigkeits- diagramm die Dreieckform beibehalten, so lassen sich, wie Abb. 5 zeigt, eine groBe Anzahl Diagramme wiihlen, z. B. b und c, fiir welche diese Bedingung erfullt ist. F u r alle diese Diagramme gelten nach- ptehende Bezeichnungen und Beziehungen:

ta d ie Z e it f iir d e n S tic h in se k ,

t i dio Z e it f iir d o n B e s o h le u n ig u n g sz e it- r a u m i n se k ,

t 2 d io Z e it f iir d e n V e rz o g o ru n g sz o itra u m i n se k

P i d ie g le ic h m a B ig e B e so h le u n ig u n g w a h r e n d d e r Z e it t ,

v

m m /s e k 2, b e s t im m t d u r o h d ie G le io h u n g p j = — >

P2 d ie gioiohm aC igo V e rz o g e ru n g w a h re n d d e r Z o it t 2

y

m m /s e k J, g e g e b e n d u r o h d io G le io h u n g p 2 = —

2 t d ie h o o h ste G e s c h w in d ig k e it i n m / s e k (fiir v is t,

w e n n 1 d io w irk lio h o L iin g o do3 B lo o k e s n a o h d o m S tio h b e d e u te t, d io W a lz g e s o h w in d ig k e it, w e n n 1 d ie u n t o r B e ru o k s io h tig u n g d e s R u ts o h e n s e rre o h n e te th o o ro tiso h o L a n g e b e d e u te t, d ie U m fa n g sg e3 o h w in -

Da v = 2,52 m betriigt, wiirde

t 2 = 1 ,2 9 a e k ,

t j «= t a — t , = 4 ,6 6 m /e e k , p 2 = — 0 ,5 4 2 m / s e k 2.

*i

Diese W erte in die Gleichungen 2, 2 a, 3, 4 und 6 eingesetzt, ergibt

M d alf = 1 8 ,8 5 m t .

Demnach ergibt sich bei der gleichen Stichzeit und Walzpause ein um etwa 10,5 % kleineres Drehmoment, wobei die Walzen bereits nach 5,94 sek z u r Buhe kommen.

AuBer diesen Diagrammen Abb. 5 lassen sich aber noch weitere Diagramme aufstellen, indem t a und v, also die Stichzeit und die Hochstgesehwindig- keit, geandert werden (s. Abb. 6). Die Abhangigkeit von t a und v ist gegeben durch die Gleichung 2 = Aus Abb. 6- ist ersichtlich, in welcher Weise durch Aenderung von t a und dementsprechend auch von v eine groBere Anzahl Geschwindigkeits- diagramme aufgestellt werden kann

w a h r e n d d e s S tio h e a ,

Nach Gleichung 4 sind

M d T = M d x + M d 2 — M d j.

Hierin ist einzusetzen fiir

M d x = 0,

M d a = g lo ic h b lo ib e n d 3 ,4 7 m t, M d 4 = m • p T •

Z

pT ergibt sich aus dem Geschwindigkeitsdiagramm zu 0,567 m/sek2, daher sind Md4 = rd. 8,920 m t, und Mdv = 5,45 m t.

Das effektive Drehmoment fu r den gesamten Stich betragt nach Gleichung 5 Md«fr = rd. 20,4 m t.

Es ergibt sich demnach schon bei diesem Diagramm ein kleinerer W ert fiir das effektive Drehmoment, also fiir die B elastung'des Motors. Das Leistungs- diagramm ist aus Abb. 4 ersichtlich und zeigt die er- hebliehe Erniedrigung der Bremslcistung.

Es laBt sich aber diese noch weiter erniedrigen, wenn noch innerhalb der Stichzeit verzogert wird

d ig k o it d e r W a lz e n , b o z o g o n a u f d e n m i t t le r e n D u re h m e s a e r e in z u s e tz e n ).

j __ v • t 2

In Abb.

⁵

ist angegeben, wie der Geschwindig- keitsverlauf geandert werden muB, um noch wahrend des Stiches eine Verzogerung zu erreichen. Das Dreieck a entspricht dem Geschwindigkeitsverlauf wiilirend des Stiches nach Abb. 4. Die Geschwindig- keitsabnahme ist punktiert angegeben. Die Dia­

gramme b und c entsprechen der Bedingung, daB die Geschwindigkeit am Ende des Stiches 0 wird.

Um einen freien Massenauslauf zu errechnen, bei dem die Bremsleistung 0 wird, miiBte das Gcsehwin- digkeitśdreieck so gewiiklt werden, daB

M d j + M d 2= M d j == M • — . p T Z

wiirde. D araus ergibt sich die Verzogerung zu

2 (M dj + M d j) , ■ . . . P , = --- = 1 .9 5 m /s o k 3.

A b b ild u n g 5 . V e rs c h ie d e n a rtig e r G e s c h w in d ig k o its- v o rla u f boi g le io h e r H o o h s tg e a o h w in d ig k e it.

A b b ild u n g 6 . V e r s c h ie d e n a itig e r G e s o h w in d ig k e its- v e r la u f b e i v e ra n d e rlio h o r H o o h s tg e so h w in d ig k e it.

1278 Stahl und Eison. Einflufi des Geschwindi'jl‘eilsvcrlauje% auf die Belastung des Walzmotors. 39. Jahrg. Nr. 43.

Die Ueberlegung, daB eine groBe Anzahl Geschwin- digkeitsdiagrarame fur einen Stich moglich ist, fiihrt zu der Frage: Welchen EinfluB h a t dic Aenderung der Geschwindigkeitsdiagramme auf die Belastung des Walzenzugsmotors, und gibt es cin Diagramm, bei wclchem sich fiir die Belastung des Motors die giinstigsten W erte erzielen lassen?

