VIII. Ueber den Betrieb der Hohoͤfen mit heißer Luft. Von Professor C. B. Mit Abbildungen auf Tab. I. Ueber den Betrieb der Hohoͤfen mit heißer Luft. A. Faktischer Theil. Um die Mitte des vorigen Jahrhunderts erzeugte England kaum 18,000 Tonnen Eisen, und war nahe daran, alle seine Hohoͤfen einstellen zu muͤssen, weil Holzmangel die Productionskosten bald unerschwinglich machte. Jezt erzeugt es jaͤhrlich uͤber 600,000 Tonnen Roheisen, so viel ungefaͤhr als das uͤbrige Europa zusammengenommen, und kein Land vermag das Eisen wohlfeiler zu liefern, als das theure England. Einer dreifachen Erfindung verdankt es hauptsaͤchlich diese wunderbare Wendung jenes Gewerbzweiges: der Kunst naͤmlich mit destillirten Steinkohlen oder Kohks das Erz zu schmelzen, der Erfindung der Cylindergeblaͤse, und der Vervollkommnung der Dampfmaschinen. Denn nun stand seinem unermeßlichen Reichthume an Erz ein eben so unerschoͤpflicher an Brennstoff zur Seite, um solches zu gute zu machen und zu verarbeiten, und nun erst hatte es Mittel, um der Unternehmung die groͤßte und vortheilhafteste Ausdehnung zu geben, und uͤberall und wohlfeil die noͤthige Kraft, um diese Mittel anzuwenden. So kam es, daß Wales die Tonne Gußeisen (20 Cntr. zu 112 Pfd.) vor 10 Jahren schon zu 3 1/2–4 Pfd. Sterling (42–48 fl.) zu liefern vermochte. Und wie diese Erfindungen von England ausgingen, so profitirten sie auch fast ausschließlich diesem Lande. Erst in neuerer Zeit wurden sie hie und da auch auf dem Continente aufgenommen. Kaum indessen hatte man angefangen diese Fortschritte in andere Laͤnder zu verpflanzen, als England mit einem neuen Verfahren auftrat, das den Eisenwerken neuerdings fast unglaubliche Vortheile verspricht. Es besteht dieses darin, daß man die Hohoͤfen nicht wie bisher mit kalten, sondern mit vorerst erhizter Luft speist oder betreibt; da bei dem Einblasen von heißer Luft das Schmelzen des Erzes nicht nur ungleich weniger Brennstoff als vorher erfordert, sondern da nunmehr auch die rohe Steinkohle zur Schmelzung geeignet ist. Bei diesem Verfahren soll ferner derselbe Ofen um ein Bedeutendes mehr Eisen erzeugen, und es soll an Wind so wie an Zuschlag erspart, und uͤberdieß das Eisen besser werden. Es soll endlich dasselbe Verfahren auch auf andere Schmelzprocesse, und namentlich auf die Umschmelz- oder Cupolooͤfen anwendbar seyn. Beruht das Ebengesagte auf keinerlei Taͤuschung, so muß offenbar die Einfuͤhrung dieser neuen Schmelzmethode fuͤr Englands Wohlstand von außerordentlichem Nuzen seyn. Denn wie unerschoͤpflich auch seine Kohlenlager scheinen, bei dem unermeßlichen und immer steigenden Consum dieses Materials muß doch zulezt eine Abnahme dieser Vorraͤthe fuͤhlbar werdenDie Erzeugung von 1 Tonne Gußeisen kostete bis dahin auf den Glasgower Huͤtten an 7 Nonnen Steinkohlen. Nach diesem Verhaͤltnisse verzehrt die bloße Production von 600,000 Tonnen Roheisen uͤber 4 Mill. Tonnen oder 80 Mill. Cntr. Steinkohlen!; und jedenfalls muß aus jener Ersparniß eine so namhafte Verminderung der Productionskosten hervorgehen, daß der Preis des Eisens noch um ein Bedeutendes herabgesezt werden kann. Von nicht minderer Wichtigkeit ist aber diese Erfindung auch fuͤr den Continent, ja von einer groͤßeren wohl als alle fruͤheren, und von einer groͤßeren, sogar fuͤr viele Gegenden, als fuͤr England selbst. Denn waͤhrend jene Erfindungen fast ausschließlich nur den Betrieb der Oefen mit Steinkohlen beguͤnstigten, ist diese neue mit aͤhnlichem Vortheile auf alle Oefen, auch auf Holzkohloͤfen also, an wendbar. Und da ferner bei vielen unserer Eisenwerke der Brennstoff nicht wie in England den geringeren, sondern vielmehr den bedeutenderen Theil der Productionskosten ausmacht, so muß eine Erfindung, die den Bedarf an diesem Materiale um Vieles vermindert, sich verhaͤltnißmaͤßig ungleich vorteilhafter noch fuͤr uns erweisen. Unverzeihlich waͤre es daher, wenn dieses neue Schmelzverfahren nicht bald und allgemein auch in Deutschland angenommen wuͤrde; wenn man stolz etwa auf gewisse Vorzuͤge des Holzkohleneisens auch diese Vorschritte der englischen Industrie zu verachten affectirte; oder wenn man behaglich abwartete, bis nirgends mehr unsere Eisenpreise mit den englischen Concurrenz halten koͤnnten; und dann wohl gar zur Rettung unserer Werke nur immer noch hoͤhere Zoͤlle, als Praͤmie unserer Traͤgheit, verlangen wollte. Um so unverzeihlicher waͤre eine solche Gleichguͤltigkeit, wenn die Neuerung ohne Gefahr und ohne bedeutende Kosten