Studien über die Darstellung eines weissen Roheisens für Sehne aus oolitischen Erzen des Grossherzogthums Luxemburg. Wolters, über die Darstellung eines weißen Roheisens etc. J. Wolters, Fabrikationschef auf den Werken der Gesellschaft Providence im Bassin von Charleroi, ist der Verfasser einer längern Abhandlung über die Hohofenverhältnisse bei der Darstellung weißen Roheisens, wie es zum Verpuddeln auf starkes Eisen aus Luxemburger Erzen in jener Gegend dargestellt zu werden pflegt. Seine Mittheilungen beruhen auf concreten Verhältnissen und erscheinen besonders wichtig bezüglich der allgemeinen Verwerthung und Behandlung phosphorhaltiger Eisenerze, die ja leider in einzelnen Bezirken in größerm Maße sich concentriren, als es der Fall mit Qualitätserzen ist, und die deshalb eine hohe ökonomische Bedeutung haben. Es sollte discutirt werden, wie weit es möglich ist, bei ausschließlicher Verwendung der Minetten in Hohöfen mittlerer Größe, d.h. von 15 bis 16m Schachthöhe und 150 bis 200cbm Inhalt, Schwefel- und Phosphorgehalt der Erze in die Schlacke zu bringen, und in welchem Grade die Möllerung hierzu beitragen kann. Die Untersuchung des Ganges wie der Producte von einem Hohofen ergibt Resultate und Schlüsse, welche sich mit geringer Wandlung auf Hohöfen gleicher Grundlage anwenden lassen, und die wichtiger erscheinen als die schließlich angestrebte Elimination von Phosphor und Schwefel. Elemente der Rechnung. Vor dem Eintreten in die Discussion gibt Wolters die Grundlagen des Betriebes und die Daten, welche sich auf einen 6tägigen Verlauf desselben gründen. Verhältnisse des Hohofens: Inneres Volum 152cbm Höhe 15m Weite im Kohlensack 5m Weite in der Gicht 2m,8 Weite in der Düsenzone 1m,30 Inneres Volum pro 1000k in 24 Stdn. 3cbm,24 Kokesverbrauch pro 1000k 1191k Erzgicht 2764k Kokesgicht 1000k Kalkzuschlag 13k Gichtgastemperatur 180° Windtemperatur 188°. Mittlere Zusammensetzung des Erzgemisches. Eine sorgfältig genommene Möllerprobe ohne Einbeziehung des Kalkzuschlages ergab, der Analyse unterworfen, nachstehende Resultate: Hygroskopisches Wasser   7,88 Gebundenes             „   7,66 Kieselsäure 12,33 Kalk 12,30 Thonerde   5,21 Magnesia   0,95 Eisenoxyd 42,12 Eisenoxydul   1,02 Mangansuperoxyd   0,68Wolters supponirt das Mangan stets als Mangansuperoxyd in den Erzen, als Manganoxydul in den Kokes und in der Schlacke. Unserer Ansicht nach wäre es richtiger gewesen, das Mangan in derselben Oxydationsstufe auftreten zu lassen wie das Eisen. Schwefeleisen (FeS₂)         0,07 Kohlensäure   8,35 Schwefelsäure   Spur Phosphorsäure   1,22 ––––– 99,79. Der Eisengehalt berechnet sich auf nur 30,32 Proc. und deutet, wie auch Wolters anführt, auf ein ziemlich armes Gemisch; im Allgemeinen rechnet man auf ein höheres Ausbringen der nicht getrockneten Minetten und nimmt im Mittel 33 Proc. an.Sollten die 33 Proc. nicht Roheisenprocente sein? In diesem Fall würde ein Gehalt von 30,32 Proc. reinmetallischen Eisens der Beschickung nicht zu wenig sein. Zur Einführung der Kokes in die Rechnung hat Wolters zunächst ein auf Aschen- und auf Schwefelgehalt sich beziehendes Mittel aus mehreren technischen Proben genommen, dann die Analyse der Asche ausgeführt und schließlich aus allen gefundenen Werthen die mittlere Zusammensetzung des Kokes berechnet. Die technischen Proben ergaben im Mittel: Aschengehalt 13,40 Proc. Schwefel   0,34 „ (wovon 0,24 an Eisen, 0,10 an Calcium gebunden erscheinen.) Die Analyse der