ITachstehend soli versucht werden, diese Frage zu beantworten, wobei zuerst die Aenderung des Diagramms nach Abb. 5 und hierauf nach Abb. 6 behandelt werden soli. N atiirlich konnte noch weiter- gehend der Verlauf der Gesehwindigkeit innerhalb eines Stichcs geandert werden. Aus den Veróffent- lichungcn geht aber hervor, daB sich bei der groBten Zahl der Blocke, besonders bei den kurzeń Stichen, das Geschwindigkeitsdiagramm stark einem Dreieck nahert, so daB also die Annahme eines Dreiecks fur den Geschwindigkeitsrerlauf den tatsachlichęn Ver- hiiltnissen entsprechen diirfte. Das effćktiye Dreh- moment berechnet sich nach Gleichung 5) zu:

Mdeff

-v

M d - . t a + M d ; , t .

_ - ^ / (M d , + M T2 + M d 3)2 . t , + (M d, + M d 2 — M d ,)2 • t ,

Wird nun fiir den Ausdruck

M d , = M d s = o

und fur

D m • — = a .

M d eff

= ~ j/ (o + a -P ,)łti

+ ( o —

a

, a . p 2)‘ . t 2 . . 6)

Pi, p , ti und t , sind aber, wie aus Abb. 5 ersicht- lich, wie folgt abhangig

t , V

ta = t , + t , , t 2 = ta — — > p 2 = ---—

p , ta —■ V

P l

Diese W erte in die Gleichung 6 eingesetzt, ergibt

i I. i ? / a v \ 2

k U - i

Pi/

Da die Gesehwindigkeit

^v

nach Abb. 5 sieli nicht andert und auch die W erte fiir c, a, t und T gegebene GroBen sind, so ist das effektive Drehmoment nach dieser Gleichung n u r von p , abhangig.

D er Effektirw ert wird ein Minimum, wenn der Differentialaus druck

d Ma,„.

d -p .

= O w ird .

S ta tt der Gleiclmng 7 kann gesetzt werden

M d 2 - T = (o +

Diese Gleichung aufgelost und nach p, differen- ziert, ergibt

d M d „eff.

+

2M deff.-T

d - p ,

(t • P i — v ) a2 • v= — a2 • T 3 ■ p , t

Da nun

M d eff. 0 0 d M d

d P i

muB

a 2 v +

0 werden muB, so ist entweder zu setzen (unbrauchbarer Wert) oder es

( t • P i — v ) a 2 ■ v 2 — a 2 v 2 • p , t ( t • P i — v ) 2

= 0 gesetzt werden.

Die Gleichung nach p, aufgelost, ergibt 2 v

Pl = - T - ...

⁸⁾

Bei diesem W ert wird Md ein Minimum, da der zweite D ifferentialquotient positiv ist.

Aus der letzten Gleichung ist zu ersehen, daB die E2ektivleistung des Motors am kleinsten wird, wenn t, gleich wird t . .und pa gleich p T. Abb. 7 zeigt die Aenderung der Effektivleistung in Abhangigkeit von t , fiir das gewiihlte Beispiel, ebenso den Verlauf des hochsten Drehmomentes wahrend des Beschleu- nigungszeitraumes. Ein Steuern nach dem giinstig­

sten Geschwindigkeitsdiagramm wird sich im Betrieb

t ln sek.

A b b ild u n g 7 . M o to rle ia tu n g u n d D r e h m o m e n t b e i v e r a n d e r lio h e r B e s e h le u n ig u n g s z e it.

ermogliclien lassen. Es muB beim Walzen bis zur M itte des Blockes der Steuerhebel dauernd ausgelegt werden und, nachdem das W alzgut zur Hiilfte durch die Walzen gegangen ist, ein Zuriickziehen des Steuerhebels in gleicher Zeit bis zu r Nullage erfolgen.

Fiir alle Stiche wird sich demnach unabhangig voii Gesehwindigkeit, Massen und Walzleistung immer der giinstigste W ert fiir dąs effektive Dreh­

moment ergeben, wenn t , = t 2 wird, also wenn der Zeitraum fiir die Beschleunigung demjenigen der Verzogerung gleich wird.

Nachdem festgestellt wurde, wie das Geschwin­

digkeitsdiagramm zu wiihlen ist, um bei glcich- bleibender Stichzeit den kleinsten W ert fiir Mderf zu erreichen, soli nachstehend gepriift werden, wie der W ert fiir Mdeff. beeinfluBt wird, wenn t» und v entsprechend Abb. 6 geandert werden. Bestimmcnd fiir die GroBe von Mdeff. ist wiederum die Gleichung 5.

Hierin muB nun in entsprechender Gleichung 8 fur

( t . p , - v ) 2 P a = P i t , = t 8

ta

u n d t = 21

23. Oktober 1919. Einjlufi des Qcschwindiglceitłverhufcs auf dieBelasłung des Walzmotors. Stahl und Eisen. 127D

gesetzt werden. Die Werte in Gleichung 5 eingesetzt,

«rgibt

a 2 v 3 . o2 1

M d 2eff. ■ T = 2

1 + 2 v 9)

Ilierin ist n u r der W ert v veninderlich, so daB sich wiederum der kleinste W ert fiir Md ergibt,

•wenn der Differentialquotient

d M d„

d v

_cH1 = o

■wird.

Die Gleichung 9 differenziert ergibt:

2 M d„ . T d M d eff

6^{a 2 v 2}

o2 1

d • v ' 1 v 2

Wird dieser Ausdruck wieder 0 gesetzt und nach v wieder aufgelost, so ergibt sich

Y = J _ l / ° I ł ... 10)

1,31 \ a

F fDie Gleichung 10 liiBt erkennen, daB die Ge­

schwindigkeit um so grćiBer wird, je gróBer die in

&

i

Pause m it einem bestimmten W ert gerechnet worden und zeigt die Auswertung, daB bei dcm giinstigsten W ert von v die Pause zu kurz wird, so muB entweder die Geschwindigkeit auf Kosten des effektiven Dreh- momentes erhoht werden, oder die Vorausseizung fiir die Berechnung, Gesamtzeit oder W alzarbeit, ist zu atidern. Entsprechend ist auch bei zu langer

Pause zu yerfahren.

Um festzustellen, wie sich hierbei die Verhaltnisse iindern, soli noch der EinfluB der GroBe der Walz- pause auf die GroBe des effektiven Drehmomentes und dic Leistung untersucht werden. Zuerst soli angenommen werden, daB iiberhaupt keine Walz-

Y In m /sek.

