LVII. Neues Verfahren zum Verkohlen des Holzes und zur Verwendung der erzeugten Holzkohle für eisenhüttenmännische Zwecke; von Gillot. Aus den Comptes rendus, t. LXVI p. 231; Februar 1868. Gillot, über ein neues Verfahren zur Darstellung der Holzkohle und zu deren Verwendung beim Eisenhüttenwesen. I. Die Darstellung der Kohle oder die Verkohlung. Man kann annehmen, daß das Holz im Zustande mittlerer Trockenheit, in welchem es meistens der Verkohlung im Forste (im Freien) unterworfen wird, ungefähr 40 Proc. seines Gewichtes Kohlenstoff und 60 Proc. Wasser, letzteres sowohl in chemisch gebundenem Zustande, als auch hygroskopisch aufgenommen enthält. In diesen 60 Proc. Wasser ist eine geringe Menge Stickstoff inbegriffen, nebst 7 bis 8 Tausendtheilen Wasserstoff, welche über den zur Wasserbildung erforderlichen vorhanden sind. Bei der Verkohlung im Forste bringt man nur wenig über 15 Proc. vom Gewichte des angewandten Holzes an Kohle aus; der Rest wird entweder zur Erzeugung der zur Verkohlung erforderlichen Temperatur verbrannt oder er entweicht in gasförmigem Zustande in die Atmosphäre und geht so mit den übrigen bei dieser Destillation des Holzes freiwerdenden nutzbaren Substanzen verloren. Von diesen 15 Gewichtsproc. Kohle wird ein mehr oder weniger bedeutender Antheil in Folge der Mangelhaftigkeit des Verkohlungsverfahrens als Kohlenklein erhalten; andere Antheile gehen später beim Auf- und Abladen, beim Transporte von der Kohlstätte bis zur Hütte verloren, so daß das Ausbringen an Kohle bei der Verkohlung im Forste sich auf höchstens 12 Proc. vom Gewichte des verwendeten Holzes schätzen läßt, ein Ergebniß, welches von den erwähnten unabhelflichen Uebelständen bedingt wird. Das Verkohlungsverfahren, bei welchem das Holz auf der die Kohle verbrauchenden Hütte selbst in geschlossenen Gefäßen mit Gas langsam verkohlt wird, ermöglicht hingegen ein Ausbringen von 26 bis 27 Gewichtsprocenten Kohle, ohne Grus und Lösche, und das auf diese Weise erzielte Product ist von besserer Qualität als alle nach den anderen Methoden erzeugten Holzkohlensorten. Zugleich läßt sich bei diesem Verfahren der Gehalt des Holzes an überschüssigem Kohlenstoff — den beim Verkohlungsprocesse selbst verbrauchten Antheil abgerechnet — in Form von nutzbaren Nebenproducten, wie Essigsäure, Methylen, Oelen und Theer gewinnen, deren Werth, nach Abrechnung aller Kosten, denjenigen des gesammten Kohleausbringens erheblich übersteigt. Daraus ergibt sich ein bedeutender Nebengewinn, selbst wenn man die Essigsäure, das wichtigste jener Nebenproducte, zu einem weit niedrigeren Verkaufswerthe veranschlägt, als er sich aus den Durchschnittspreisen der letzten zehn Jahre ergibt. Die Versuche, welche zu diesen Ergebnissen geführt haben, gestatten die für jedes Verfahren gültigen allgemeinen Grundsätze der Verkohlung festzustellen, und es sind durch dieselben folgende neue erwiesen worden: 1) Die einzige nothwendige Bedingung einer guten Verkohlung, sowohl im Forste oder im Freien (in Meilern und Haufen), als in geschlossenen Gefäßen, ist ein langsamer Verlauf des Processes. Bei der Verkohlung in geschlossenen Gefäßen genügt eine zweiundsiebenzigstündige Dauer der Verkohlungszeit dieser Bedingung vollständig. 2) Die Zersetzung des Holzes beginnt schon bei 100° C.; die mit Holz, welches bei 150° C. getrocknet worden, ausgeführten Analysen ergeben daher nicht die wirkliche Zusammensetzung desselben. 3) Die Reactionen, welche während der Verkohlung zwischen den näheren Bestandtheilen des Holzes stattfinden, erzeugen Kohlenwasserstoffe, Kohlensäure und andere Gase nebst einer Wärmemenge, welche mit der Temperatur des Ofens und der Menge der zersetzten Substanzen zunimmt, so daß diese Wärme, etwas früher als die Ofentemperatur auf 300° C. steigt, in der Retorte einen Temperatur-Ueberschuß erzeugt, welcher bis zur Beendigung der Operation anhalten muß, damit diese vollständig vor sich gehen kann. 4) Die allmähliche Zunahme der inneren Temperatur der Retorte ist der einzige Regulator für die Leitung des Processes und eine zu rasche Erhöhung derselben verursacht die Entstehung einer zu großen Menge von Theer und Gas, sowie eine entsprechende Verminderung der nutzbaren Nebenproducte und der Kohle, gleichzeitig aber auch eine Verringerung der Qualität der letzteren, indem die Holzfasern zerreißen und in Folge dessen die Kohle schwammartig ausfällt. 5) Der Essigsäuregehalt der flüssigen Producte dieser trockenen Destillation nimmt bis zu der Temperatur von 218° zu und beträgt dann 48 Proc.; kurz vor Beendigung der Operation sinkt er auf Null herab. 6) In Folge dieses Umstandes ist es möglich, die essigsäurereichen Flüssigkeiten von den armen Destillationsproducten zu sondern und dadurch bedeutend an Rectificationskosten zu ersparen. 