Kokesaschen ergab im Mittel: Kieselsäure 48,06 Kalk 3,65 Thonerde 29,59 Magnesia 2,00 Eisenoxyd 10,91 Mangansuperoxyd 0,61 Phosphorsäure 0,63 Schwefelsäure 0,64 Differenz (einschließlich der Alkalien) 3,91 –––––– 100,00. Die mittlere Zusammensetzung der Kokes berechnete sich aus den vorhergehenden Angaben, wie folgt: Hygroskopisches Wasser 5,53 Kohlenstoff 81,88 KieselsäureKalkThonerdeMagnesiaEisenoxydulManganoxydulEinfach-SchwefeleisenSchwefelcalciumPhosphorsäureAlkalien 6,080,293,750,250,740,080,620,220,080,48 12,59 Proc. Aschenbestandtheile,den obengefundenen 13,40 Proc.der getrockneten Kokesentsprechend. –––––– 100,00. Der eventuelle Gasgehalt der Kokes wurde als zu geringfügig vernachlässigt. Als Zuschlag wird bei dem bezüglichen Betrieb ein Kalkstein von Landelies angewendet, welcher bei der Analyse die nachstehende Zusammensetzung zeigte: Kalkcarbonat 92,77 Eisencarbonat   0,56 Magnesiacarbonat   1,18 Mangancarbonat – KalkphosphatKalksulfat Spuren Kieselsäure   5,41 Thonerde Spuren Organische (kohlige) Substanzen   0,09 –––––– 100,01. Die Producte des Hohofenbetriebes anlangend, wurde zunächst die Schlacke untersucht, dann das Eisen, endlich die Hohofengase. Die Schlacke enthielt: Kieselsäure 38,64 Kalk 33,55 Thonerde 17,69 Magnesia 2,80 Eisenoxydul 4,56 Manganoxydul 1,05 Schwefelcalcium 0,70 Phosphorsäure 0,50 Differenz einschließlich der Alkalien 0,51 ––––––– 100,00. Das Roheisen hatte nachstehende Zusammensetzung: Eisen 96,01 Graphit 0,47 Gebundener Kohlenstoff       1,28 Schwefel 0,19 Phosphor 1,58 Mangan 0,58 Silicium 0,27 ––––– 100,38. Die Gichtgase zeigten: Kohlensäure                         19,48 Kohlenoxyd 22,83 Stickstoff 57,58 Wasserstoff 0,11 –––––– 100,00. Berechnet man aus dem ökonomisch wichtigen Verhältniß des Kokesverbrauches pro 1000k Eisen und der Gichtzusammensetzung von 2764k Erz     13 Kalk und 1000 Kokes die Erzmenge für die Darstellung von 1000k Roheisen, so erhält man 3292k, was ein Ausbringen von 30,38 Proc., also wenig mehr als das weiter oben mitgetheilte Resultat der Analysen, d.h. 30,32 Proc. angibt. Der geringe Unterschied wird wohl daher rühren, daß ein Uebergang des Eisens in die Schlacke stattfindet. Rechnet man weiter zu obiger Erzmenge den Wassergehalt und den Aschengehalt des Brennstoffes, sowie das Gesammtgewicht des Zuschlages für 1000k Eisen, so treten zu den vorstehend berechneten 3292k Erzmaterial 15k Zuschlag und (12,59 + 5,53)1191/100 = 216k Kokesasche und Wasser, zusammen 231k, und es erfordern also 1000k Roheisen 3523k nicht brennbare Materialien. Die mittlere Zusammensetzung des gesammten Möllers, die brennbaren Bestandtheile der Kokes allein ausgeschlossen, ist aus den schon mitgetheilten Elementen durch Wolters wie nachstehend berechnet worden: Hygroskopisches Wasser (Erz)            „                „      (Brennstoff)       7,361,87 9,23 Gebundenes Wasser (Erz) 7,16 Kieselsäure (Erz)        „        (Brennstoff)        „        (Zuschlag) 11,522,060,02 13,60 Kalk (Erz)   „   (Brennstoff)   „   (Zuschlag) 11,490,100,23 11,82 Thonerde (Erz)       „      (Brennstoff) 4,871,27 6,14 Magnesia (Erz)       „      (Brennstoff) 0,890,09 0,98 Eisenoxyd (Erz) 39,36 Eisenoxydul (Erz)         „        (Brennstoff) 0,950,25 1,20 Mangansuperoxyd (Erz) 0,63 Manganoxydul (Brennstoff) 0,03 Doppel-Schwefeleisen (Erz) 0,07 Einfach-          „         (Brennstoff) 0,21 Schwefelcalcium (Brennstoff) 0,07 Kohlensäure (Erz)        „         (Zuschlag) 