A b b ild u n g 8 . A b h a n g ig k e it d e r L e is tu n g v o n d e r H o o h s tg e a o h w in J ig k e it.

einem Stich zu bewaltigende W alzarbeit und die Lange des Blockes ist. Hingegen wird durcli groBerc

Massen die Geschwindigkeit verkleinert.

Fiir das gewahlte Beispiel wiirde v == 2,83 m/sek.

Wird pi = p , angenommen und fiir T = 20 behalten, dann wird Mdcfr = li>9 m t, also etw a 15 % kleiner

■ais beim Steuern nach dem Geschwindigkeitsdia- gramm Abb. 2.

Abb. 8 zeigt die Abhangigkeit der Leistung (Schaulinie A) und des effektiven Drehmomentes (Schaulinie a) von dem W ert v. Der geringste W ert fiir Md eff ist deutlich bei v = 2,91 m /sek ersicht- lich, die Leistung ist, da m it gleiclibleibender Ge­

sam tzeit T gerechnet wird, fiir alle Geschwindigkeiten gleich. Demnach wiirde bei einer Erniedrigung der Geschwindigkeit u n ter 2,91 m die Leistung nicht groBer, dabei wurde aber das effektive Drehmoment zunelimen und auBerdem die Lange der Walzpause abnehmen. Eine Erhohung der Geschwindigkeit uber 2,91 bedingt bei gleiclibleibender Leistung gleichfalls -eine Zunahme des effektiven Drehmomentes, aber

■eine VergroBerung der W alzpause. Die GroBe der Walzpause kann aber nicht beliebig ausfallen, da

■eine Mindestpause unbedingt eingehalten werden muB. Ist demnach fiir den Stich einschlieBlich der

A b b ild u n g 9.

L o is tu n g s b ild o h n e W a lz p a u a e .

pause yorhanden ist. Dann ergibt sich m it zuneh- mender Geschwindigkeit ein anwachsendes effektives Drehmoment (ygl. Abb. 9, Schaulinie a). Allerdings nim m t auch die Leistung zu (Schaulinie A), da ja die Gesamtzeit, in diesem Falle die rcine Stichzeit, m it zunehmender Geschwindigkeit abnimmt. Um die Leistung zu bestimmeri, muB die W alzarbeit und die zu r Bewaltigung dieser Arbeit eiforderliclie Zeit beriicksichtigt werden. Die W alzarbeit wurde fiir einen Stich ais gleichbleibend auch bei Veranderung der Geschwindigkeit und der Beschleunigung an- genommen. Dagegen kann die Zeit fiir den Stich je nach der Aenderung der Geschwindigkeit und der Pause verschicden werden. Ais MaB fiir die W alzleistung kann demnach der Ausdruck: Walz-

, .. . r, •, ■ , •, , W a lz a r b e it

arbeit le Zeiteinheit oder

J D a u e r e m e s S tic h e s °

den ausgedrilckt setzt werden. Zur Vereinfachuńg wurde in Abbildungen die Walzleistung L ,

dureh den A usdruck:

100 --- 1 T

worin T bckanntlich die Zeit eines Stiches ein­

schlieBlich Walzpause bedeutet. Der Vergleich der Linie A und a zeigt, daB die W erte fiir Dreh-

L „ =

1280 Stahl und EiBen. Yerbessćrung der Warme.wirtschajt von Ofenfeuerungen. 39. Jahrg. Nr. 43.

moment und Leistung nicht gleichmaBig an­

wachsen. Dementsprechend andert sich auch der

A A

Faktor —. Rechnet m an die W erte — aus, so er-

a a

gibt sich b eiv = 2,91 sek der geringste W erthierfiir.

A b b ild u n g 10.

L e is tu n g s b ild b e i yerB ohiodon la n g e n W a lz p a u s e n .

Abb. 9 zeigt auch in der Form eine Uebereinstim- rnung m it der Abb. 8, besonders wenn m an die Abb. 9 so dreht, daB die Linio A wagcrecht zu liegen kommt.

Da aber. ein Walzen ohne Walzpause nicht in Be­

tra c h t kom m t, so sollen in Abb. 10 noch die Schau- linien fiir das gewahlte Beispiel und eine Pause von

5 sek (Schaulinien b und B) und fiir 15 sek (Schau- linien A und a) wiedergegeben werden. Der EinfluB der Pause auf die Leistung ist deutlich ersichtlich.

Bei der kurzeń Pause an d ert sich m it der Geschwin­

digkeit auch die Leistung erheblich, da die Gesamt- zeit wesentlich durch den von der reinen Stichzeit abhangigen W ert t„ beeinfluBt wird.

Bei der langeren Pause ist dieser EinfluB vicl ge­

ringer, so daB auch die Aenderung der Leistung viel' geringer ist.

In beiden Fiillen ist der A usdruck DrehmomoDt

L e is tu n g

maBgebend, der bei v = 2,91 semen niedrigsten W ert erreicht.

Z u s a m m o n fa s ś u n g .

Das Gesamtergebnis der Untersuchung zusammen- gefaBt, ist folgeudes:

1. Der Verlauf der Geschwindigkeit ist auf die- Beanspruchung des Motors von EinfluB.

2. Um die Beanspruchung des Motors moglichst niedrig zu halten, ist vor allem darauf zu achten,.

daB noch wahrend der Stichzeit die Geschwindigkeit verzogcrt wird.

3. Der geringste W ert fiir das effektive Dreh moment ergibt sich dann, wenn die Beschleunigungs- zeit gleich der Yerzogerungszeit wird.

4. Dic Hochstgeschwindigkeit wahrend . des- Stiches ist auf das effektive Drehmoment von Ein­

fluB.

5. Daher ist der Stichplan darauf zu priifen, ob die gewahlten Stichzeiten und hierbei zu bewal- tigenden W alzarbeiten in einem guten Verh:iltnis- zueinander stehen. N otgenfalls kann durch Aende­

rung des Stichplanes eine giinstige Belastung des- Motors erzielt werden.