versucht werden kann. Bevor indessen irgend eine Erfindung mit Recht empfohlen werben darf, muß allerdings mit aller Behutsamkeit untersucht werden, ob und in wie weit die von ihr geruͤhmten Vortheile sich wirklichwirklch bestaͤtigen, und ob denselben nicht mehr oder minder große Nachtheile zur Seite stehen. Denn nur zu oft beruhen selbst die gepriesensten auf einer Taͤuschung. Wir versuchen daher zusammenzustellen, was sich aus den bisherigen Berichten uͤber den Betrieb der Hohoͤfen mit heißer Luft als zuverlaͤssige Thatsache ergeben hat. Wir entlehnen die Angaben namentlich aus den (amtlich abgefaßten) Abhandlungen von Dufresnoy, Gueymard und Voltz im vierten Baude der Annales des Mines. Sur l'appareil à chauffer le vent parVoltzp. 77.Sur la conduite des hauts-fourneaux à l'air chaud parGueymard. p. 87.Sur l'emploi de l'air chaud etc. parDufresnoy. p. 431–500.do. par Gueymard. p. 500. Das neue Verfahren besteht bekanntlich darin, daß man den Wind nicht unmittelbar aus dem Geblaͤse in den Ofen fuͤhrt, sondern daß man ihn zuvor durch (gluͤhend) heiße Roͤhren von Gußeisen streichen laͤßt, so daß bedeutend heiße Luft in den Ofen eingeblasen wird. Zuerst wurde dieses Verfahren im Jahre 1830 auf den Clydeworks bei Glasgow von den HH. Niellon, Makintosh und Wilson angewendet. Anfangs wurde die Luft in einem kleineren Apparate auf 200–280° F. (93–137° C.) erwaͤrmt. Jezt wird sie aus dem Blascylinder durch eine 150' (engl.) lange und 19'' weite Roͤhre von Gußeisen getrieben, die in 2 Armen nach den beiden Duͤsen des Ofens fuͤhrt. (Fig. 62.) Die Roͤhre a liegt in einem Canale von Baksteinen, der als Rauchgang dient, und in einen hohen Schornstein ausmuͤndet. Sie geht durch 5 heiße Oefen, oder Feuerherde b, und ist, wo sie im Feuer liegt, mit Baksteinen umgeben. Derselbe Cylinder betreibt, von einer 70pferdigen Dampfmaschine in Gang gesezt, 4 Hohoͤfen, wovon jeder einen solchen Hizapparat hat. Er schoͤpft per Minute 8460 Kubikfuß Luft, und liefert jedem Ofen also per Minute 2120 K.' frische Luft, die auf 300° C. erwaͤrmt etwa das doppelte Volumen bilden. 3 dieser Hohoͤfen waren bereits im Gange, als jene Apparate damit verbunden wurden, und erhielten von demselben Cylinder 1/3 mehr Wind, oder per Minute 2825 K.' – 1831 wurde er auf 450° F. (232° C.) erwaͤrmt, und die Oefen noch mit Kohks betrieben. 1833 wurde der Wind auf 612° F. (322° C.) erhizt, und das Schmelzen mit roher Steinkohle bewirkt. 1829 producirten die 3 Oefen (mit kalter Luft) in 24 Stunden: 17 3/4 Tonnen Guß (jeder 6 T.) und verzehrten in dieser Zeit 53 T. Kohks (= 111 T. Steinkohlen)2 Tonnen Steinkohlen geben in Glasgow kaum 11/12 Tonnen Kohks. 31 1/2 T. geroͤstetes Erz und 9 1/2 T. Zuschlag. 1833 lieferten die 4 Oefen (mit 322° C. heißer Luft) 36 T. Guß (jeder 9 T.) und verzehrten 72 1/4 T. Steink. 68 T. Erz und 11 T. Zuschlag. Außerdem verbrauchte das Geblaͤse in beiden Jahren circa 18 T. Steink. und im zweiten die Windheizung noch etwa 15 T. Ueberhaupt kostete die Erzeugung von 1 Tonne Guß an Steinkohlen: 1829 (mit kalter Luft) 7 1/2 T. und 10 1/2 Cntr. Zuschlag. 1831 (mit Luft von 450° F.) 5 T. und 9 Cntr.    – 1833 (mit Luft von 612° F.) 3 T. und 7    –       – Die Ersparniß an Steinkohlen stieg also auf 3/5 oder 60 Proc. Die Erzeugungskosten (im Ganzen aber) verminderten sich von 77 Schilling auf 50 oder um 35 Proc. –––––––––– Schon die ersten Versuche in obigen Werken hatten einen so viel versprechenden Erfolg, daß mehrere andere das Einblasen von heißer Luft einfuͤhrten. In demselben Jahre (1830) schon wurde diese Methode in den benachbarten Werken von Calder angenommen; und im Sommer 1833 fand Dufresnoy, der von der franzoͤsischen Regierung zu dem Ende nach Schottland und England geschikt worden, dieselbe bereits auf 21 Eisenwerken (mit 67 Hohoͤfen) angewandt. Der Luftheizapparat hat bei den meisten eine abweichende Einrichtung, die Resultate sind aber bei allen im Wesentlichen dieselben. 1) Das Schmelzen erfordert ungleich weniger Brennstoff. Die Ersparniß ist um so groͤßer, je staͤrker die Luft erhizt wird, und noch bedeutender, wenn man dann statt der Kohks rohe Steinkohle gebraucht. Zu Calder kostete die Erzeugung von 1 Tonne Guß bei kalter Luft 7 3/4 T. Steink. und in Summa 8 1/4 T. Mit Luft von 300° F. (und Kohks) 4 3/4 T. und in Summa, d.h. die Geblaͤse und Hizkohlen inbegriffen, 2 1/2 T. Zu Monkland fruͤher 7–8 Tonnen Steinkohlen. Jezt mit Kohks und Luft von 450° F. 4 1/4–4 1/2 T. Auf 2 Werken bei Newcastle, fruͤher 7 T., jezt (mit Kohks und Luftk. 