7,800,18 7,98 Schwefelsäure (Erz) Spuren Phosphorsäure (Erz)           „         (Brennstoff) 1,140,03 1,17 Alkalien (Brennstoff) 0,17 ––––– 99,82. Es ist weiter von Interesse, die Zusammensetzung des trocknen Gichtstaubes zu kennen, da derselbe aus Bestandtheilen der Schmelzsäule besteht, welche der Schlackenbildung entzogen worden sind. Auf 1000k Roheisen gewinnt man an dem betreffenden Hohofen immer 17k Staub in den Gasleitungscanälen. Dieser Staub besteht aus: Wasser und Kohlensäure     5,65 Kohlenstoff 4,94 Kieselsäure 11,47 Kalk 10,59 Thonerde 6,94 Magnesia 0,96 Zinkoxyd 0,97 Eisenoxyd 56,54 Mangansuperoxyd 0,26 Schwefel 0,17 Schwefelsäure 0,08 Phosphorsäure 1,60 –––––– 100,17. Der Eisengehalt des Staubes ist höher als der des Möllers und beziffert sich auf 39,58 Proc. Eine wichtige Frage ist noch die Berechnung der Schlackenmenge, welche pro 1000k Roheisen producirt wird. Wolters nimmt an, daß die pro 1000k Roheisen producirte Schlackenmenge gleich sei der in Beziehung auf die gleiche Roheisenmenge eingesetzten oder aufgegebenen Rohmaterialien abzüglich: 1) der natürlichen Verbindungen aller Elemente des Roheisens; 2) der sämmtlichen in dem Staub der Gase enthaltenen Substanzen; 3) der sämmtlichen vergasten oder in anderer Weise verflüchtigten Bestandtheile der Beschickung. Die Kohle, welche Wolters hierbei ausschließt, kann aber sehr gut eingeschlossen bleiben, denn sie tritt ja vollständig auf ad 1) als Kohlengehalt des Roheisens, ad 2) als Kohlengehalt des Gichtstaubes, ad 3) als verbrennende Kohle des Brennstoffes. Für die Rechnung ist es aber bequemer, nach dem Vorgang Wolters' zu verfahren. Nach ihm ergaben sich ad 1)     k     k 960,1 Eisen in 1000k Roheisen 1372 Eisenoxyd 1,9 Schwefel „ „       5 Einfach-Schwefeleisen 15,8 Phosphor „ „     36 Phosphorsäure 5,8 Mangan „ „       9 Mangansuperoxyd 2,7 Silicium „ „       6 Kieselsäure ––––– Zusammen 1428k. Es entspricht also 1t Roheisen, dessen Kohlengehalt abgerechnet, einem Gewichtsquantum von 1428k des Möllers. Zu diesem Quantum treten ad 2) die nicht verbrennlichen Bestandtheile des Gichtstaubes mit etwa 16k pro 1000k Roheisen. Die ad 3) angeführten flüchtigen Bestandtheile der Beschickung berechnet Wolters in nachstehender Weise. Wasser und Kohlensäure machen nach Ausweis der Analyse etwa 0,2437 des Möllers aus; bezieht man dieses Verhältniß auf die erwähnten 3523k, so ergeben sich 859k Wasser und Kohlensäure. Ein Ueberschlag gibt ferner für den bei Verschlackung von Eisenoxyd und Mangansuperoxyd eintretenden Sauerstoffverlust etwa 7k.Dazu mußte die Schlackenmasse pro 1000k, die man eben wissenschaftlich suchen will, nach praktischem Ermessen abgeschätzt werden, und nimmt Wolters in Bausch und Bogen 1000k Schlacke pro 1000k Roheisen als Minimum an. Darauf die Metallmengen und Sauerstoffverhältnisse der Schlackenanalyse beziehend, erhält er 7k. Nimmt man, was nach dem Folgenden richtiger scheint, 1200k an, so ergeben sich 8k,4 Sauerstoffverlust. Die theoretische Schlackenmenge ist mithin 3523 – (1428 + 16 + 859 + 7) = 1213k. Die Einzelmengen an Wasser- und Kohlensäure sind 3523 × 0,1639 = 577k Wasser und 3523 × 0,0798 = 281k Kohlensäure (mit 77k Kohlenstoff) entsprechend 629k Kalkcarbonat. Discussion und Kritik des Hohofenbetriebes. Wolters stützt sich bei der nun folgenden Discussion sämmtlicher Umstände des Hohofenbetriebes auf die bedeutenden und lichtvollen Arbeiten von Gruner, welche zuerst eine klare und einfache