7) Die bei einer gut geleiteten Verkohlung gewinnbare Menge von Essigsäuremonohydrat (sogen. krystallisirbarer Essigsäure) beträgt zwischen 7 und 8 Proc. vom Gewichte des Holzes. 8) Das Volum der mittelst des erwähnten Verfahrens erhaltenen Kohle beträgt zwei Drittheile des verwendeten Holzes. II. Die eisenhüttenmännische Verwendung des Brennmaterials. Von allen zum Verhütten der Eisenerze angewendeten metallurgischen Apparaten ist der Hohofen ohne Widerrede derjenige, welcher den Bedingungen der Oekonomie am meisten entspricht. Und doch ist es erwiesene Thatsache, daß bei jedem, in regelmäßigem Gange stehenden, sowohl mit kalter als mit warmer Luft betriebenen Hohofen die Heizkraft der durch die Gicht entweichenden Gase zwei Drittel von der Heizkraft der gesammten angewendeten Brennmaterialmenge beträgt. Die geringen Schwankungen, denen dieses Verhältniß unterworfen ist, sind vom varürenden Wasserstoffgehalt der brennbaren Gase bedingt. Es ist nachgewiesen, daß die zur Umwandlung des Roheisens in Stahl oder Stabeisen erforderliche Hitze weit geringer ist, als die Gesammtwärme, welche beim Erblasen des Roheisens im Hohofen die aus der Gicht entweichenden brennbaren Gase durch ihre Verbrennung entwickeln würden. Daraus ergibt sich, daß es nur darauf ankam, eine zweckmäßige Verwendungsweise dieser Ueberhitze aufzufinden. Dieses Mittel, welches bisher noch von Niemand angegeben wurde, besteht darin, jene Gase mittelst eines Exhaustors in einem Gasometer aufzusammeln, aus welchem sie dann nach Bedürfniß entnommen und zur sofortigen Erzeugung der gewünschten Hitzegrade verwendet werden können. Die Anwendung dieses Verfahrens, in Verbindung mit der beschriebenen Verkohlungsmethode (mit Gas), ermöglicht die Production von Holzkohlenroheisen zu einem Gestehungspreise, welcher, abgesehen von dem Werthe der gleichzeitig gewonnenen Essigsäure, unter 60 Frcs. per Tonne und für Stahl und Stabeisen in Schienen unter 100 Frcs. per Tonne beträgt. Die Versuche haben festgestellt: 1) die Theorie der Reduction der Kieselsäure und der Verbindung des Siliciums mit dem Eisen im Hohofen; 2) eine 1000° C. nicht erreichende Grenze als die zur Zersetzung des kohlensauren Kalkes erforderliche Temperatur; 3) die für den Gang eines jeden Hohofens nothwendige Bedingung, daß jede Gicht den für die weitere Verhüttung ihres Productes erforderlichen Wärmeverbrauch liefert; 4) die höchsten und niedrigsten Grenzen a. der Temperatur der vollständigen Verbrennung des Kohlenstoffes vor der Windform; b. der Temperatur, mit welcher die Verbrennungsproducte den Ofen verlassen; c. der Temperatur der eine Gicht umgebenden Gassäule nach der Umwandlung der vor der Form gebildeten Kohlensäure zu Kohlenoxyd; 5) die Theorie der Umwandlung der Substanzen, speciell der Kohlung (Cementation), der Oxydation (Schlackenbildung) und der Reduction; 6) die für die Anwendung einer oder mehrerer Windformen beim Hohofenbetriebe maßgebenden Grundsätze; 7) die Theorie der Anwendung heißer Gebläseluft beim Hohofenbetriebe; die Thatsache, daß der Brennmaterialverbrauch bei Anwendung von heißem Winde bedeutender ist, als bei Anwendung kalter Gebläseluft, im Widersprüche mit der bisherigen Ansicht, und den Grund dieser Thatsache; 8) die Wärmemenge, welche vom Roheisen und den Schlacken einerseits beim Hohofenbetriebe und andererseits bei der Behandlung im Flammofen verzehrt wird; 9) die absolute Unzulänglichkeit der Analysen nur eines aliquoten Theiles der Gassäule, mögen dieselben zu dem Zwecke ausgeführt werden, die Zusammensetzung dieser Gassäule zu bestimmen, oder die in diesen metallurgischen Apparaten stattfindenden Reactionen zu ermitteln. Durch eine Vergleichung der früheren Methoden mit dem neuen Verfahren gelangen wir zu nachstehenden Folgerungen: 1. Die gegenwärtig üblichen Methoden der Verkohlung und der Verwendung des Brennmaterials zur Eisen- und Stahlfabrication verursachen zusammen einen Verlust von mindestens 90 Proc. des angewendeten Brennmaterials (Holzes) und bedingen daher auf 100 Kilogr. erzeugten Eisens oder Stahles einen Verbrauch von 779,13 Kilogr. Holzkohle; 2. die neuen Methoden der Verkohlung und der Verwendung des Brennmaterials zur Eisen- und Stahlfabrication verursachen gar keinen Brennmaterialverlust, mit Ausnahme der geringen und allen Systemen gemeinschaftlichen Verluste, welche durch die ausgestrahlte und die von den Producten der Fabrication entzogene Wärme bedingt werden. Diese neuen Methoden erfordern im Maximum einen Aufwand von 150 Kil. Holzkohle auf 100 Kilogr. erzeugten Stabeisens oder Stahles; überdieß erhält man dabei Nebenproducte, deren Nettowerth, nach den Durchschnittspreisen der letzten zehn Jahre berechnet, schon einen bedeutenden Antheil der Selbstkosten compensirt.