400°) 4 1/3 T. Bei Manchester, ehemals 6 T., jezt 3 1/4 T. Zu Butterley (bei Derby), fruͤher 5 4/5 T., jezt 3 T. (in Summa); die Luft wird 360° heiß. Zu Cadnor, fruͤher 5 T., jezt 2 3/4 T. (6 Cntr. fuͤr die Heizung inbegriffen.) Zu Birmingham, fruͤher 5 1/2 T., jezt 2 3/4 T. Zu Wartag (in Wales), ehemals 4 1/8 T., jezt 3 T. (Der Heizapparat ist mangelhaft und die Hize kaum 400°Die Ungleichheit des Kohlenbedarfs zum Schmelzen von 1 Tonne Eisen mit gewoͤhnlicher Luft) ruͤhrt hauptsaͤchlich von der verschiedenen Qualitaͤt der Steinkohlen her. Einige geben weit mehr Kohks als andere. (Die sehr magern von Wales z.B. an 70 Proc.) Ueberdieß mag bei einigen Angaben der Verbrauch fuͤr das Geblaͤse nicht mitgerechnet seyn. 2) Das Verkohken der Steinkohle wird entbehrlich. Fruͤher wurden alle englischen Hohoͤfen mit Kohks betrieben. Sich der rohen Kohle zu bedienen hielt man fuͤr unmoͤglich. Jezt werden in den meisten Werken, wo die Heizung des Windes eingefuͤhrt ist, rohe Steinkohlen aufgeschuͤttet. Das vorlaͤufige Roͤsten der Kohlen, wodurch natuͤrlich viel Brennstoff verschwendet wird, wird also entbehrlich, und daraus geht dann auch die oben erwaͤhnte noch weit betraͤchtlichere Ersparniß hervor. Aus den spaͤteren Erfahrungen ergibt sich indessen: 1) Daß in der Regel die Hize des Windes wenigstens auf 5–600° F. gesteigert werden muß, wenn der Ofen mit roher Kohle betrieben werden soll, und daß sich also Oefen, die nicht so heißen Wind anwenden (wie die zu Monkland u.a.), der Kohks bedienen mußten. 2) Daß einige (sehr fette, sich aufblaͤhende und stark klebende) Steinkohlen auch bei dieser Hize des Windes sich unbrauchbar erweisen, und verkohkt werden muͤssen. 3) Daß umgekehrt hingegen gewisse sehr magere Kohlenarten (wie namentlich die von Wales) roh, selbst ohne Erhizung des Windes zum Betriebe der Hohoͤfen tauglich sind; so daß dann auch mit kalter Luft schon eine bedeutende Ersparniß an Brennstoff gegen vormals erhaͤltlich ist; und die Heizung des Windes, wiewohl immer vortheilhaft, doch minder unerlaͤßlich wird. 3) Man braucht weniger und nicht staͤrkeren Wind. Bei den meisten der obigen Werke konnte nach Einfuͤhrung der heißen Luft dasselbe Cylindergeblaͤse 4 statt 3 Oefen mit Wind versehen, und die Pression war meist eher vermindert als vermehrt.Aus dieser Reduction des Windbedarfs geht natuͤrlich auch eine Minderung von Brennstoff hervor, die jedoch nicht sehr bedeutend ist, da fuͤr die Dampfmaschine meist eine geringe Kohle oder Kohlenkleie verwendet wird, die nicht halb so theuer als ganze Kohle ist. Bei den Calderworks schoͤpft der Cylinder per Minute fortdauernd 10500 K.' Luft; jeder der 3 Hohoͤfen erhielt also fruͤher 3500', waͤhrend einer jezt nur 2624 erhaͤlt; und die Pression (am Manometer) war fruͤher 3 1/4 Pfd. per □'', und betraͤgt jezt nur 2 3/4 Pfund. Bei Butterley wurde der Durchmesser des Cylinders von 70 auf 80'' vergroͤßert (also im Verhaͤltniß von 49 : 64), statt 2 Oefen werden aber jezt 3 betrieben, und jeder erhaͤlt per Minute nur 2150 statt 2500 K.' per Minute. Der Druk ist beibehalten. Bei den Birminghamoͤfen wurde er hingegen von 3 1/2 Pfd. auf 2 3/4, bei Monkland von 3 auf 2 3/4 Pfd. vermindert. Da die Luft durch die Hize ausgedehnt wird, so bringt man bloß verhaͤltnißmaͤßig weitere Formen an. Bei den Clydeoͤfen betraͤgt ihr Durchmesser jezt 3 statt 2 1/2''; der Querschnitt ist also im Verhaͤltnisse von 2 : 3 (25 : 36) groͤßer. Die Menge Luft verhalt sich naͤmlich (nach Obigem) wie 2100 K.' : 2800 und das Volumen (bei doppelter Ausdehnung der heißen) etwa wie 4200 : 2800 oder wie 3 : 2. Den Widerstand, den die Reibung beim Durchgange durch so lange Heizrohre verursacht, schaͤzt man nur auf 1/10.Demnach muͤßte indessen doch der Druk etwas groͤßer seyn, und mit obigen Angaben scheint es daher in einigem Widerspruch, daß die Pression noch vermindert seyn soll. 4) Das Schmelzen erfordert weniger Zuschlag. Auf den Clydewerken kostete die Erzeugung von 1 Tonne Guß fruͤher 10 1/2 Cntr. Zuschlag; bei einem Winde von 450° waren 9, und bei einem Winde von 612° sind jezt 7 Cntr. hinreichend. Zu Calder war der Zuschlag bei kalter Luft 13 Cntr., bei 300° heißer 12 1/2 Cntr., und bei 612° heißer nur 5 1/2 Cntr. Bei Manchester betraͤgt er jezt nur 4 Cntr. Zu Butterley blieb die Quantitaͤt ungefaͤhr dieselbe (1 T.), da das Erz sehr viel Schwefel enthaͤlt. Die fast allgemein sich ergebende Verminderung des Flußmittels bringt an sich eine nicht