Methode der Kritik eines Hohofenbetriebes vorgezeichnet haben. Um zu bestimmen, ob der Gang des Hohofens, wie ihn die im Vorhergehenden mitgetheilten Documente charakterisiren, ein günstiger und vortheilhafter genannt werden kann, vergleicht Wolters zunächst das aus seinen Angaben abgeleitete Verhältniß CO₂/CO mit dem Verhältniß, wie es aus andern Hohofenbetriebsmodificationen abgeleitet wird. Aus der Gasanalyse ergibt sich für den hier besprochenen Hohofen CO₂/CO = 0,853, woraus sich von 100 totalem Kohlenstoffgehalt 35,2 als Kohlensäure, 64,8 als Kohlenoxyd vorhanden ableiten lassen. Die besten der von Bell und Gruner analysirten Hohöfen in Cleveland haben im abgerundeten Durchschnitt 30 Proc. Kohlenstoffgehalt in der Kohlensäure und 70 Proc. im Kohlenoxyd nachweisen lassen, und der Ausdruck CO₂/CO erreichte dann die Größe 0,673. Abgesehen von andern Indicien, stellt das genannte Verhältniß dem besprochenen Hohofenbetrieb das beste Zeugniß aus; da man aber einwenden könnte, die relative Mehrproduction von Kohlensäure rühre von einer größern Menge von Kalk- und andern Carbonaten im Möller her, als in andern damit verglichenen Fällen, so hat Wolters noch ermittelt, wie die Relation zwischen den beiden Oxydationsstufen des Kohlenstoffes sich gestaltet, wenn nur die Producte der Verbrennung von Kohlenstoff in Betracht gezogen werden. Es erfordern nach Früherem 1000k Roheisen 1191k Kokes oder 975k reinen Kohlenstoff. Davon gehen an das Roheisen 17k über, wogegen in den 281k Kohlensäure des Möllers noch 77k Kohlenstoff sich befinden. Demnach treten in die Hohofengase 975 + 77 – 17 = 1035k Kohlenstoff. Aus dem Verhältniß CO₂/CO = 0,853 geht ein Procentverhältniß des Kohlenstoffes in der Kohlensäure zu dem des Kohlenoxydes = 35,2 : 64,8 hervor, so daß in den Gasen 364k Kohlenstoff in der Kohlensäure, 671k Kohlenstoff im Kohlenoxyd sich befinden. Da 77k des erstgenannten Antheils aus der Kohlensäure des Möllers stammen, so ergeben sich 364 – 77 = 287k Kohlenstoff als aus den Kokes kommende Grundlage der Kohlensäureproduction. Dieser Menge stehen die vorhin festgestellten 671k des Kohlenoxyd-Kohlenstoffes gegenüber und erscheint das gegenseitige Verhältniß = 0,672, welches sonach 30 Proc. Kohlenstoff der Kohlensäure und 70 Proc. Kohlenstoff des Kohlenoxydes in den aus Brennstoffconsum hervorgehenden Gasen ergibt. Eine ähnliche Rechnung unter der Annahme ausgeführt, daß bei Cleveland-Hohöfen 1000k Roheisen etwa 1000k reinen Kohlenstoffes bedürften und 600k Kalkzuschlag beanspruchten, läßt das Verhältniß CO₂/CO, soweit die Gase aus der Verbrennung selbst hervorgegangen sind, auf 0,518 fallen, so daß 24,8 Proc. Kohlensäure-Kohlenstoff und 75,2 Proc. Kohlenoxyd-Kohlenstoff in den Gasen dieser Hohöfen, als aus wirklicher Verbrennung herstammend, angenommen werden müssen. Der von Wolters untersuchte Hohofen ergibt also, selbst unter gänzlicher Abrechnung des Kohlensäure-Kohlenstoffes aus dem Zuschlagskalk, noch günstigere Reductionsverhältnisse als die mittlern Cleveland-Hohöfen. Man kann den Gang des Hohofens auch noch auf andere Weise kritisiren, indem man ihn mit dem von Gruner zuerst begrifflich aufgestellten und charakterisirten idealen Gang des Apparates vergleicht. Unter dem idealen Gang versteht Gruner die Annahme, daß alle Reductionsarbeit durch Kohlenoxyd und ohne Mitwirkung festen Kohlenstoffes, also fast ohne Wärmeaufwand geschehe. Der Ausdruck CO₂/CO ist alsdann in folgender Weise zu