Verbesserung der W armewirtschaft von Ofenfeuerungen, insbesondere:

von Martinófen.

Yon P ro fesso r W . T a f e l in B reslau.

1 | e r K rieg und die E reignisse nach ihm haben, wie auf vielen Gebieten, so auch auf dem der K olilenw irtschaft eine Storung des Gleich- gew ichts hervorgerufen, die sich voraussichtlich noch lange durch eine sta rk ę K ohlenknappheit auBern wird. D eutschland is t davon am stark sten betroffen. D as Schicksal seiner In d u strie h an g t v o r allem davon ab, ob es moglich sein wird, dieser Knapplieit durch v e rsU rk te Ausbeutung der uns verbleibenden K ohlenvorrate und durch groBere Sparsam keit im Y erbrauch H e rr zu w erden. Die In d u strie w ird diesem ,Verlangen m it allen M itteln gerecht w erden mussen. Die technische W issen- schaft aber, vollst!lndig unabhangig und selb- standig in der Forschung, w ird auch h ier in der W eisung der praktischen W ege die D ienerin des gewerblichen Lebens sein mussen. Solchem D ienste is t die vorliegende A rbeit gewidmet.

D ie ausgiebigste M oglichkeit z u r verbesserten V erw ertung unsererB rennstoffebildetdieA b warm e, und zw ar sowohl bei den W ilrm em otoren ais auch bei den nUchstgrofiten V erbrauchern, den gewerb- licheti Ofenfeuerungen. W ah ren d ab er bei den ersteren der A bw arm everw ertung seit Jahrzehnten- die sta rk ste A ufm erksam keit zugew andt worden.

ist, liegt sie bei den Ofenfeuerungen, nam entlich fiir m etallurgische Zwecke, vielfachnoch im argen, teils w eil sie vor dem K riege nicht lohnend er- schien, teils aus m angelnder E rkenntnis der nicht immer einfachen wissenschaftliclien G rundlagen.

DaB ein groBer Teil von der fiir m etallurgische

Y erfahren aufgew andten W arm e u n genutzt ab-

gehen mufi, lie g t in der N a tu r d er Sache. Um

Blócke auf 1 2 0 0 0 zu erh itzen oder ein Metallbad

auf dieser T em peratur zu erhalten, mussen die

Heizgase eine etwas hohere T em peratur besitzen,.

23. Oktober 1919. Verbrsserung der Wdrnuwirtschajt von O fen feuerungen. Stahl und Eison. 1281

sagen w ir 1 2 5 0 °. Sie verlassen also den das eigentliche V erfaliren verm ittelnden H erd m it dieser T em peratur. Haben sie bei ih rer E nt- steliung .die T em p eratu r von 1 7 0 0 ° geliabt, so sind also hochstens 3 0 % der aufgewaudten W&rme ausgenutzt w orden; mindestens 7 0 % gehen ais Abliitze weg. In W ah rh eit lieg t, da die Tem pera­

turen unserer inetallurgischen Y erfahren vielfach hoher, die unserer Feuerungen niedriger ais oben angegeben sind, und infolge von V erlusten durch Strahlung usw. die auf dem H erd erzielte Aus- niitzung niedriger, meist ungefahr bei 10% . Diese B etrachtung g ilt fiir alle inetallurgischen Oefen, voin kleinen Nietenwarm ofen bis zum Stahl ofen mit 70 t E insatz.

Drei M ittel sind es, dereń sieli die P rax is in der H auptsache bedient, um die nach obigem unvermeidliche A bhitze nutzbar zu machen:

1-• die V orw arm ung der Einsatze,

2. die E rzeu g u n g von Dampf in sogenannten Abhitzekesseln,

3. die V onvarm uug von V erbrennungsluft und -gas in W arm espeichern, dio „Regenerie- ru n g “ der Abwiirme, wie Siemens sie ge- nannt hat.

V

Den ersterełi W eg begehen die sogenannten Doppelofen oder -H erde, wie die von P ictzk a, Stapf und anderen. Aber die auf diese A rt erzielte Verm ehrung des A nteiis der Gesamtwarme, der dem E insatz zugefiihrt wird, ist nicht sehr be- deutend. Yollkommen kann dagegen die A bhitze durch V orw arm ung des Ofengutes in StoB- oder Rollofen ausgenutzt wei'den, sofern sie lan g ge- nug gem acht werden. -Leider ist aber dieser W eg fiir Sclnnelzofen sowie auch fu r manche W arrne- ofen, wie Tiefofen, SchweiBofen und andere, nicht gangbar. H ier sind wir auf die M ittel u n te r 2.

und 3. angewiesen. Das der Abhitzekessel ist yon alters her bekannt. DaB es auch bei verhaltnis- mafiig unvollkommenen Feuerungen zu einem giinstigen W irkungsgrad fiihrt, habe ich in einer friiheren A rbeit iiber „Gasofen undIIalbgasofenul) gezeigt, und ich kann mich h ier auf das dort AusgefUhrte beschriinken. E rw ah n t sei n u r noch, daB der W eg der Nutzbarmacliung der Abgase durch D am pferzeugung in Deiitschland fiir die Zukunft sehr viel m ehr wird angew andt werden miissen ais bisher. In L andem m it sta rk e r In ­ dustrie, aber ohne Kohle, fand ich schon vor zehn Ja h re n Abhitzekessel h in ter ganz kleinen Feuerungen, die stiindllch n u r etw a 50 k g Kohlen verschurten, wie kleine Sehmiedeofen, M uttern- prefiofen und almliches. D er Dampf vieler soleher Feuerungen w ird in Z entralleltungen zusammen- gefiihrt und tre ib t Dampfhainmer, P ressen oder auch Dampfmaschinen. R echnet man die W an n ę ab, die auf diese W eise im Dampf n u tz b ar ge- m acht wird, so kann man nach den m ir bekann-

>) St. u. E. 1906, 1. Febr., S. 134/9.

X L llI.3a

ten B etriebszahlen die M inderung des Kohlen- yerbrauchs je Tonne ‘angew arm ten M ateriales mit etw a 5 0 % annehmen. Bei den heutigen Kohlen- preisen ist also jede solche A nlage lohnend, so­

baki die B aukosten fu r Kessel und M auerwerk wieder auf ein ertragliches MaB sinken werden.