geringe Ersparniß mit sich, und beweist uͤberdieß, daß bei dem neuen Verfahren die Temperatur des Ofens bedeutend erhoͤht seyn muß. 5) Jeder Ofen erzeugt weit mehr Eisen. Wir sahen, daß nicht nur dasselbe Geblaͤse an den Clydewerken nun 4 Oefen statt ihrer 3 versieht, sondern daß jeder Ofen nun taͤglich 9 statt fruͤher 6 Tonnen producirt. Zu Calder stieg die taͤgliche Erzeugung per Ofen von 5 T. 12 Cntr. auf 8 T. 4 Cntr. Dasselbe Ergebniß zeigt sich mehr oder weniger bei allen Werken mit heißer Luft. –––––––––– Vielfache Erfahrungen bestaͤtigen hiemit bereits die uͤberraschenden Vortheile, die mit der Anwendung einer heißen Luft, zumal wenn sie bis 610° F. (320° C.) erhizt wird, beim Betriebe der Hohoͤfen verbunden sind. Laßt uns nun sehen, ob diese nicht etwa durch mancherlei wesentliche Nachtheile zum Theil wenigstens aufgewogen werden duͤrften. Allerdings macht vorerst die Hizung des Windes einen besonderen Apparat noͤthig; und diese Construction soll fuͤr jeden Hohofen an den Clydewerken auf etwa 200; zu Calder auf circa 130 Pfd. Steinkohlen gekommen seyn. Die Heizofen muͤssen lang und weit, und wenigstens 1'' dik seyn. Es scheint indessen, daß sie weit laͤnger dauern, als man besorgen mochte, und uͤberdies lassen sich unbrauchbar gewordene einschmelzen. Ferner ist die Construction schon so weit gelungen, daß sie Monate lang keinerlei Reparaturen erfordern. Weder die Errichtung noch der Unterhalt dieses Apparates kann also einen namhaften Einfluß auf die allgemeinen Kosten haben. Eben so kommt nach Obigem der erforderliche Aufwand an Heizkohlen kaum in Betracht. Fuͤr die Tonne Eisen, die erzeugt wird, kostet die Heizung selten uͤber 8 Cntr. Kohlen, waͤhrend in der Regel an Schmelzkohlen 3–4 Tonnen (60–80 Cntr.) erspart werden. Auch zu diesem Zweke koͤnnen ferner ganz geringe Kohlen dienen. Wir werden endlich sehen, daß sogar nicht ein Mal ein besonderer Aufwand dazu unumgaͤnglich noͤthig heißen mag, sondern daß sich zur Heizung wohl auch die aus der Gicht aufsteigende Hize benuzen laͤßt. Man hat ferner besorgt, daß die Anwendung der heißen Luft mancherlei Schwierigkeiten und Stoͤrungen veranlassen moͤchte. Obschon jedoch wahrscheinlich bei diesem System eine etwas abweichende Construction des Hohofens zutraͤglich seyn duͤrfte, so ist, wie alle obigen Erfahrungen zeigen, eine Abaͤnderung durchaus nicht nothwendig. In den meisten Faͤllen wurde der Betrieb mit heißer Luft bei Oefen eingefuͤhrt, die bereits seit lange, ja seit mehreren Jahren schon im Gange waren. Die heiße Luft erfordert bloß eine andere Beschickung, ein anderes Verhaͤltniß der Gichten (an Kohle, Erz und Zuschlag). Es kann daher auch eine Unterbrechung des Heizprocesses keine wesentliche Stoͤrung zur Folge haben; sie wird nur eine aͤhnliche Aufmerksamkeit erfordern, wie etwa das Aufgeben anderer Erze etc. Allerdings ist eine immer gleiche Erhizung der Luft zu wuͤnschen, dieß wird aber leicht zu erreichen seyn, wenn man in der Naͤhe der Blaseroͤhren geeignete thermometrische Vorrichtungen anbringt. Bei diesem Systeme laͤuft ferner die Form Gefahr zu schmelzen; dieß ist aber dadurch zu verhindern, daß man sie (wie bei Cupolooͤfen) in eine Roͤhre einschließt, durch welche kaltes Wasser fließt. Da sich uͤbrigens an der Form nicht leicht Schlaken. (eine Nase) ansezen, weil sie heißer und fluͤssiger sind, so kann jene dicht in das Formloch eingepaßt werden, so daß dadurch keine kalte Luft einziehen kann. Da ohne Zweifel die Ofenhize betraͤchtlich staͤrker ist, so hat man nicht ohne Grund befuͤrchtet, es mochte das Gestelle etc. sehr schnell zerstoͤrt werden. Die bisherigen Berichte erwaͤhnen indessen noch nicht einer solchen Wirkung, und laͤngere Erfahrung nur mag also lehren, in wie weit jener Nachtheil Statt finde. Daß das mit heißer Luft erzeugte Eisen geringer seyn soll, wie Manche behaupteten, ist unstreitig ein Vorurtheil. Es ist vielmehr so viel als erwiesen, daß die Qualitaͤt eher dadurch verbessert wird. Bestimmte Versuche uͤber die Zaͤhigkeit, Festigkeit etc. dieses Eisens sind uns zwar nicht bekannt, allgemein wird aber angegeben, daß waͤhrend sonst jedes Abstechen zur Haͤlfte ungefaͤhr graues und weißliches Roheisen lieferte, jezt an ersterem ungleich mehr erhalten wird. Unstreitig ist dieses Eisen auch duͤnnfluͤssiger und daher zu Gußwaaren tauglicher; und haben die Eisenwerke nach Einfuͤhrung der heißen Luft ihre Preise bedeutend herabgesezt, so geschah dieß, weil einerseits die Erzeugungskosten um Vieles