bestimmen. Die beiden Kohlenstoffmengen, welche zu Kohlensäure und Kohlenstoff vergasen, entwickeln 287 × 8080 = 2318960 und 671 × 2473 = 1659383, zusammen 3978343c. Die gleiche Wärmemenge muß auch bei dem idealen Gang des Hohofens erzeugt werden, wenn man der Einfachheit halber annimmt, daß in beiden Fällen, dem wirklichen, wie dem idealen Gang, durch die Winderhitzung eine gleiche Wärmezufuhr, durch die Gasausströmung an der Gicht ein gleicher Wärmeverlust herbeigeführt wird. Es handelt sich also nur darum, das Gewicht an Kohlenoxyd zu berechnen, welches durch die Erzreduction sich in Kohlensäure verwandelt; dies geschieht zunächst durch Berechnung des vom Erze verlorenen Sauerstoffes. Die Menge desselben setzt sich zusammen: 1) aus dem zur Rückbildung des Eisenoxydes der Phosphorsäure, des Mangansuperoxydes und der Kieselsäure nothwendigen Antheil; 2) aus dem zur Oxydation der in der Schlacke befindlichen Monoxyde zu Oxyden und Superoxyden nothwendigen Antheil. Legt man die früher mitgetheilten Zahlen zu Grunde, so findet man, daß pro 1000k Roheisen das Erz etwa 446k Sauerstoff hergibt. Durch diesen Sauerstoff werden 446 × 3/4 = 335k Kohle vom Zustand des Kohlenoxydes zu dem der Säure weiter oxydirt und entwickeln schließlich im Ganzen 335 × 8080 = 2706800c. Zieht man dieses Quantum von der früher ermittelten Totalwärmeproduction von 3978343c ab, so bleiben 1271543c übrig, welche die Verbrennung von 514k Kohlenstoff zu Kohlenoxyd erfordern. Die Kohlenstoffmenge ist folglich 335 + 77 = 412 in der Kohlensäure und 514 im Kohlenoxyd, zusammen 926. Die Kohlensäuremenge ist demnach (412 × 11)/3 = 1511k, die Kohlenoxydmenge (514 × 7)/3 = 1199k, das Verhältniß CO₂/CO daher = 1,260. Für die Cleveland-Oefen hatte Gruner die Verhältnißzahl 1,217 ermittelt, so daß man sagen kann, der von Wolters beschriebene Hohofenproceß ist auch in Bezug auf den idealen Verlauf noch günstiger als der durchaus befriedigende und normale, welchen Gruner bei der Beurtheilung der nordenglischen Hohöfen vor sich hatte. Vergleicht man den Kohlenverbrauch des idealen Hohofenganges mit dem des wirklichen, so sieht man, daß der letztere gegen den erstern einen nicht sehr bedeutenden Mehrverbrauch an Kohlen nachweist, der sich aus praktischen Gründen niemals wird ganz ersparen lassen. Es entsprechen in der That 926 + 17 (Kohlenstoffgehalt von 1000k Eisen) – 77 (Kohlenstoff der Zuschläge), also 866k Kohlenstoff einer Kokesmenge von 1057k, wogegen pro 1000k Production 1191k wirklich verbraucht werden, also 134k mehr, als theoretisch und unter den einfachsten Annahmen erforderlich sind.Wolters hat den Mehrverbrauch um 77k zu gering veranschlagt, da er vergaß, von der Kohlenstoffsumme die 77k, welche aus den Carbonaten stammen, abzuziehen. Man wird diese 134k nur dann sparen können, wenn der durch die Reduction der Erze gebildeten Kohlensäure die Mittel benommen sind, sich zu Kohlenoxyd zu reduciren, indem sie Kohlenstoff aus den Kokes aufnimmt. Die letztern verbrennen in einer Kohlensäureatmosphäre nur dann zu Kohlenoxyd, wenn die Temperatur eine ziemlich hohe ist. Geschieht die Reduction in einer niederem Temperatur, so wird sich die entstandene Kohlensäure nicht wieder zu Kohlenoxyd reduciren. Es kommt also darauf an, wenn man obige 39k sparen wollte, die Erze bei niedrigerer Temperatur zu reduciren, als die Verbrennung von Kohlenstoff zu Kohlenoxyd in einer Kohlensäureatmosphäre erfordertUm diese kitzliche Frage zu entscheiden, ist