D er d ritte W eg der Warmewiedergowinnung- ist nicht sowohl wegen der besseren Brennstoff- ausniitzung gegangen worden, ais wegen der E r- reichung hoherer V erbrennungstem peraturen. In dessen glaubten die E rfin d er des R egeneratiy- ofens, F ried rich und W ilhelm Siemens, lange

— und dieser Glaube h at sich in vielen Kreisen der technischen W elt bis heiite erhalten — , daB ihre F euerung auch ein M ittel sei, die Abwarme vollstandig zuriickzugewinnen. E rs t gegen Ende ihres Lebens haben sie das ais Irrtu m erkannt.

D erB ew eis fiir die U nrichtigkeit dieser Meinung ist meines W issens zum erstenm al in der oben- genannten A rb e it1) von m ir g efu h rt worden. Ich mufi ihn, da ich w eiter unten auf diese Ueber- legungen zurUckgreife, hier in einigen W o rten zusammenfassen:

Es sei angenommen, g kg G eneratorgase seien mit v k g V erbrennungsluft zu (g -f- v) kg Ileiz- gasen von einer T em p eratu r = t ° v erbrannt worden. D a die spezifischen W arm en der drei G asarten ganz roh ais gleich angenommen werden konnen (sie schwanken bei den in F rage stehenden T em peraturen nach Mayer, W arm etechnik des Siemens-Martinofens, zwischen 0,26 und 0,34, also um rd. 20 %, und seien m it s bezeichnet), so kann der W arm einhalt der Abgase = (g + v) • t • s W E durch die V erbrennungsluft und das G eneratorgas nur zuruckgefiihrt w erden, wenn die erstere v • t - s, das le tz te re g • t • sW E aufzunehm enyerm Sgen. Bei der V erbrennungsluft ist d;ts annahernd d er F a li;

sie t r i t t m it ungefahr 0 0 in den W &rmespeicher ein und kann in ihm annahernd auf die Tem pera­

tu r der Abgase t ° gebracht w erden, sie nimmt also v • t • s W E auf. Bei deni G eneratorgas trifft es aber um so w eniger z u, je w arrner es in den W arm espeicher e in tritt. Nehmen w ir a n ,. seine T em peratur sei = „ (ungefahr trifft das zu), so kann es hochstens nur 4 • g • s W E aufnehmen und -£ • g • s, verm indert um die W arm e, die dem Ofen durch die Schmelze entzogen worden ist, miissen m indestens in die Abhitze gehen. W are

2 die T em peratur des G eneratorgases =

-

1, so

2 1

kann es (t — 1) • g • s = , - 1 • g • s aufnehmen,

O

^O

und ~ t • g • s gehen in die Esse.

2

Mit andern

v

W o rte n : beim R egenerativofen geht, wenn man von der geringen d er Schmelze zugefiihrten W arm e absieht, immer ebensoviel W arm e in

j ) S t. u . E . 1 9 0 6 , 1. F e b r ., S . 1 3 4 /9 .

158

1282 Stahl und Eisen. Yerbesscrung der Warmewirlschaft von Ofenjcuerungzn. 39. Jahrg. Nr. 43.

die Esse, wie die G eneratorgase zum Ofen mit- bringen, wenn w ir nicht entw eder zwischen dem G aserzeuger und dcm Ofen oder liinter dem le tz te re n eine gesonderte A usniitzung vornehmen.

D ie nachstliegende A rt ist wieder die Dampf- erzeugung. • Theoretisch das einfachste und ricli- tig ste M ittel w urde sein, den G aserzeuger heifi zu betreiben, zwischen iiin und dem Ofen einen Dampfkessel m it Speisew asseryorw arm er einzu- schalten und den G eneratorgasen die bei der ersten V erbrennungsstufe von Kohlenstoff zu Kohlenoxyd freiwerdende W arm e zu entziehen, so dafi sie k a lt in den W arm espeiclier eintreten und danacli den yollen auf sie treffenden A nteil d e r Abwiirme (g • t • s) W E ubernehmen konnen.

D ieser W eg ist meines W issens nie beschritten worden. Man fu rch tet wohl m it R echt die T eer- bildung im Kessel, vielleicht auch die Beeinflus- sung der Z ugyerhaltnisse und die Explosions- g efahr. Im m erliin wllre der W eg eines V ersuches w ert. Man erhiilt nicht etw a, wie man zunachst annehmen konnte, bei d e ra rt kiinstlich abgekiihl- ten G eneratorgasen einen kiilteren Ofengang, denn um die W arm em enge, welche die G enerator- gase in diesem F a li w eniger zum W&rmespeicher m itbringen, konnen sie, wie oben gezeigt, in ihm ai^s den Abgasen m ehr ubernehmen, so dat! sie im einen wie im anderen Falle gleich warm in den V erbrennungsraum (H erd) gelangen, d. h.

annahernd m it d e r T em peratur, m it der die A b­

gase diesen yerlassen. Demnach w ird auch die V erbrennungstem peratur im H erd gleicli sein, wie dies auch von der E rfahrung b estatig t wird.

H aufig sind dagegen l i i n t e r dem R egeneratiy- ofen Kessel eingebaut worden. In D eutscliland haben sie sich jedoch n u r in vereinzeltenF illlen ein- g e fiih rt1). D er Grund, den man oft angibt, dafi das M artinyerfahren die dadurch bedingte Zugyerm in- d erung nicht g e sta tte , ist nicht zutreffend, denn die L eistung d er E sse nimrnt bei Tem peraturen iiber 300 0 nicht m ehr m erklich zu. Die Saugwirkung erhoht sich zwar, a b er auch die Raummenge der Abgase; und die erhohte Geschwindigkeit, m it der sie infoigedessen dureh R auchkanal und Esse ge- zogen w erden miissen, heben die verstilrk te W ir­

kung der erstere n auf. Im iibrigen liabe ich schon vor etw a zelm Jah ren Martinofen in an- standslosem B etrieb gesehen, deien Abgase m it w eniger ais 300 0 in die Esse gingen, so bei der M axim ilianshutte in Haidhof und neuerdings in d e r Schweiz. B em erkensw ert ist auch, daB nach den B erichten iiber die neuesten M artinw erke in A m erika d o rt grofie Kessel (bis zu 370 qm liinter 70-t-0efen) vorgesehen w erden. Im iibrigen kann auch bei dergeriugstenA bgastem peraturdienotw en- dige ZugsUlrke erreich t werden, wenn s ta tt einer Esse ein kiinstlicher Saugzug yerw eridet w ird 1).