vermindert wurden, andererseits die große Vermehrung des Productes einen staͤrkeren Absaz erheischte. Es kann endlich auch daraus kein Beweis gegen die reellen Vorzuͤge des neuen Verfahrens hergeleitet werden, daß einige Werke, und namentlich die Suͤdwallis'schen, dasselbe wohl versucht, aber nicht beibehalten haben. Dufresnoy zeigt, daß sich dieß aus besonderen Umstaͤnden hinlaͤnglich erklaͤre. Abgesehen naͤmlich, daß man die Versuche mit mangelhaften Heizapparaten anstellte, die ein minder guͤnstiges Resultat gaben, kam man dadurch zugleich auf die wichtige Entdekung, daß eben die Wallis'schen Steinkohlen unverkohkt auch ohne heiße Luft brauchbar sind; und so wurde denn bereits ein sehr bedeutender Vortheil erhalten. Man verzichtete nun aber um so mehr auf einen noch groͤßeren (den ohne Zweifel auch hier die Anwendung der heißen Luft gewaͤhrte), weil einerseits die dortigen Steinkohlen besonders wohlfeil sind, und andererseits den Patenttraͤgern fuͤr die Benuzung ihres Patentes ein Betraͤchtliches (1 Schill. per Tonne) bezahlt werden muß. Andere Anwendungen des gehizten Windes. Das vorliegende System ist eine um so wichtigere Erfindung, da es sich auch auf Cupolooͤfen, auf Holzkohlenhohoͤfen, und sehr wahrscheinlich auch bei manchen anderen Schmelzprocessen mit aͤhnlichem Vortheile anwenden laͤßt.Daß es selbst bei Kesselfeuern vortheilhaft seyn soll, scheint vorerst noch zu bezweifeln. Aus den obgedachten Berichten erhellt, daß in England schon vielfach sogenannte Cupolo- oder Wilkinson-Oefen mit heißer Luft betrieben werden, und zwar, indem die Luft in Roͤhren, die uͤber dem Ofen angebracht sind, geheizt wird, so daß die Erwaͤrmung kein eigenes Feuer erheischt. Zu Newcastle kostet das Umschmelzen von 1 Tonne Gußeisen nur 280 Pfd. Kohks (8 Proc.) und bei Birmingham nur 260 Pfd. Da nicht angegeben ist, wie viel solches fruͤher erforderte, so ist nicht zu ersehen, wie viel Brennstoff erspart wird. Ohne Zweifel ist die Ersparniß um so groͤßer, da die Waͤrmung keinen Mehraufwand verursacht. Ein zweiter sehr erheblicher Vortheil besteht aber noch darin, daß eine Schmelzung nun in der halben Zeit, in 20 Minuten statt in 40, verrichtet werden kann. Die Anwendung bei Schmiedefeuern (und Finery), obschon diese Nielson empfahl, scheint bis dahin noch keinen entschieden guͤnstigen Erfolg gehabt zu haben. Erfahrungen in anderen Laͤndern. Auch außer England ist das Einblasen heißer Luft schon hie und da versucht, und der Nuzen dieses neuen Verfahrens, und zwar auch bei Holzkohlenoͤfen, mehr oder weniger bestaͤtigt worden. In Frankreich wurden die ersten Versuche zu Fourchambault gemacht, und neuere auf den Eisenwerken bei Vienne, Voulte, Rimpéroux (bei Grenoble) u.a. Zu Vienne ergab sich, daß der Bedarf an Kohks von 251 Kilogr. auf 146 per 100 Gußeisen vermindert wurde; oder nach spaͤteren Berichten von 550–600 Kilogr. roher Steinkohlen auf circa 400 (also nun um 30 Proc.), und daß ein Ofen taͤglich an 6000 Kilogr. statt 4750 erzeugt. Die Ersparniß an Zuschlag betraͤgt an 50 Proc.In den großen Eisenwerken von Decaze (im Depart. Aveyron), die mit 6 Hohoͤfen 38,000 Kilogr. taͤglich erzeugen, kosten 1000 Kilogr. Roheisen 2150 Kohks = 5400 Stk. und 750 fuͤr das Geblaͤse. Die Tonne Steinkohlen kommt aber nur auf 3 1/2 f. Fr., und gibt circa 38 Proc. Kohks. Eisen zu Gußwaare kostet um die Halste mehr Kohle. Zu Voulte (Ardêche), wo der Hizapparat durch Taylor 1832 eingerichtet worden, erhielt man nach und nach eine Reduction von 2057 Kilogr. Kohls auf 1210 per 1000 Kilogr. Eisen (und zwar die Heizkohle mitgerechnet); also von mehr als 40 Proc. Bis dahin gingen zwei Oefen noch mit kalter und einer mit gehizter Luft. Wahrscheinlich ist die Temperatur weit unter 300°, so wie man denn den Ofen noch mit Kohks betreibt. Zu Rimpéroux wird die Luft auf 130° R. erhizt, und der Bedarf an Holzkohlen ist von 1610 Kilogr. auf 1270 vermindert, wobei aber das Quantum Anthrazit zur Heizung nicht gerechnet ist. Das Resultat ist hiemit nicht sehr guͤnstig, und noch unguͤnstiger sind die Versuche bei dem Holzkohlenofen zu Torleron (Cher) ausgefallen. An lezterem Orte wird auch ein Cupoloofen, mittelst eines von Jeffrier in England bezogenen Apparates, mit heißer Luft betrieben, und besonders die dadurch erzielte Beschleunigung geruͤhmt, die zugleich den Abgang vermindert. 