eine Reihe von theoretischen Versuchen zu machen, welche sich auf folgende Punkte richten: Ermittlung der Reductionswärme verschiedener Erze, der Verbrennungswärme von Kohlenstoff und Kohlensäure u.a., da aus den gemachten Andeutungen wie auch den ausgeführten Rechnungen hervorgeht, daß eine bessere d.h. vollkommenere Verbrennung des Kohlenstoffes wenn nicht unmöglich, doch praktisch fast unerreichbar sein dürfte. Vom Augenblick an aber, wo die Einheit Kohlenstoff, in einem Hohofen verbrannt, das erreichbare Maximum von Kohlensäure gibt, ist wohl zu untersuchen, welchen Einfluß auf den Gang des Apparates die größere Höhe des Ofens und eine energischere Winderwärmung haben dürften. An der Hand der Gruner'schen Studien erledigt Wolters diese beiden Gesichtspunkte in nachstehender Weise. Die Erhöhung der Oefen nach der Verticalachse verursacht zunächst eine bedeutendere Abkühlung der Hohofengase, dann erweitert sie die Reductionszone d.h. den Theil des Ofeninnern, wo die Oxydation des Kohlenoxydes und die Production der Kohlensäure vor sich geht. Die Steigerung der zuletzt genannten Function ist, wie die frühern Daten ergeben, kaum noch als möglich anzunehmen, da schon das Maximum an Kohlensäure producirt zu werden scheint. Was die Abkühlung der Gichtgase durch die zunehmende Höhe des Ofenschachtes betrifft, so gelangt Wolters zu dem Schluß, daß bei sehr heißgehenden Erzen die entstehende Abkühlung aufgehoben wird durch die stete Wärmeproduction des Reductionsprocesses, der bei 300 bis 400° heißen Gasen nahe an der Gicht schon beginnen kann. Bei wasserhaltigen und kohlensäurereichen Erzen wie die Minetten sind an sich die Gase viel kühler, und es beginnt die Kohlensäurebildung weit tiefer unter der Gicht; eine Ofenerhöhung wird hier in ihrem Einfluß nicht gestört durch die Nähe einer Wärmequelle. Indessen ist Wolters der Ansicht, daß eine Steigerung der Ofenhöhe über 15m auch für Minettenverhüttung ohne Nutzen ist, da die Gase an der Gicht ohnehin höchstens 180 bis 200° haben. Mischungen von Minetten und Schlacken würden sich ähnlich verhalten wie die heißgehenden Cleveland-Erze. Die stärkere und energischere Winderwärmung würde nach Wolters zu denselben Erscheinungen führen wie die Steigerung der Ofenhöhe, d.h. zu einem Fallen der Gichttemperatur und Steigen des Verhältnisses CO₂/CO. In Bezug auf den letzten Punkt ist noch zu erwähnen, daß diese Steigung über das schon beobachtete Maximum hinaus kaum wahrscheinlich ist, und daß eine energischere Winderhitzung einfach zu einer Wärmesubstitution führen muß, so daß die mit dem heißen Wind eingeführte Wärmemenge an die Stelle einer im Ofen durch Verbrennung producirten Wärmemenge tritt – mithin eine Ersparniß hervorruft. Benützung der Gichtgase zur Winderhitzung und zur Kesselheizung. Der Unterschied der wirklichen Wärmeleistung des Brennstoffes im Hohofen und der totalen Wärmeentwicklungsfähigkeit desselben läßt sich am besten aus der Zusammensetzung der Hohofengase beurtheilen. Es werden, wie früher festgestellt wurde, pro 1000k Roheisen 958k Kohlenstoff verbrannt und dabei 3978343c producirt. Bei vollkommener Verbrennung hätten sich 958 × 8080 = 7740640c entwickelt; demnach entwickelt die Verbrennung im Hohofen nur 0,51 der Heizfähigkeit des Kohlenstoffes. Daraus folgt, daß die Gichtgase, in passender Weise verbrannt, noch eine erhebliche Wärmemenge produciren müssen. In den Gichtgasen sind 958 + 77 = 1035k Kohlenstoff enthalten; die