*) V gl. J . S c h r e i b e r : U e b e r d io A b h itz e v e r w e r - t u n g b e i S io m e n s-M a rtin -O e fe n , S t . u . E . 1 9 1 3 , 9 . J a n . , S . 4 5 / 5 6 ; 16. J a n . , S. 1 0 7 /1 4 .

W as in Deutscliland die Einfiihrung der Abhitze- kessel im M artinw erk erschw ert hat, ist w ohl hauptsachlich die m it der H erabm inderung der E ssentem peratur u n te r 6 5 0 ° yerbundene Explo- sionsgefahr. W ie sclion D i cli m a n n 1) gezeigt hat, riitirt sie daher, daB im A ugenblick des U m steuerns zwischen H erd und Um steuerungs- yorrichtung je eine Menge G eneratorgas und Ver- brennungsluft eingeschlosssen sind, die zuriick- gedrilngt und in R auchkanal und Esse zusammen- gefiiiirt w erden. D o rt bilden sie bis zum Aus- t r i t t aus d er E sse K nallgas, wenn nicht liinter der Um steueiung eine der E ntzundungsteinperatur (ungefahr 650«) zum m indesten gleiche T em peratur es im Ę ntstelien zur Y erbrennung bringt. Dieses K nallgas explodiert, sobald ein Funke in den R auchkanal e in tritt, was gerade nach erfolgtem Umsteuern leicht yorkom m t. Dichmann h a t auch schon auf ein M ittel hingewiesen, diese Explosio- nen zu yerm eiden; e r ra t, Gas und L uft nicht zugleich, sondern m it so gro Bem Zwiśćhenraum um zuschalten, dafi eines yon beiden die Esse schon yerlassen h a t, wenn der andere Teil dureh die U m steueryorrichtung tr itt. Man bleibt dabei aber von d er G ew issenhaftigkeit der L eute abhangig.

Aufierdem b e tra g t dieser Zwischenraum bei einer A bgasgescliwindigkeit yon 2 m und einer L ange yon R auchkanal plus E sse yon 70 m zuzuglich einer gewissen Sicherheit immerliin rd. 1 Minutę, so dafi bei halbstundigem Umschalten eine V er- zógerung des Y erbrennungsvorganges um 48 min in 24 st, also ein Erzeugungsausfall von rd. 4 % , en tsteh t. Man zielit deslialb an manchen Stellen vor, einfach geniigend Explosionsklappen anzu- ordnen. A ber es bleibt trotzdem unmoglich, in allen W inkeln des Ofens und Kessels den bei Explosionen entstelienden U eberdruck so rasch zu beseitigen, dafi eine L ockerung des M auer- w erks yermieden wird. Diese aber bedingt dann allerdings die V erm inderung der Zugwirkung, iiber die man bei.N achscbaltung yon Kesseln ge- klagt h a t. W ie die A m erikaner der Explosions- gefahr vorbeugen, ist mir nicht bekannt.

Ich moclite h eu te folgenden einfaclien W eg zur E ro rte ru n g d er Fachgenossen s te lle n : GemaB der beistehenden Gerippskizze (Abb. 1) ordnet man liin ter den U m steueryorrichtungen fiir L uft und Gas g etren n te R auchkanale und Essen oder S au g zu g e' an. D am it ist die Bildung explosibler Gasgemische ausgeschlossen, da Gas und L uft aufierhalb des H erdes niclit m ehr zusammen- kommen. Diese Anordnung, die die F irm a W . Rupp- rnann in S tu ttg a rt auf meine Y eranlassung zum P a te n t angemeldet hat, und die sie sowohl fiir neue ais auch fu r umzubauende A nlagen ausfiihrt, h a t neben d er Yermeidung der Explosionsgefahr und des Ausfalles an E rzeugung noch folgende Y o rte ile :

J) D ic h m a n n : B a s ia c h e rH e rd o fc n p ro z e B 1 9 1 0 ,S. 1 0 0 .

23. Oktober 1919. Ycrbesstrmg der Warmewirtscha/l von Ofenfeiurungen. Stahl und Eison. 1283

Die riclitige Bemessung der W&rmespeicher scheiterte bisher an dem Umstande, daC es nicht moglich w ar, bei einer Aenderung der GroCen- verhilltnisse zwischen Gas- und L uftspeichcr nun auch die ihr cntsprecliende A enderung der durch- streichenden Abgasmengen herbeizufiiliren. E r s t wenn diese Mengen genau geregelt werden konnen

— und das ist bei der vorgeschlagenen A nord­

nung der F ali — , w ird, eine riclitige Bemessung der W arm espeichor ihren Zweck aucli w irkiićh erfiillen. DaC in den derzeitigen M artinofen die Abgase vielfacli to t, ohne andere W irkung ais die von unnotigen A usstrahlungs- und Leitungs- verlusten, durch die W arm espeichor gehen, h at schon M a y e r 1) g ezeigt. E r s t die g etren n te Fiihrung der Abgase wird es ermoglichen, diesem MiBstande duich genaue B erechnung der W an n ę- speicher und der in ihnen bestehenden Tempera- turgefalle in Y erbindung m it der genauen Rege-

L L G

|

^{L G}

W ,

G L L £

A b b ild u n g 1. G e tr e n n to F iih r u n g d o r A b g a se v o n M a rtin o fe n a) fiir e in o n O fen , b) f iir m e h r e re O efen u n to r V o rw e n d u n g

v o r h a n d o n e r E sse n .