100 Kilogr. Guß erheischen indessen an 28 Proc. Kohks. Von den in Deutschland gemachten Versuchen ist außer dem interessanten Berichte von Voltz uͤber die beiden Hohoͤfen zu Wasseralfingen im Koͤnigreiche Wuͤrtemberg wenig bekannt geworden.Auffallend ist, daß im eben erschienenen 5ten Bande der Prechtl'schen Encykl. diese wichtige Erfindung mit wenigen Worten nur beruͤhrt worden ist. Jener Bericht (s. Polyt. Journ. Bd. LII. S. 100 ff.) enthaͤlt sehr befriedigende Resultate von der Anwendung des heißen Windes auch bei Holzkohlenoͤfen. Der Heizapparat steht seitwaͤrts uͤber der Gicht, und die Luft wird also durch die wegziehende Hize erwaͤrmt. Bei 120'' R. Luftwarme war der Kohlenbedarf von 180 Pfd. auf 136, und bei 200° R. auf 183 Pfd. (um 36 Proc.) vermindert. Das Geblaͤse mußte aber etwas staͤrker arbeiten; der Druk ist von 11 auf 14'' erhoͤht worden. Das woͤchentliche Erzeugniß ist bei gleichem Kohlenverbrauch von 520 auf 730 Cntr. gestiegen; der Gang sehr regelmaͤßig, und das Eisen von besserer Qualitaͤt. Mit nicht minder guͤnstigem Erfolge soll die heiße Luft auf dem Werke zu Hausen (im Badischen) und einigen anderen eingefuͤhrt worden seyn. Unverkennbar bekraͤftigen hiemit auch die außer England schon erhaltenen Erfahrungen die Vortheile der neuen Schmelzmethode, wenn gleich die Resultate weniger glaͤnzend als die zuerst angefuͤhrten erscheinen. Ueberhaupt laͤßt sich gewiß aber bei laͤngerer Anwendung derselben noch manche Vervollkommnung erwarten, und insbesondere ist dieß in Bezug auf ihre Anwendung bei Holzkohlenoͤfen anzunehmen, die noch sehr neu ist und auf sehr wenigen Versuchen beruht. Sicherlich ist noch lange nicht ausgemittelt, bei welchem Hizgrade der Luft, bei welcher Menge und Pression, bei welcher Beschikung des Ofens, und bei welchen Dimensionen das guͤnstigste Resultat hervorgeht. Es ist ferner zu glauben, daß so wie der heiße Wind in England die verschwenderische Verwandlung der Steinkohle in Kohks entbehrlich machte, so dadurch in Kurzem vielleicht die nicht minder kostspielige Verkohlung des Holzes uͤberfluͤssig, und dann noch eine ungleich groͤßere Ersparniß an Brennstoff erzielt werden mag. –––––––––– Bis dahin bemuͤhte man sich namentlich den Heizapparat zu vereinfachen und zwekmaͤßiger einzurichten. Bei den Oefen am Clyde geschieht die Erwaͤrmung vermittelst eines an 150' langen Rohres von Gußeisen. Obschon man dadurch eine Erwaͤrmung auf 612° erlangt, so ist doch dieser Apparat kostbar und unbequem, und bei dieser Laͤnge die Erwaͤrmung und die Luftdichtmachung (da die Ausdehnung des Metalles sehr merklich ist) schwierig. S. Fig. 62 A ist das Cylindergeblaͤse; a, a das Heizrohr, das sich bei b in 2 Arme theilt, die nach den beiden Duͤsen c laufen; d 5 Feuerherde. Bei Butterley laͤuft das Rohr in 3 Abtheilungen durch den Heizofen. (Fig. 63.) Zu Cadnor bedient man sich concentrischer Roͤhren (Fig. 64.). Ran suchte dadurch zu verhindern, daß sich, wie dieß in so weiten Roͤhren beobachtet wird, in der Mitte ein kalter Luftstrom durchziehe. Indessen bringt man hier die Luft dennoch nur auf 400° F. Zu Wasseralfingen, wo der Apparat uͤber der Gicht angebracht ist und durch einen Theil der abziehenden Rauchluft erwaͤrmt wird, ist, um moͤglichst an Raum zu sparen, das Windrohr 16 Mal umgebogen. Es besteht demnach aus so vielen 4,1' langen Rohrstuͤken, wovon 4 parallel neben und uͤber einander liegen, und mittelst Ellenbogen mit einander verbunden sind. (S. Fig. 65 u. Polyt. Journ. Bd. L. S. 52). A ist die Gichtmuͤndung; durch a zieht ein Theil des Rauches in den Heizapparat und nach dem Schornsteine b. – Die Roͤhren sind 6,6'' weit und 0,6'' dik, und bilden eine einzige von 66' Laͤnge, ohne die Kniestuͤke, die nicht dem Feuer ausgesezt sind. Noch mehr an Raum und Eisenroͤhren wird erspart, wenn man die Luft zwingt, theilweise durch mehrere dem Feuer ausgesezte engere Roͤhren durchzuziehen, indem sie dann schnell mit einer großen Heizflaͤche in Beruͤhrung kommt. Ein solcher Apparat ist bei Monkland eingefuͤhrt, wo zwar die Luft nur auf 450° erwaͤrmt wird. Er besteht (Fig. 66) aus 2 weiten hufeisenfoͤrmig gebogenen Roͤhren a und b, die durch viele wagerecht liegende und engere Roͤhren c mit einander verbunden sind. Die kalte Luft gelangt zuerst in die Roͤhre a, und erwaͤrmt sich, indem sie durch die gluͤhenden Roͤhren c nach b zieht. Ein aͤhnlicher ist bei Calder vorhanden, und die Erhizung steigt auf 612° F. (Fig. 67.) Hier liegen die Hauptroͤhren a und b horizontal, und die Luft muß durch 10 oder 12 gebogene Roͤhren c, d streichen. Bei dieser Beugung hat die Ausdehnung des Metalles keinen nachtheiligen Einfluß, und