Analyse ergibt in den Gasen Kohlensäure      Kohlenoxyd 19,4823,83 mit„ 5,319,78 15,09 Kohlenstoff Stickstoff 57,58 Wasserstoff   0,11 Berechnet man nach diesen Verhältnissen die Gasmengen, so erhält man 103500 : 15,09 = 6859k trocknes Gas pro 1000k Roheisen. Die mögliche Wärmeproduction dieser Gasmenge ist demnach 6859 × 0,2383 × 2403 = 3762297 und 6859 × 0,0011 × 34462 = 275696, zusammen also 4037993c. Man erhält also noch etwas mehr Wärme als man im Innern des Hohofens producirt haben würde, und es lohnt sich wohl der Mühe, die Gewinnung dieser Wärme zu versuchen. Bekanntlich hat man die Gase der Hohöfen nach und nach den zur Winderwärmung und Kesselheizung, selbst zur Erzröstung früher verwendeten Brennstoffen substituirt und zwar mit großem Erfolg. Es ist dies allerdings nur möglich, sobald die sämmtlichen Gasbenützungen richtig angelegt sind und zweckmäßig betrieben werden. Um diese Verhältnisse zu untersuchen, ist es nothwendig, rein theoretisch die bei der Kesselheizung und bei der Winderhitzung nothwendig zu verbrennenden Gase zu berechnen. Aus der Menge der Gichtgase berechnet sich zunächst die Luftmenge, welche in den Ofen gelangen muß. Da die 6859k Gase nach der Analyse 57,58 Proc. Stickstoff enthalten und die Atmosphäre 76,9 Stickstoffgehalt besitzt, so rührt die Stickstoffmenge der Gasmasse von (6859 × 57,58) : 76,9 = 5136k Luft her, welche in feuchtem Zustand sich auf 5136 × 1,0062 = 5168k steigern. Das Gebläse muß also pro 1k verbrannten Kohlenstoff 5168 : 958 = 5k,4 oder gegen 4cbm,5 Luft von 12° und gewöhnlicher Spannung liefern. Indem Wolters eine Blasezeit (nach Abrechnung der Unterbrechungen bei Abstich, Räumen etc.) von 23 Stunden annimmtEs wäre jedenfalls praktischer, noch etwas weniger wirkliches Blasen anzunehmen, da bei Oefen mit offenem Herd die Zeitversäumnisse der Gestellarbeiten vorwiegend länger dauern., kommt er zu folgenden Ergebnissen. Die Luftmenge pro Secunde wird sein (Tagesproduction 46883k), = (5168 × 46,883) : (23 × 60 × 60) = 2k,926. Nun berechnet sich das Gewicht von 1cbm trockener Luft von 12° Temperatur und gewöhnlichem Druck auf 1,293587 : (1 + 12 × 0,00367) = 1k,239. Rechnet man 0k,008 Feuchtigkeit pro 1cbm hinzu, so ergeben sich 1,239 + 0,008 = 1k,247. Obige 2k,926 entsprechen demnach 2,926 : 1,247 = 2cbm,346, welche, auf einen Druck von 0m,16 Quecksilber bezogen, eine Arbeit von etwa 4600mk oder 60 bis 70e erfordern. Dies gibt, den Nutzeffect der besten Gebläse auf 0,50 festgestellt, eine Maschine von 120 bis 140e, genauer nach der Wolters'schen Annahme 122e. Um den Gasverbrauch für diese Kraftentwicklung zu berechnen, geht Wolters zunächst auf den erfahrungsmäßig feststehenden Steinkohlenverbrauch zurück. Eine gute Gebläsemaschine mit Expansion und Condensation verbraucht stündlich, den belgischen Erfahrungen zufolge, etwa 3k,5 Steinkohle pro Pferdekraft, also im vorliegenden Falle 122 × 23 × 3,5 = 9821k bei 23 Stunden Betrieb. Den Kohlenverbrauch der Gichtenzüge, Speisepumpen, Löschwasserpumpen taxirt Wolters, offenbar nach localen Erfahrungen, auf 2400k pro Tag von 24 Stunden, so daß zusammen für Gebläse, Gichtenzüge etc., überhaupt für Dampfproduction 9821 + 2400 = 12221k pro Tag nothwendig werden. Da 1k Gas nach den mitgetheilten Zusammensetzungen 0,2283 × 2403 = 549 und 0,0011 × 34462 = 38, zusammen 587c entwickelt, während 1k Steinkohlen etwa 7500c producirt, so entspricht 1k Steinkohle etwa 12k,8 Gas. Folglich sind zu den vorher