Jj — W ttn n e s p e lo h e r f ii r L u f t . G = W a r m e s p e i o h e r fU r G a s . U ==»

U m s t e u e r T o r r i c h t u n g e n . B = B s s e n . R = R a u c b k a n łl l e . S *=

B a u c h t c h i e b e r ,

lung der durchstrom enden Abgasmengen zu be­

gegnen.

Ein w eiterer V orleil gegeniiber d er bisher iiblichen V ereinigung aller Abgase h in ter den U m schaltYorrichtungen w ird sein, daB man die Kessel kleiner bemessen und einen besseren W ir­

kungsgrad aus ilmen lierausholen kann. Denn w ahrend bei der alten A nordnung die Abwilrme nach obigem ‘ 20 — 30 % der erzeugten (also wenigstens 1600 W E je kg verbrannten Kohlen- stoffs) sich auf die ganze Abgasmenge (g + v) kg v erte ilt, wird man in Zukunft sie nur auf die durch e i n e n W arm espeicher gehenden Abgase iibertragen. Man wird also z. B. durch den L uft- speicher so viel Abgase abziehen, daB sie etw a m it 200 — 2 5 0 ° in die E sse gehen. Den R est saugt man durch den G asspeicher und einen dahinter geschalteten Kessel. D urch diesen geht also nicht ganz die Hiilfte der Abgase, dafiir aber m it einer T em p eratu r von 800 — 9 0 0 °, s ta tt bisher m it 6 0 0 — 700°. Die Folgen sind besserer

') „ D ie W a r m e te o h n ik d e s S ie m ? r s - M a r tin o fe n s “ v o n E . M a y e r. V g l. S t. u . E . 1 9 0 8 , 2 0 . M ai, S. 7 1 7 /2 5 ; 2 7. M ai, S. 7 5 6 /6 6 ; 3 . J u n i , S. 8 0 2 /1 0 .

W irkungsgrad entsprechend dem ljóhereii Tem pera- turgefalle und kleinere Kesselabmessungen, also g eringere S trahlungsverluste.

DaC die genaue Regelung der durch Gas- und L uftspeicher gehenden Abgase auch fiir den Sclnnelzyorgang und die E rlialtu n g des Ofens manchen N utzen bringen wird, sei nur an- yedeutet.

Ich bin der Meinung, daC auf diesem W ege die A usnutzung der Abwarme der Martinofen keinen Schw ierigkeiten m ehr begegnen wird. DaC die F ra g e von einiger B edeutung fiir uns ist, geht daraus hervor, daC vor dem K riege in Deutschland jithrlicli rd. 6 Milłionen t M artinstahl erzeu g t wurden. Da uns der groCere Teil unserer E rzv o rriite yerloren ist, werden w ir uns be- streben mussen, das M artinyerfahren eher noch zu verstiirken. Aber selbst wenn nach V erarbei- tu n g des K riegsschrottes aus Mangel an Abfallen dio obige Menge um ein D rittel, also auf 4 Mil- lionen t zuriickgehen sollte, ste llt es immer noch eine Menge von rd. 1 Million t Kohle dar, und die aus der A bhitze der M artinofen zu gewinnende W arm e entspricht ungefahr 200 000 t Kohle im Jah re.

Z u s a m m e n f a s s u iu r.

Es wird gezeigt,

1. daB bei den m eister Ofenfeuerungen ihrer "Natur nach ein groBer Teil der erzeugten WSrme m ir don Abgasen fortgehen muB,

2. daB diese Abwarme nutzbar gemacht werden kann a) zur Vorwiirmung des Einsatzes,

b) zur Vorw,:irmung von Yerbrennungsluft und Verbrennu'ngsgas,

c) durch Ver\vendung in gesonderten Ileizanlagen, wie Dampfkesseln usw.

3. daB fiir Herdschmelzofen die Ruckgewinnung der W arme auf dem Wege unter 2 a) uberhaupt nicht, auf dem Wege 2 b) nur uirwillkommcn moglich ist, daB also zur Erreichung einer giinstigen Wiirme- wirtschaft zu dem Wege unter 2 c) geschritten werden muli.

4. Dieser Weg, namentlich die Anordnung von Dampfkesseln, h a t bei Martinofen Schwierig­

keiten, insbesondere bringt sie eine andauem de Explosionsgefahr m it sich. Bisher war diese nur durch Hintereinanderumschalten von Gas und Luft, und nicht unbedingt verlassig, zu ver- meiden. Dieses M ittel geht aber auf Kosten der Erzeugung.

5. Es wird vorgeschlagen, die Explosionen dadurch

umnoglich zu machen, daB den aus den Gas- und

Luftspeichern kommenden Abgasen hinter den

Umschaltvorrichtungen getrennte Wege gewiesen

werden, und es wird gezeigt, daB hierdurch auch

andere Yorteile zu erreichen sind.

1284 Stahl und Eison. Deutsehland und Sudanierika. 39. Jahrg. Nr. 43.

Deutsehland und Sudamerika.

Yon Direktor W. GuB m a n n in Dusseldorf1).

ei dem friedliehen W iederaufbau unserer deut­

schen Auslandswirtschaft scheint es angezeigt zu sein, auch einmal die Verhaltnisse der drei groBen sudamerikanischen Republiken: Argentinien, Bra­

silien ■ und Chile und dereń Bedeutung zu unserer heimischen Industrie naher zu beleucliten.

Wenn man dabei von dem volkswirtschaftlich wichtigen Grundsatze ausgeht, daB die naturlichen Erzeugungsverhiiltnisse eines Landes fiir einen wech- selseitigen Austausch der Rohstoffo und Fertigwaren die Grundlage bilden sollen, so wird man finden, daB es heute nach dem Kriege kaum Lander gibt, die sich so gliióklich ergiinzen, wie Deutsehland einer- seits und anderseits die vorgenannten siidameri- kaniśchen Staaten.

Brasilien m it tropischem und Subtropisćhem Klima muB seinen UeborschuB an Kolonialprodukten, wie Kaffee, Kakao, K autschuk, Kopra und nicht zuletzt seine im Lande nur in versch\vindendem Umfange zu verarbeitenden Eisenerze ausftihren.