die Verbindungen der Heizoͤfen sind um so solider, da sie durch Mauerwerk der directen Einwirkung des Feuers entzogen sind. Ueberhaupt scheint dieser Apparat vor allen andern den Vorzug zu verdienen, und auch besonders geeignet, um durch die abziehende Hize erwaͤrmt zu werden. Das Durchziehen der Luft in engen und gebogenen Roͤhren erleidet allerdings mehr Widerstand; doch in den lezteren Apparaten ist er ohne Zweifel weit geringer, als in dem von Alfingen. Ueberhaupt scheint indessen daraus kein merklicher Uebelstand hervorzugehen. B. Theoretischer Theil. Die Vortheile, welche sich aus der Anwendung eines heißen Windes bei der Betreibung der Hohoͤfen ergeben sollen, wurden anfangs von Vielen um so eher bezweifelt und bestritten, da sie aus der bisherigen Theorie sich kaum zu erklaͤren, ja derselben beinahe zu widersprechen schienen. Je mehr sich nun seitdem die angegebenen Resultate als unwiderlegliche Thatsachen erwiesen haben, desto mehr sind wir zu einer gruͤndlichen Untersuchung aufgefordert, ob sie sich wirklich mit den fruͤheren Ansichten nicht vereinigen lassen moͤgen. Nach allen bisherigen Erfahrungen entsteht beim Verbrennen die Hize, indem sich der verbrennende Koͤrper mit dem Sauerstoffe der Luft verbindet, und dadurch Waͤrmestoff frei wird; und daraus folgt, daß jeder Koͤrper, wenn er vollstaͤndig verbrennt, eine bestimmte Menge Waͤrme entwikeln, und eine bestimmte Quantitaͤt Oxygenluft verzehren muß. Ferner lehren calorimetrische Versuche, daß 1 Pfd. reine Kohle waͤhrend des Verbrennens etwa 7050 W (an Waͤrme) entbindet (wenn W die Waͤrmemenge bezeichnet, die 1 Pfd. Wasser um 1° C. erwaͤrmt), und dabei 2,63 Oxygenluft verzehrt, oder an 30 Kub.' Daß also dazu an 140 K.' atmosphaͤrische Luft verbraucht wuͤrde, da diese nur 21 Proc. Oxygenluft enthaͤlt, wenn alle zersezt wuͤrde, daß aber bei lebhaften Kesselfeuerungen an 180 K.' erfordert werden muß, weil meist die Haͤlfte der Oxygenluft unzersezt bleibt. Daß endlich fuͤr Steinkohle meist nur 6000 W, fuͤr Holz nur 2700 W zu rechnen sind etc. Sind diese Principien richtig, so ist allerdings nicht einzusehen, daß die Temperatur der Luft einen Einfluß auf das Quantum der entwikelten Waͤrme haben kann, oder daß heiße Luft aus der gleichen Menge Brennstoff (wofern er nicht etwa vollkommen verbrennte) mehr Waͤrme erzeugen sollte. Eben so gewiß ist aber, daß wenn ein Koͤrper schmelzen soll, nicht nur eine gewisse Menge Waͤrme von demselben aufgenommen und latent gemacht, sondern daß er uͤberdieß bis zu einer bestimmten Temperatur erhizt werden muß. Das Schmelzen wird demnach hauptsaͤchlich durch eine gewisse Concentrirung der Waͤrme bedingt. Das Blei z.B. schmilzt erst bei 282° C. Gesezt also ein Stuͤk Blei muͤßte, damit es bis auf diesen Punkt erhizt und dann fluͤssig werde, 100 W in sich aufnehmen, so muß der umgebende Raum so viel Waͤrme enthalten, daß er auch, indem er 100 W an das Blei abgibt, noch eine Temperatur von 282° behaͤlt. Es ist mithin eine gewisse Concentrirung der Waͤrme noͤthig; und das groͤßte Waͤmequantum wuͤrde kein Atom schmelzen, wenn es in einem zu großen Raume vertheilt waͤre. Klar ist ferner, daß diese Concentrirung eben so von der Menge Materie, in die sich die Waͤrme vertheilt, und ihrer Capacitaͤt – als von dem Waͤrmequantum abhaͤngt. Beim Verbrennen wird die Waͤrme, die sich entwikelt, zunaͤchst an die mit dem Brennstoff in Beruͤhrung kommende Luft abgetreten. Erhaͤlt ein Hohofen per Minute 2800 K.' (kalte) Luft, oder etwa 2 Ctr., verzehrt er per Min. 3/4 Ctr. Kohks, und entwikelt 1 Ctr. Kohks 6000 W Waͤrmestoff, so wuͤrden jener Luftmasse 6000 × 3/4 = 1500 W zugefuͤhrt. Die Luft sollte daher, da sie 4 Mal weniger Capacitaͤt als das Wasser hat, etwa 4 × 1500/2 = 3000° C. heiß werden. Unstreitig ist aber die Temperatur weit niedriger, weil viele Waͤrme an das Erz und den Zuschlag, besonders wenn beide zum Schmelzen kommen, abgetreten wird.Wahrscheinlich ist hier auch nicht 6000 W anzunehmen, da die Kohle nur das achtfache Gewicht an Luft verzehrt. Genau kennen wir nun die Hize zwar nicht, bei der das Eisen schmilzt. Nach Dumas betraͤgt sie wenigstens 1500° C.; nach Anderen weit mehr.Die gewoͤhnliche Angabe von 6000°, so wie andere nach dem Wedgwood'schen Pyrometer abgeschaͤzte, ist unstreitig sehr uͤbertrieben. Jedenfalls kommt sie wahrscheinlich derjenigen sehr nahe, die in einem gewoͤhnlichen Hohofen hervorgebracht wird; und dann muß wohl der Schmelzungsproceß im Verhaͤltnisse der uͤberhaupt erzeugten