angeführten Betriebsbranchen 12221 × 12,8 oder 156429k Gas nothwendig. Der Ofen producirt pro 1000k Roheisen 6859k Gas, pro Tag von 24 Stunden und einer Production von 46t,883 folglich 46,883 × 6859 = 321570k Gas. Zieht man hiervon den obigen Bedarf von 156429k ab, so bleiben 165141k. Da man nicht sicher ist, auch bei der Anwendung der besten Gichtverschlüsse alle Gase abzuziehen, so muß man von den theoretisch disponiblen Gasen etwas abrechnen. Wolters nimmt an, daß in einem Fall nur die Hälfte, im andern Fall zwei Drittel und im dritten Fall das Ganze des Gasquantums abgezogen werde, und berechnet hierfür als Gasüberschuß beziehungsweise 4356, 57951, 165141k. Es sind dies nur Annahmen, über deren Richtigkeit und Wahrscheinlichkeit man streiten kann, die aber immerhin ein volles theoretisches Bild geben. Die nächstwichtige Frage ist: Welchen Effect wird die aus den überschüssigen Gasen ausgeführte Verbrennung hervorbringen, oder welche Wärmemenge wird von der zu erhitzenden Luft aufgeschluckt werden? Wolters hebt zunächst die von Gruner präcisirten Erfordernisse eines guten Winderwärmungsapparates hervor, nämlich: 1) Richtiges Verhältniß zwischen Windmenge und Heizung. 2) Methodische d h. rationellste Heizung. 3) Richtige Geschwindigkeit des Windes. Dann betont der Verfasser die Vorzüge der steinernen Apparate (Cowper, Siemens, Whitwell) und einiger gußeisernen Systeme, z.B. des von Gruner besonders gelobten Apparates von Bessèges (gerade Pistolenröhren). Dabei taxirt er den Wärmeverlust durch die Esse der besten Apparate auf 9 bis 10 Proc., der schlechtesten auf 38 bis 40 Proc. und kommt endlich zu dem Schluß, daß der Nutzeffect auch in ungünstigsten Fällen 50 Proc. beträgt. Man wird also nur die Hälfte der weiter oben berechneten Gasüberschüsse wirklich zur Winderwärmung benützen, d.h. im ersten Fall 2178k, im zweiten Fall 28972k, im dritten Fall 82572k – und, da jedes Kilogramm Gas 587c entwickelt, so sind die disponiblen Wärmemengen ad 1) 1278486c, ad 2) 17006634c, ad 3) 48469764c. Wolters berechnet indessen für diesen Fall den Heizeffect etwas geringer, indem er den Effect des Wasserstoffes auf nur 29004 annimmt, wenn das sich bildende Wasser dampfförmig bleibt (eine eigenthümliche Abweichung von dem vorher eingeschlagenen Weg). Es sind dann die Effecte d.h. die Wärmemengen ad 1) 1265218c, ad 2) 16832732c, ad 3) 4797432c. Durch Division mit dem Product aus der Windmenge, pro Tonne, der Tonnenzahl und der Capacität der Luft, d.h. mit 5108 × 46,883 × 0,239, findet der Verfasser die Temperaturen der erwärmten Luft. Dieselbe betrug ad 1) 22°, ad 2) 291°, ad 3) 828°. Ohne den gefundenen Werthen eine zu große Wichtigkeit beilegen zu wollen, läßt sich aus ihnen doch folgendes ableiten: 1) Wendet man die Hälfte der disponiblen Gase zu Feuerungsanlagen an, so reichen dieselben nicht aus, die Arbeit der Luftcompression, des Aufzuges, der Pumpen und einer bis 300° gehenden Winderhitzung zu bewältigen. 2) Bei einer Gasentnahme von 2/3 der Totalmenge kann man die genannten, auf Dampfbetrieb beruhenden Functionen ausführen und daneben den Wind auf 300° und höher erwärmen, wenn die Warmwindapparate von guter Construction – und einem höheren Nutzeffect als 50 Proc. sind. 3) Bei möglichst vollständigem Gasabzug hat man einen mehr als ausreichenden Brennstoff zu allen den genannten Functionen und kann vollkommen ohne jede anderweitige Brennstoffbenützung den Hohofenbetrieb führen. (Fortsetzung folgt.).