Argentinien, das ausgesprochenste Ackerbau- und Flachland der W eit m it den insRiesenhafte gehenden landwirtschaftliehen Betrieben, erzeugt Brotgstreide, Oelsaat und Vieh in solcher Menge, daB drei Viertel davon in Form von Weizen, Mais, Leinsaat, Gefrier- fleisch, H auten, Wolle und Gerbstoffen ihren Absatz im Auslande suclien miissen.

Chile h at seinen Reichtum an Saipeter und auch an Jod vor dem Kriege vorzugsweise nach Deutsch- land abgesetzt.

Uruguay, Paraguay und auch Peru und Bolivien konnen wegen ihrer geringen Bedeutung im Ver- hiiltnis zu den drei genannten Staaten auBer Anschlag bleiben, um so mehr, ais dereń Ein- und Ausfuhr zu einem groBen Teile iiber die Hafen von Chile, Argen­

tinien und Brasilien geht.

Gegen ihre natiirlichen Erzeugnisse miissen diese industriearmen Lauder aus Europa und seit einiger Zeit auch aus Japan alle Fertigwaren beziehen. Was die in Faehzeitschriften oft erwahnte eigene Eisen­

industrie angeht, so sei bemerkt, daB die Erzeugung von 'Eisen und Stahl in Sudam erika bisher nicht iiber schuchtem e Versuche hinausgegangen ist. Auf die N ot des Krieges und die mangelnde, lange Zeit ganz ins Stocken geratene Einfuhr sind diese kleinen Anfange zur Erzeugung von W alzfabrikaten in erster Linie zuriickzufiihren. W ohl sind groBe Entwiirfe in Brasilien und Argentinien gemacht worden, aber sie sind nicht iiber die ersten Schritte hinausgegangen und werden je tz t im Frieden erst recht kein Feld mehr finden. Es fehlt fiir eine solche Industrie an

*) D e r V e rfa ss e r i s t w iih ro n d d e r K rie g s z e it z u r W a h m e h m u n g d e r d e u ts c h e n B e la tig o in S u d a m e r ik a t a t i g g e w e se n . S e in e A u s lu h n m g e n d iirfe n d a h o r b e so n - d e ro B e a c h tu n g v e rla n g e n , w eil sie im G c g e n s a tz z u so m a n e h e n V e ro ffe n tlic h u n g e n iib o r A u s la n d s v e ih a ltn is s o a u f g e n a u e s te n , a n O r t u n d S te lle g e s a m m e lte n E r-

f a h n m g e n b e ru h e n . Die. Schriftlettung.

allen Vorbedingungen. Weder sind Erze, noch Koks- kohle, noch Techniker und. Arbeiter in geniigender Zahl vorhanden, die fiir solche Betriebe geeignet und notig waren1). Auch die ,,weiBe“ Kohle, welche die .natflrliche Kohle ersetzen konnte, ist in Argentinien nicht vorhanden und in Brasilien noeh nicht er- schlossen. Bis die machtigen Iguazu-Falle ihrer Elektrifizierung entgegengehen, dariiber vergeht bei den langsam mahlenden Miihlen Siidamerikas sicher noch manclies Jahrzehnt.

Wie haben sich nun die politischen und die heute dam it untrennbar verbundenen wirtschaftlichen Ver- haltnisse in Sudamerika entwickelt, und welchen EinfluB h a t der Krieg in seiner langen Dauer auf die Beziehungen dieser Lander zu Deutsehland ausgeiibt ?

Naehdem im Jahre 1916 auch Nordamerika in den Krieg gegen Deutsehland eingetreten war, horte die Uebermittlung drahtloser deutscher Nachrichten von Naiten nach Sayville und von dort m it nord- amerikanischem Kabel nach Sudam erika auf. Von diesem Zeitpunkt an waren daher aus Europa nur noch vom englischen und amerikanischen Gesandten zensierte Nachrichten in der Presse zu lesen. Es setzte eine geradezu sehamlose Hetze gegen alles, was deutsch hieB, ein, die durch die Schiffsversenkungen und die Luxburg-Telegramme willkommene Unter- stiitzung fand. Die Kriegserklarung Argentiniens an Deutsehland ist nur an dem durch keine Drohung zu erschutternden Widerspruch des Prasidenten ge- scheitert. Gewifi nicht Deutschfreundlichkeit, sondern ein groBer politischer Scha!rfblick des Prasidenten, dem nur das Wohl seines Landes am Herzen liegt,, darf ais Leitgedanke fu r diese Stellungnahme an- gesehen werden. Die groBe Masse der Bevollverung, stand dem Kriege ziemlich gleichgultig gegenuber.

Nur kunstlich wurde das Volk m it seinem leicht erregbaren Nationalgefuhl durch die Verscnkung argentinischer und brasilianischer Schiffe in eine- Stellung gegen Deutsehland gedriingt. Eine groBe- Rolle haben dabei der Dollar und das englischc Gold gespielt. Die geistige Oberschicht h at zu einem Teile- a u s" wirklicher Ueberzeugung, zum anderen Teile- aus Grunden unm ittelbarer geldlicher oder w irt- schaftlicher Abliangigkeit sich ins Lager unserer Feinde geschlagen. Bei der einseitigen Bericht- erstattung, bei dem geradezu1 m ittelalterlich anmuten- den Einschuchterungszwang der „schwarzen Fem- listen“ , bei der Verfolgung, der sich auch der Neutrale aussetzte, der fiir die M ittelmachte einzutreten versuchte, und bei dem machtigen politischen Ein­

fluB, den Amerika und England ausiiben konnten, ist es eine ganz naturlich zu nennende Erscheinung, daB die weitaus groBte Mehrheit die Fahne unserer Feinde hochhiclt.

D ie i n B r a s ilie n e n t s ta n d e n e n H o c h o f e n u n d k le in e n e le k tr is c h e n S ta h la n la g e n k o n n e n a u f le r B e t r a c h t b le ib e n , d a sie j e t z t n a c h d e m K r ie g e n i c h t m e h r le is tu n g s - fiih ig s in d .