Waͤrmemenge nur langsam und schwierig von Statten gehen. Ohne Zweifel ist er dadurch nur wenig zu beschleunigen, daß man die Windmenge und dadurch die Waͤrmeerzeugung vermehrt, denn in demselben Verhaͤltnisse vertheilt sich die Waͤrme dann an eine groͤßere Luftmasse. Es handelt sich darum, die Temperatur zu erhoͤhen; denn dann wuͤrde ein viel kleineres Waͤrmequantum sogar viel wirksamer seyn.Waͤre der Schmelzpunkt bei 2000°, so wuͤrde eine große Luftmasse, die wenig uͤber 2000° heißer waͤre, weit weniger Olsen schmelzen, als eine ungleich kleinere von 2500°, obschon sie weniger Waͤrme enthielte, weil diese weit mehr Waͤrme abtreten koͤnnte. Ueberhaupt aber zeigen analoge Erscheinungen bei der Aufloͤsung (also Fluͤssigwerdung) der Salze in Wasser, der Metalle in Feuer u.s.w., wie sehr eine geringe Zugabe der Waͤrme, wenn sie die Temperatur erhoͤht, die Aufloͤsung beguͤnstigt. Dieß laͤßt sich nun vorerst erreichen, wenn man zur Verbrennung weniger Luft, und also eine oxygenreichere anwendet; und so kann denn durch Zublasen von Sauerstoffgas die Temperatur ausnehmend erhoͤht werden. Bekanntlich haben wir bis dahin aber kein Mittel, eine solche Luft zur Anwendung im Großen uns zu verschaffen. In der That muß jedoch einiger Maßen diese Wirkung auch erreicht werden, wenn die Luft von dem Einblasen betraͤchtlich erwaͤrmt wird; denn eben weil dasselbe Quantum Luft und Kohle dasselbe Quantum Waͤrme erzeugt, so muß die resultirende Temperatur in diesem Falle um diejenige groͤßer seyn, welche die eingeblasene bereits besizt, und da diese hinzugekommene Waͤrme ausschließlich dann auf die Schmelzung verwendet werden kann, so mag allerdings weit weniger Kohle und Luft ein groͤßeres Product liefern, und so ungleich mehr Kohle im Ofen erspart werden, als die besondere Erwaͤrmung des Windes kostet. Kaum ist nun aber zu bezweifeln, daß nicht das Zublasen von heißer Luft wirklich eine betraͤchtlich hoͤhere Temperatur im Ofen hervorbringt. Zwar fehlt es bis dahin an pyrometrischen Belegen; allein alle Erscheinungen bei diesem Betriebe erweisen eine solche. Das Eisen und die Schlafen sind weit duͤnnfluͤssiger; man braucht viel weniger Flußmittel oder Zuschlag; das Feuer endlich im Herde ist blendend weiß, und das wegziehende uͤber der Gicht schoͤn roth und nicht gelb wie sonst. Die angegebenen vortheilhaften Wirkungen der vorlaͤufigen Erhizung des Windes beim Schmelzprocesse scheinen uns daher mit der bisherigen Theorie des Verbrennens und der Waͤrmeerzeugung vollkommen im Einklange, wenn gleich, wie so oft, die Theorie nicht zur Erfindung dieses Verfahrens fuͤhrte. Wir halten naͤmlich fuͤr so viel als erwiesen, daß dieses Einblasen erhizter Luft eine betraͤchtlich hoͤhere Temperatur des Ofens (oder Herdes) zur Folge habe, und glauben, daß aus Obigem einerseits eben diese Erhoͤhung der Temperatur auch bei vermindertem Kohlen- und Luftverbrauche, andererseits ihre große Wirksamkeit auf den Schmelzproceß erklaͤrbar sey. Ueberdieß ist indessen anzunehmen, daß in der That in diesem Falle 1) auch aus dem Quantum Brennstoff etwas mehr Waͤrme erzeugt werde, in so fern er noch vollstaͤndiger consumirt werden mag; und 2) daß die Oekonomie der Waͤrme noch vollkommener sey, in so fern bekanntlich der Sauerstoffgehalt der Luft desto vollstaͤndiger zersezt wird, je hoͤher die Feuerhize ist. Wir wollen schließlich noch sehen, ob und wie weit sich nach obiger Berechnungsweise und den vorhandenen Angaben wirklich eine hoͤhere Temperatur herausstellt. Nach Dufresnoy verzehrte ein mit gewoͤhnlicher Luft betriebener Hohofen auf dem Calderwerke in 4 Wochen 550 Tonnen Kohks, also per Min. 13/48 Cntr. (oder 30 1/5 Pfd.), und erhielt per Min. 3500 K.' oder 268 Pfd. Wind. Entwikelt 8 Pfd. Kohks 6000 W (Waͤrme), und erfordert die Erwaͤrmung der Luft vier Mal weniger Waͤrme als das Wasser (also 268 Pfd. so viel als 67 Wasser), so ergaͤbe sich (von aller sonstigen Verwendung abgesehen) eine Temperatur = (6000 . 30 1/3)/67 = 2716° C. Mit heißer Luft von 612° F. oder 322° C. betrieben verzehrte derselbe Ofen in 4 Wochen 446 Tonnen Steinkohlen, oder per Min. fast 25 Pfd. und 2600 K.' oder 200 Pfd. Luft. Es ergaͤbe sich demnach, wenn die Steinkohle (was bei so vollkommener Verbrennung sehr wahrscheinlich ist) wenigstens 6000 W liefern, eine Temperatur = (25 . 6000)/50 = 3000° C., und die bereits der Luft mitgetheilte von 320° mitgerechnet, eine Temperatur = 3320°. Es bestaͤtigt sich hiemit auch aus dieser Berechnung die obige Erklaͤrung.